CN103733332A - 混合歧管及方法 - Google Patents

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Abstract

一种冷却功率变换设备中的电力组的方法和冷却系统。该液体冷却系统(80)包括：第一冷却级(82)，其包括第一冷却构件，其中第一冷却构件相连接以形成并联的冷却支路(86a，86b)；混合歧管(84)，该混合歧管构造成流体地连接到并联的冷却支路上，使得来自并联的冷却支路的冷却液体流在混合歧管中混合；以及第二冷却级(86)，其包括第二冷却构件，且第二冷却级依照流经冷却系统的冷却液体而与第一冷却级串联地连接。

Description

混合歧管及方法
技术领域
本文公开的主题的实施例大体上涉及方法和系统，且更具体地涉及用于更有效地冷却电气构件的机构和技术。
背景技术
功率变换器广泛用于各种应用范围以控制能量流或变换连接到马达或发电机上或与公用电网对接所需的电压、电流或频率。那些应用中的一些包括用于油和气、金属、水、采矿和海洋工业的马达驱动器，以及用于可再生能源(风能、太阳能)和电力工业的功率/频率变换器。
功率变换器(或变频驱动器，其为驱动电动马达的特殊类型的功率变换器)的芯构件中的一些为功率半导体开关。功率半导体开关在它们的操作期间，即，传导电流和开关电流期间产生功率损耗。那些功率半导体开关的示例包括但不限于集成栅整流晶闸管(IGCT)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、注入增强栅晶体管(IEGT)、晶闸管(ETT或LTT)、紧压包装(冰球状陶瓷壳体的硅片)中的二极管或IGBT、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、塑料模块包装中的二极管等。这些功率半导体开关的能力、性能及可靠性由于如在更高的结点温度下的减小的关闭能力的原因而对它们的结点温度敏感，由于集中的电流传导而对局部热点敏感，等等。
为了实现此类开关的冷却和为了使它们的结点温度保持在它们的操作极限内，液体冷却是用于在功率开关操作期间移除由功率损耗产生的热的有效方法。液体冷却(例如，水冷却)使用液体流来从附接于电气构件(例如，功率半导体开关)上的冷却构件(例如，散热器或冷板)中移除热。由于冷却构件与电气构件的表面之间的直接接触，故热从具有更高温度的元件(电气构件)转移到具有更低温度的元件(冷却构件)。液体提供在冷却构件周围和/或经过冷却构件，以分散转移到冷却构件上的热。然后将液体流带到远离电气构件的待冷却的位置。此类位置可为将热消散到冷却塔或环境空气中的水到水或水到空气的热交换器。
将注意的是，对于功率模块，基板与功率半导体开关的电极电隔离开，而对于紧压包装装置，功率半导体开关的极面电性地连接到功率半导体开关的电极上。该布置表明为了避免电气短路，如果液体冷却回路将不同的电气构件连接在一起，则去离子的水需要用于紧压包装开关的散热器。
图1中示出了冷却系统10的示例。冷却系统10包括各种冷却构件。冷却构件可为散热器、管道、阀、歧管等。冷却构件中的一些与电力组(power stack)12的三柱组件的电气构件相关联。柱可包括冷却构件和电气构件的组合。三柱式电力组12包括各种电气构件的三柱12a到12c。电气构件在具有三柱式电力组时可为功率半导体开关，而且还在具有其它功率变换装置时可为电阻器、电感器、电容器及绝缘体。三个柱可为相同的或为不同的。柱12a可包括功率半导体开关14和对应的散热器16。功率半导体开关的数目和它们的连接取决于电路布局。冷却系统的布局可沿用电力组的布局或可为不同的。第一绝缘体18和第二绝缘体20将柱与电力组的金属框架电性地隔离。
为了形成用于给定数目的液体冷却的电气构件的液体冷却回路，与电气构件接触或为电气构件的一部分的冷却构件流体地连接到彼此上。图1中示出了示例性的冷却布局。冷却系统10设计成使得液体沿包括第一液体入口歧管30、并联的冷却支路35和第一液体出口歧管32的第一路径流动，且还沿包括第二液体入口歧管31、串联的支路37和第二液体出口歧管33的第二路径流动。入口歧管具有构造成在压力下接收液体的入口34。该压力由泵提供。
并联支路35可包括进入管道20、压力补偿器36、散热器16、另一个压力补偿器40以及流出管道22。串联支路37可包括进入管道38、多个散热器16、连接管道42以及流出管道44。将注意的是，串联支路包括串联地联结的两个或多个的散热器或等同装置。因此，冷却系统10包括各种类型的连接，如，串联或并联或串联连接与并联连接的组合。
针对所有冷却构件的串联的液体连接具有比并联连接更少的总液体流，但具有更高的压降。因此，这将导致泵具有更大的压头且在冷却构件具有更高的应力。这使得液体冷却回路由于更高的压力而易于泄漏。针对串联的液体环路的另一个负面因素在于冷却环路的下游的温度在热从一个冷却级到另一个冷却级累积时持续增大。该热使针对冷却环路下游中的构件的冷却作用退化。因此，所期望的是，放置具有更高消散功率且对液体冷却环路上游的结点温度更敏感的功率半导体开关。
针对所有冷却构件的并联的液体连接导致比串联的液体连接更小的压降。然而，并联的液体连接具有更高的总液体流，即，需要更大量的液体。针对该布置的重要的限制因素在于，由于所有的并联冷却支路必须具有相同的ΔP(压降)，故针对各个支路的合成的液体流可能不为所需的值。为了解决该问题，需要复杂的设计，通过引入附加的ΔP平衡元件(如，线圈36或40)或仔细地设计各个并联的冷却支路的直径。作为备选，可人工地控制节流阀以调整流动分布，用以确保针对各个并联的液体支路实现适合的流动量。
回到图1，取决于三柱式电力组12的确切结构，有可能的是，柱12a中的电气构件具有比柱12b和12c中的电气构件更高的操作温度。因此，来自柱12a的电气构件的冷却液体具有高温。
对于该特殊布置，来自柱12a的散热器的流出管道22直接连接到第一水出口歧管32上，使得高温液体不会再用于柱12b和12c的冷却元件。然而，由于来自连接管道42的冷却液体的温度不高，故在向第二水出口歧管33提供冷却液体之前，该冷却液体用于冷却柱12c的冷却构件。
然而，图1的冷却布置具有的缺点在于，需要用于各种支路的压力补偿装置(36和40)，且还在于需要四个水歧管(两个入口和两个出口)来用于冷却三柱式电力组12。
图2中示出了另一个冷却布置。图2示出了使用单个液体入口歧管52、单个液体出口歧管54和多个管道56以用于将冷却液体从第一散热器58带到第二散热器60以及带到第三散热器62的冷却系统50。然而，该方法具有以下缺点。假定功率半导体开关66以比与散热器60和58相关联的功率半导体开关63和64更高的温度操作。在该情况下，来自散热器58和60的已经被加热的冷却液体不会充分冷却功率半导体开关66的散热器62。因此，未充分冷却的功率半导体开关66易于过早损坏，这是非期望的。避免图2中示出的布置的该缺点的另一个布置将提供用于识别到的热功率半导体开关的专用冷却环路。然而，该最后的布置需要更复杂的冷却系统和更多管道，这也是非期望的。
因此，将期望的是，提供避免前述问题和缺点的系统和方法。
发明内容
根据一个示例性实施例，存在一种用于功率变换设备的液体冷却系统。液体冷却系统包括：第一冷却级，该第一冷却级包括功率变换设备的第一冷却构件，其中该冷却构件连接来形成并联的冷却支路；混合歧管，该混合歧管构造成流体地连接到并联的冷却支路上，使得来自并联的冷却支路的冷却液体流在混合歧管中混合；以及第二冷却级，该第二冷却级包括第二冷却构件，且第二冷却级依照流经冷却系统的冷却液体而与第一冷却级串联地连接。来自第一冷却级的冷却液体流在被传送到第二冷却级之前在混合歧管中混合在一起。
根据另一个示例性实施例，存在功率变换设备，其包括：电力组，该电力组包括第一电气构件和第二电气构件；入口歧管，该入口歧管流体地连接到功率变换设备的第一冷却级上且构造成向第一冷却级提供冷却流体，以用于使与第一冷却级相关联的第一电气构件冷却；混合歧管，该混合歧管流体地连接到第一冷却级上且构造成：(i)从第一冷却级接收具有不同温度的加热的冷却液体流，(ii)混合加热的冷却液体流以实质具有单个温度，以及(iii)向功率变换设备的第二冷却级提供混合的冷却液体流，以用于使与第二冷却级相关联的第二电气构件冷却；以及出口歧管，该出口歧管流体地连接到功率变换设备的第二冷却级上且构造成接收来自第二冷却级的混合的冷却液体流。
根据又一个示例性实施例，存在一种冷却功率变换设备的方法。该方法包括向入口歧管提供冷却液体；将来自入口歧管的冷却液体转移到功率变换设备的第一冷却级的散热器，其中散热器设在并联的冷却支路上；冷却第一冷却级的散热器；在混合歧管处接收来自第一冷却级的并联的冷却支路的具有不同温度的加热的冷却液体流；在混合歧管中混合加热的冷却液体流；向功率变换设备的第二冷却级的散热器提供混合的冷却液体流；以及在连接到第二冷却级上的出口歧管处收集来自第二冷却级的混合的冷却液体流。
附图说明
在并入说明书中且构成说明书的一部分的所附附图中示出了一个或多个实施例，且与描述一起阐释这些实施例。在附图中：
图1为具有冷却系统的常规电力组装置的示意图；
图2为具有冷却系统的常规电力组装置的另一个示意图；
图3为根据示例性实施例的用于使功率变换设备冷却的歧管系统的示意图；
图4为根据示例性实施例的用于使多柱式电力组冷却的歧管系统的示意图；
图5为用于冷却的歧管系统的散热器的示意图；
图6为根据另一个示例性实施例的用于使多柱式电力组冷却的歧管系统的示意图；
图7至图9示出了根据示例性实施例的水混合歧管的各种形状；
图10为根据示例性实施例的用于使多柱式电力组冷却的歧管系统的又一个示意图；以及
图11为根据示例性实施例示出了用于使多柱式电力组冷却的方法的流程图。
具体实施方式
示例性实施例的以下描述参照所附附图。不同附图中的相同参考标号表示相同或类似的元件。以下详细描述不限制本发明。相反，本发明的范围由所附权利要求限定。为简单起见，以下实施例参考水冷式三柱电力组的用语和结构来描述。然而，接下来论述的实施例不限于这些电力组，而是可适用于具有需要冷却的构件的其它组或功率变换装置。
在整个说明书中参照"一个实施例"或"实施例"意思是结合实施例描述的具体特征、结构或特点包括在所公开的主题的至少一个实施例中。因此，在整个说明书的不同位置出现的短语"在一个实施例中"或"在实施例中"不必参照相同的实施例。此外，可以以一个或多个实施例中的任何适合的方式组合具体的特征、结构或特点。
根据示例性实施例，存在用于使多柱式电力组冷却的歧管冷却系统。歧管冷却系统包括液体入口歧管、液体出口歧管以及液体混合歧管。冷却构件流体地连接歧管以用于使冷却液体循环通过歧管。如稍后限定的，冷却构件集合成并联和串联支路。电气构件附接有或设有一些冷却构件。液体混合歧管收集来自并联支路的冷却液体流，使它们混合且然后向剩余的支路提供混合的冷却液体以用于冷却。
接下来论述的新颖的冷却系统有利地提供了在液体环路下游的被冷却的功率半导体开关的一致且更均匀的热力性能而不管操作条件。此类操作条件包括未均匀地分布在需要由冷却液体环路冷却的功率半导体开关处的功率损耗，以及时间相关，即，取决于电路操作原理、电源(如，电网)和/或负载(如，马达和压缩机)情况的功率损耗。在这些条件下，期望的是，具有用于液体环路上游和下游的功率半导体开关的更有效的冷却系统，利用了一些装置在并联的液体冷却布置中消散比其它装置更少的热的事实。通过在冷却并联支路之后且在将液体传送到下游的功率半导体开关之前混合冷却液体，其允许液体温度被平均成比来自最高功率消散支路的最大液体温度的液体温度更低的值。
此外，接下来论述的示例性实施例提供了解决并联的冷却支路间潜在的不匹配的ΔP的简洁方法。在这方面，新颖的实施例中不需要附加的ΔP平衡元件。此外，不必仔细设计各个并联的冷却支路的直径或提供节流阀来调整流动分布，以确保针对各个并联的液体支路实现适合的流动量。
根据图3中示出的示例性实施例，存在用于使功率变换设备的多个电气构件冷却的冷却系统80，其中多个电气构件与冷却构件相关联。在论述图3的细节之前，相信引入几个构想是合适的。功率变换设备可为具有一个或多个柱、功率模块或柱与功率模块的组合的功率变换设备。因此，新颖的实施例所适用的功率变换设备中的一些可不具有柱。电气构件指的是功率半导体开关、电感器、电容器、电阻器、母线或绝缘体中的一个或多个。功率半导体开关可为主动开关，例如，IGCT、IGBT、MOSFET等，或为被动开关，例如，二极管。针对电气构件的冷却可整体结合为构件(例如，水冷式电感器、水冷式电阻器)的一部分，或其需要附接于电气构件上的单独的冷却构件。冷却构件为散热器、混合歧管、入口歧管、出口歧管、合成射流、水管道、水管、压力补偿装置、螺旋水管、调压阀、变化直径的水管道/管，或热交换器中的一个或多个。
回到图3，冷却系统80可包括第一冷却级82，该第一冷却级82可部分或全部流体地连接到液体混合歧管84上，其继而部分或全部流体地连接到第二冷却级86上。液体混合歧管84收集来自第一冷却级82的多个冷却并联支路86a-n的冷却液体流。并联支路的数目n为两个或多个。液体混合歧管84混合来自多个冷却支路86a-n的加热的冷却液体流，且向第二冷却级86的串联的冷却支路88a-m提供该混合的冷却液体，其中m为1或更大。串联的冷却支路88a-m可包括p个散热器，其中p为1或1更大。将注意的是，并联支路86的数目不必等于串联支路88的数目。
还可提供液体入口歧管90和液体出口歧管92，以用于分别提供和移除来自冷却系统的冷却液体。因此，并联支路将液体入口歧管90流体地连接到混合歧管84上，且串联支路将混合歧管84流体地连接到液体出口歧管92上。此外，将注意的是，一些支路87a-k将入口歧管90流体地连接到出口歧管92上而没有连接到混合歧管84上，其中k为等于或大于零的数目。
图3中示出的实施例包括各种冷却构件。例如，冷却支路86a包括管道94a和散热器94b。对于第一冷却级和第二冷却级的剩余冷却支路来说同样如此。散热器可与电气构件相关联。此类电气构件94c可接触冷却构件且与冷却构件交换热。冷却构件和电气构件的数目在级与级之间可不同，如附图中示出，且甚至在支路与支路之间可不同，如附图中还示出。图3为说明性附图且不旨在示出支路或构件等的确切数目。出于该原因，接下来的实施例和附图提供了用于更好地理解示例性实施例的更明确的冷却系统。然而，以下附图不应被解释为将本发明限制到这些附图中示出的柱或冷却区段的数目。
在图4中示出的示例性实施例中，功率变换设备100包括冷却系统102和三柱式电力组150。如上所述，该新颖的特征也适用于具有更少的柱或不具有柱的功率变换设备。然而，出于示例性的目的，接下来论述三柱式电力组。因此，三柱式电力组不应被解释为限制该新颖特征的适用性。冷却系统102包括第一冷却级104和第二冷却级106。各个冷却级均具有多个冷却支路。第一冷却级104具有并联的冷却支路104a-n，其中n为等于或大于2的预先确定的整数。第二冷却级106包括串联的冷却支路106a-m，其中m为等于或大于一的预先确定的整数。N和m可为相等的或不同的。
图4示出了分别具有散热器160的并联的冷却支路104a-n。如上所述，其它构造也是可能的，即，每个并联支路有更少或更多的散热器。如稍后将论述的，散热器160具有对应的电气构件158。冷却系统102还可包括液体入口歧管108、液体出口歧管110以及液体混合歧管112。三柱式电力组(该示例性实施例还可适用于多柱式电力组或无柱式功率变换设备)150包括多个电气构件，例如，功率半导体开关158。三柱式功率变换设备100包括半导体装置的第一柱152、第二柱154以及第三柱156。如上所述，可以利用冷却系统来冷却更多或更少的柱。图4示出的是，各个柱均具有介入多个散热器160之间的多个功率半导体开关158。可存在其它电气构件或冷却构件。
散热器160可为具有由如图5中所示的通道166连接到彼此上的入口162和出口164的金属块。允许水进入入口162，穿过通道166而通过出口164离开。图5中示出了具有过分简单化的形状的导管166。然而，通道166可包括复杂的或简单的形状。此类导管也为冷却构件，且该通道不仅可与散热器相关联，而且例如，可与水冷式电感器相关联。通道166的目的在于便于热从散热器或其它冷却构件转移到流经通道的流体。
还参考图4，液体入口歧管108构造成在入口113处接收冷却液体。冷却液体具有用于冷却电气构件的适当的温度。液体分布到将冷却液体传送到第一冷却级104的散热器160的一组进入管道114中。进入管道114并联地连接在液体入口歧管108与混合歧管112之间。从此开始，冷却液体进入散热器且移除热，在此之后，冷却液体进入将加热的冷却液体带到液体混合歧管112中的流出管道116。
将注意的是，混合歧管112可接收来自第一柱152的所有散热器160的加热的冷却液体流。因此，如果第一柱152的一个或多个功率半导体开关以比相同柱的另外的功率半导体开关更高的温度操作，则来自这些构件的冷却液体流在混合歧管112中混合在一起，从而在分布到串联支路106a-m之前将冷却液体引到实质恒定的温度。换言之，具有不同温度的冷却液体流在第一冷却级104中混合在一起，以向第二冷却级106的支路提供具有实质均匀温度的冷却液体。
在示例性实施例中，机构118可提供在液体混合歧管112内部或连接到液体混合歧管112上，以用于增强冷却液体流的混合。例如，此类机构118可为合成射流。合成射流可以以一定数目的方式实施，如，用电磁驱动器、压电驱动器，或甚至机械驱动器，如，活塞。各个驱动器使膜片或隔膜每秒上下移动多次，将周围的流体吸入室中而然后将其排出。
液体混合歧管112取决于功率变换设备100中的柱的机械布置可具有不同的形状。图4示出了具有U形形状的液体混合歧管112。对于该歧管，还可使用V形形状或直线形状。然而，所观察到的是，U形形状提供了来自第一柱的各种液体流的更好且更快的混合。液体混合歧管112可连接(直接地或间接地)到各种长度和直径的管道114,116,120,122和124上。该管道可由抗腐蚀、高温和/或电绝缘材料制成，如，不锈钢或塑料或复合材料。
在混合了从第一冷却级104的散热器中收集的液体流之后，液体混合歧管112可将该混合的冷却液体传送到另一组进入管道120。进入管道120将液体混合歧管112连接到第二冷却级106和第二柱154的散热器上。如稍后论述，进入管道120可与其它管道串联地连接。由于柱154和156的功率半导体开关可以以比柱152的开关更低的温度操作，故来自与第二柱154的电气构件相关联的散热器的冷却液体经由中间管道122提供到与第三柱156的电气构件相关联的散热器。从此开始，一组流出管道124(与进入管道120和中间管道122串联地连接)将加热的冷却液体带到液体出口歧管110。加热的冷却液体可通过热交换器(未示出)冷却且回到液体入口歧管108或被排出。
图4中示出的实施例在三个柱中可具有各种类型的电气构件。该电气构件可包括功率半导体开关。例如，柱152中的功率半导体开关可为具有比被动开关(如，二极管)更高的功率损耗的IGCT或IEGT或紧压包装的IGBT，而柱154和156中的开关可为二极管。如将由本领域中的技术人员认识到的，功率半导体开关的其它组合是可能的。
图4中示出的实施例假定三柱式电力组具有一个柱152，柱152具有带有比其它两个柱的元件更高的损耗且对温度下降更敏感的元件。然而，如果两个柱具有带有更高损耗的电气构件，则图6示出了其中冷却系统200包括设在第二柱154与第三柱156之间(即，第二冷却级106分开以具有第二冷却级106'和第三冷却级106'')的附加的液体混合歧管202的实施例。对于该布置，需要补充的管道204和206组，以用于将第二冷却级和第三冷却级的散热器(或其他冷却构件)流体地连接到附加的液体混合歧管202上。其中使用了更多的柱和附加的液体混合歧管的其它布置是可能的。
如之前论述的，液体混合歧管可具有如图7中所示的V形形状或如图8中所示的直线形状或如图9中所示的圆形形状。图7中的液体混合歧管300具有进入管道302和流出管道304，液体混合歧管400具有进入管道402和流出管道404，且图9的液体混合歧管500具有进入管道502和流出管道504。
在另一个示例性实施例中，并非冷却区段的所有散热器(或其它冷却构件)都连接到液体混合歧管上。例如，图10示出了其中冷却系统600包括液体入口歧管602、液体混合歧管604以及液体出口歧管606的此类实施例。然而，第一冷却级616的散热器608连接到液体混合歧管604上，且然后连接到第二冷却区段618的散热器610上，而第一冷却组616的另一个散热器612直接连接到第二冷却级618的散热器614上。散热器与液体混合歧管之间的连接的其它排列是可能的，且旨在由示例性实施例覆盖。
以上论述的一个或多个新颖的示例性实施例有利地向针对功率半导体开关的冷却而供应的液体流提供了均匀的温度分布。此外，这些实施例中的一个或多个在各个柱的开关元件以不同温度加热时提供了液体流的更好分布和/或减少了冷却系统的结构。
根据示例性实施例，对于功率变换设备，可实施以下规则。对于并联支路，放置在针对高损耗、温度敏感(例如，载流和关闭能力、故障等)的电气构件的并联连接中具有相等压降的冷却构件(例如，散热器)。并联的冷却构件的最大数目由冷却系统的最大可允许的流速限制。针对最温度敏感且高损耗的电气构件的冷却构件并联地放置在冷却系统的第一冷却级中，随后连接到混合歧管的入口上。
对于串联支路，具有不同压降冷却构件和附接于更少的温度敏感电气构件上的那些冷却构件可串联地放置，以减小流速。可串联地连接的冷却构件的最大数目由最后的级的总的可允许的压降和最大入口温度限制。冷却构件的多个串联支路(优选为根据电路布局而构造，如，串联连接的阶段A,B,C构件)可并联地连接。
至于混合歧管的使用，如果附接于并联的冷却构件上的那些电气构件的损耗取决于操作条件而变化，则冷却液体流在将冷却液体进一步传送到下游的冷却构件之前在混合歧管中混合。
混合歧管可由铝、铜、不锈钢、聚四氟乙烯或硅橡胶软管制成。
根据图11中示出的示例性实施例，存在用于冷却功率变换设备的方法。该方法包括在液体入口歧管中提供冷却液体的步骤1100；将冷却液体从液体入口歧管转移到功率变换设备的第一冷却级的散热器的步骤1102；冷却第一冷却级的散热器的步骤1104；在液体混合歧管处接收来自第一冷却级的具有不同温度的加热的冷却液体流的步骤1106；在液体混合歧管中混合加热的液体流的步骤1108；向功率变换设备的第二冷却级的散热器提供混合的液体流的步骤1110；以及在液体出口歧管处收集来自第二冷却级的冷却液体流的步骤1112。
所公开的示例性实施例提供了用于更好地冷却多柱式电力组和/或具有多个冷却支路的功率变换器的系统和方法。应理解的是，该描述不旨在限制本发明。相反，该示例性实施例旨在覆盖包括在如由所附权利要求限定的本发明的精神和范围中的备选方案、变型和等同物。此外，在示例性实施例的详细描述中阐述了许多具体细节，使得提供所请求的发明的全面理解。然而，本领域中的技术人员将理解的是，可在没有此类具体细节的情况下实践各种实施例。
尽管在实施例中以具体的组合描述了本示例性实施例的特征和要素，但各个特征或要素可在没有实施例的其它特征和要素的情况下单独使用或以具有或没有本文公开的其它特征和要素的各种组合使用。
所撰写的描述使用公开的主题的示例，来用以使得本领域中的任何技术人员都能够实践本主题，包括制造和使用任何装置或系统并执行并入的任何方法。本主题的可取得专利的范围由权利要求限定，且可包括由本领域中的技术人员想到的其它示例。此类其它示例旨在在权利要求的范围内。

Claims (20)

1. 一种用于功率变换设备的液体冷却系统，所述液体冷却系统包括：
第一冷却级，所述第一冷却级包括所述功率变换设备的第一冷却构件，其中所述冷却构件相连接以形成并联的冷却支路；
混合歧管，所述混合歧管构造成流体地连接到所述并联的冷却支路上，使得来自所述并联的冷却支路的冷却液体流在所述混合歧管中混合；以及
第二冷却级，所述第二冷却级包括第二冷却构件，且所述第二冷却级依照流经所述冷却系统的冷却液体而与所述第一冷却级串联地连接，
其中，来自所述第一冷却级的所述冷却液体流在被传送到所述第二冷却级之前在所述混合歧管中混合在一起。
2. 根据权利要求1所述的液体冷却系统，其特征在于，所述第一冷却级中的所述并联的冷却支路中的至少一个支路包括多个冷却构件。
3. 根据权利要求2所述的液体冷却系统，其特征在于，所述多个冷却构件为流体地串联地连接的冷却管道和散热器。
4. 根据权利要求1所述的液体冷却系统，其特征在于，所述第一冷却构件或所述第二冷却构件的冷却构件具有直接与电气构件的面接触的面或者所述冷却构件与所述电气构件整体构建。
5. 根据权利要求1所述的液体冷却系统，其特征在于，所述液体冷却系统还包括：
第一电气构件，所述第一电气构件构造成由所述第一冷却级的所述第一冷却构件冷却；以及
第二电气构件，所述第二电气构件构造成由所述第二冷却级的所述第二冷却构件冷却。
6. 根据权利要求5所述的液体冷却系统，其特征在于，所述第一电气构件或所述第二电气构件包括电阻器、电感器、电容器或功率半导体开关中的一个或多个。
7. 根据权利要求6所述的液体冷却系统，其特征在于，功率半导体开关为紧压包装的IGCT、紧压包装的IGBT、紧压包装的IEGT、SCR、IGBT模块、MOSFET或紧压包装的二极管中的一者。
8. 根据权利要求1所述的液体冷却系统，其特征在于，所述液体冷却系统还包括：
与所述第二冷却级串联地连接且包括一个或多个冷却支路的至少一个第三冷却级。
9. 根据权利要求1所述的液体冷却系统，其特征在于，所述第一冷却级与包括功率半导体开关的柱相关联，且所述第二冷却级与包括功率半导体开关的两个柱相关联。
10. 根据权利要求1所述的液体冷却系统，其特征在于，所述液体冷却系统还包括：
液体入口歧管，所述液体入口歧管流体地连接到所述第一冷却级的所述并联的冷却支路上；
所述混合歧管构造成：(i)从所述第一冷却级接收具有不同温度的所述加热的液体冷却流，(ii)混合所述加热的冷却液体流以实质具有单个温度，以及(iii)向所述第二冷却级的所述第二冷却构件提供所述混合的冷却液体流；以及
液体出口歧管，所述液体出口歧管流体地连接到所述第二冷却级的所述第二冷却构件上。
11. 根据权利要求10所述的液体冷却系统，其特征在于，所述第一冷却级还包括：
连接在所述液体入口歧管与所述第一冷却级的散热器之间的进入管道；以及
连接在所述第一冷却级的所述散热器与所述混合歧管之间的流出管道，
其中，所述第一冷却级的所述散热器与电气构件的第一柱相关联。
12. 根据权利要求11所述的液体冷却系统，其特征在于，所述第二冷却级还包括：
在所述混合歧管和与电气构件的第二柱相关联的所述第二冷却级的散热器之间的进入管道；
在与所述第二柱相关联的所述第二冷却级的所述散热器和与电气构件的第三柱相关联的所述第二冷却级的散热器之间的中间管道；以及
在与所述第三柱相关联的所述第二冷却区段的所述散热器和所述液体出口歧管之间的流出管道，
其中，所述进入管道、所述中间管道以及所述流出管道串联地连接在所述液体混合歧管与所述液体出口歧管之间。
13. 根据权利要求1所述的液体冷却系统，其特征在于，所述混合歧管具有U形形状。
14. 根据权利要求1所述的液体冷却系统，其特征在于，所述混合歧管具有V形形状、直线形状或圆形形状。
15. 根据权利要求1所述的液体冷却系统，其特征在于，所述液体冷却系统还包括：
混合机构，其连接到所述混合歧管上以便于所述冷却液体流的混合。
16. 根据权利要求1所述的液体冷却系统，其特征在于，所述液体冷却系统还包括：
连接在所述第二冷却级与第三冷却级之间的附加的混合歧管。
17. 一种功率变换设备，包括：
电力组，所述电力组包括第一电气构件和第二电气构件；
入口歧管，所述入口歧管流体地连接到所述功率变换设备的第一冷却级上且构造成向所述第一冷却级提供冷却流体，以用于使与所述第一冷却级相关联的所述第一电气构件冷却；
混合歧管，所述混合歧管流体地连接到所述第一冷却级上且构造成：(i)从所述第一冷却级接收具有不同温度的加热的冷却液体流，(ii)混合所述加热的冷却液体流以实质具有单个温度，以及(iii)向所述功率变换设备的第二冷却级提供所述混合的冷却液体流，以用于使与所述第二冷却级相关联的第二电气构件冷却；以及
出口歧管，所述出口歧管流体地连接到所述功率变换设备的所述第二冷却级上且构造成接收来自所述第二冷却级的混合的冷却液体流。
18. 根据权利要求17所述的功率变换设备，其特征在于，所述混合歧管具有U形形状。
19. 根据权利要求17所述的功率变换设备，其特征在于，所述功率变换设备还包括：
冷却支路，所述冷却支路将所述入口歧管直接连接到所述出口歧管上。
20. 一种冷却功率变换设备的方法，所述方法包括：
向入口歧管提供冷却液体；
将所述冷却液体从所述入口歧管转移到所述功率变换设备的第一冷却级的散热器，其中所述散热器设在并联的冷却支路上；
冷却所述第一冷却级的所述散热器；
在混合歧管处接收来自所述第一冷却级的所述并联的冷却支路的具有不同温度的加热的冷却液体流；
在所述混合歧管中混合所述加热的冷却液体流；
向所述功率变换设备的第二冷却级的散热器提供所述混合的冷却液体流；以及
在连接到所述第二冷却级上的出口歧管处收集来自所述第二冷却级的混合的冷却液体流。
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