CN113137771B - 一种用于电力电子设备的冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于电力电子设备的冷却系统，包括蒸发器、气液分离器、压缩机和冷凝装置。其中，蒸发器的出口与气液分离器的入口连接。压缩机的入口与气液分离器的出口连接，压缩机的出口与冷凝装置的入口连接。冷凝装置的出口与蒸发器的入口之间设有节流阀。本发明的提供的用于电力电子设备的冷却系统，能够使蒸发器出口处工质带液的同时确保压缩机吸气端能够吸入不带液的过热蒸汽，因此能够避免蒸发器出口附近的温度急剧升高而导致超出电力电子器件的允许工作温度值和避免较大的温度波动造成器件内部焊接的热疲劳增加故障率，从而能够满足不同环境温度下和不同工况下对冷却系统的不同需求。

Description

一种用于电力电子设备的冷却系统

技术领域

本发明涉及电力电子设备冷却技术领域，具体涉及一种用于电力电子设备的冷却系统。

背景技术

随着电力电子技术的发展和社会电气化程度的进一步提高，电气设备的散热需求日益提升，随着减重减体积的需求增长，功率密度也在不断提高。水冷已经无法满足过高功率密度的冷却需求，制冷系统被大量应用到电力电子设备中。

目前用于电力电子设备冷却的制冷系统，主要是简单的移植了空调系统的原理，利用高的冷凝压力，提升冷凝温度，再通过节流进行降压，从而可以将蒸发温度控制在低的水平。但是在常规的空调系统应用中，由于压缩机本身的特性，吸气端必须是过热氟利昂蒸汽，带液是绝对不允许的。因此这种系统中的蒸发器，其出口及出口附近，干度都是1，这会带来很大的不稳定因素。由于蒸汽的热容很低，电力电子器件在不同的应用场合中，其变工况的复杂程度决定了其发热量会迅速变化，这时出口附近的温度有可能会急剧升高。一方面，可能其尖峰超出了电力电子器件的允许工作温度值；一方面，较大的温度波动，会带来器件内部焊接的热疲劳，从而增加了故障率。

另一方面，压缩机除了提供系统中冷媒循环的动力以外，还需要对冷媒做功，压缩体积，增大冷媒的压力，使其可以在高温冷源和低温热源之间传热，这个压缩过程是会消耗大量机械能的。但是在很多时候，比如环境温度较低的时候，热源相对冷源，其温度更高，这个时候不再需要压缩改变其沸点，也可以实现传热，系统仅仅需要一个冷媒循环动力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种用于电力电子设备的冷却系统，能够使蒸发器出口处工质带液的同时确保压缩机吸气端能够吸入不带液的工质，因此能够避免蒸发器出口附近的温度急剧升高而导致超出电力电子器件的允许工作温度值和避免较大的温度波动造成器件内部焊接的热疲劳增加故障率，从而能够满足不同环境温度下和不同工况下对冷却系统的不同需求。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种用于电力电子设备的冷却系统，包括蒸发器、气液分离器、压缩机和冷凝装置。其中，蒸发器的出口与气液分离器的入口连接。压缩机的入口与气液分离器的出口连接，压缩机的出口与冷凝装置的入口连接。冷凝装置的出口与蒸发器的入口之间设有节流阀。

根据本发明的用于电力电子设备的冷却系统，根据被冷却设备的实时工况，利用节流阀的控制作用，使经过冷凝装置冷凝后的液体工质的流量大于蒸发器完全蒸发所需要的流量，以确保蒸发器的出口及出口附近的工质干度小于1，从而使得出口及出口附近的工质带液。然后带液的蒸汽进入气液分离器进行分离，从而使得分离出的蒸汽能够直接进入压缩机。压缩机出口处的高温高压蒸汽，进入冷凝器完全冷凝之后，通过节流阀节流后进入蒸发器继续循环冷区。由此可见，本发明中的用于电力电子设备的冷却系统，既能够避免蒸发器出口及出口附近的干度为1带来较大的不稳定因素，使得电力电子器件在不同的应用场合中的发热量迅速变化而造成蒸发器出口附近的温度急剧升高甚至超出电力电子器件的允许工作温度值以及较大的温度波动带来电力电子器件内部焊接的热疲劳增加故障率，同时又能避免带液的过热蒸汽进入压缩机对压缩机造成损害。因此能够满足电力电子设备在不同环境温度下和不同工况下对冷却系统的不同需求。

对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步的改进。

根据本发明的用于电力电子设备的冷却系统，在一个优选的实施方式中，还包括回热器。其中，回热器的冷侧管路分别与蒸发器的出口和气液分离器的入口连接。压缩机的出口与回热器的热侧管路的入口连接。回热器的热侧管路的出口和冷凝装置的出口通过管道汇合并且与蒸发器的入口连接。节流阀布置在回热器的热侧管路的出口与冷凝装置的出口之间的汇合管道上。

通过使用回热器，能够使进入压缩机的气体成为过热蒸汽，减少有害过热，使回气中夹带的液滴气化，防止压缩机产生液击，使进入蒸发器的液体过冷，减少节流损失。

进一步地，在一个优选的实施方式中，压缩机的出口与气液分离器的入口连接，在压缩机的出口与气液分离器的入口之间设置控制阀。

这种结构形式中，回热器的冷侧出口是少量带液状态，热侧出口是过冷液体状态，适当将压缩机出口的高温蒸汽引入气液分离器中进行混合和换热，消耗其中的低温液体，从而有效调节进入压缩机的过热蒸汽量和提高换热效率。

进一步地，在一个优选的实施方式中，冷却系统还包括处理单元、温度测量单元和压力测量单元。其中，温度测量单元和压力测量单元布置在回热器的热侧管路的出口与汇合管道连接的管路上，并且回热器的热侧管路的出口与汇合管道连接的管路上设有调节阀。处理单元分别与温度测量单元和压力测量单元连接。

为了保证有足够的换热量，以确保回热器热侧出口有过冷度，通过处理单元与温度测量单元和压力测量单元配合完成实时监测并计算，一方面判断回热的充分性，一方面控制热侧管路出口始终过冷，控制调节阀来调整流量以满足换热量需求并确保阀门调节的线性度。

进一步地，在一个优选的实施方式中，温度测量单元和压力测量单元还布置在回热器的冷侧管路与气液分离器的入口之间的管路上。

为了保证有足够的换热量，以确保回热器冷侧出口有过热度，通过处理单元与温度测量单元和压力测量单元配合实时监测该处的过热度，同时根据过热度，控制节流阀来调整流量以满足换热量需求。

具体地，在一个优选的实施方式中，温度测量单元包括温度传感器。

温度传感器的测量方式简单便捷，易于布置且成本低。

具体地，在一个优选的实施方式中，压力测量单元包括压力传感器。

压力传感器的测量方式简单便捷，易于布置且成本低。

根据本发明的用于电力电子设备的冷却系统，在另一个优选的实施方式中，气液分离器为具有回热功能的气液分离器。其中，压缩机的出口分别与气液分离器的热侧管路的第一段的入口连接。气液分离器的热侧管路的第一段的出口和冷凝装置的出口通过管道汇合。气液分离器的热侧管路的第一段的出口与冷凝装置的出口之间的汇合管道上设有控制阀和节流阀。气液分离器的热侧管路的第二段的两端分别与汇合管道连接，并且气液分离器的热侧管路的第二段的出口与汇合管道连接的管道上设有调节阀。

采用具有回热功能的气液分离器，使得气液分离器中具有回热的过热功能，气液分离器中增加一段管路，将压缩机出口的高温蒸汽引入，将饱和蒸汽进一步加热至过热状态，同时根据过热度来调节阀门通断来控制高温蒸汽量。在气液分离器中加入回热管路，将冷凝后的制冷剂，通入气液分离器中，利用其低温的气液混合物进行换热，使得冷凝后的饱和制冷剂获得一定的过冷度，以确保整个系统的稳定。

进一步地，在一个优选的实施方式中，蒸发器的出口与压缩机的出口连接。蒸发器的出口与压缩机的出口之间和蒸发器的出口与气液分离器的入口之间均设有控制阀。汇合管道上设有储液箱和与储液箱连接的工质泵，并且工质泵与节流阀连接。储液箱与节流阀之间设有控制阀，控制阀分别与节流阀和储液箱连接。

通过增加上述附加管路，能够提供一个在低温工况中，仅采用工质泵循环的模式。在压缩机系统工作时，储液箱与节流阀之间的控制阀和蒸发器出口与气液分离器入口之间的控制阀是开通状态，同时工质泵停止运转处于不流通状态，此时为一个制冷循环系统。在泵驱模式下，储液箱与节流阀之间的控制阀和蒸发器出口与气液分离器入口之间的控制阀是关闭状态，蒸发器的出口与压缩机的出口之间的控制阀是开通状态，将压缩机旁路掉，此时是一个泵驱相变冷却系统。

进一步地，在一个优选的实施方式中，蒸发器包括至少两组，且蒸发器之间互相并联。

通过设置多组蒸发器，能够使得整个冷却系统同时对不同的被冷却对象进行冷却。例如，其中部分蒸发器可以仅仅只有制冷功能，其中部分蒸发器可以切换成冷凝器进行制热。

进一步地，在一个优选的实施方式中，压缩机的出口与蒸发器的入口连接，并且压缩机的出口与蒸发器的入口之间设有控制阀。蒸发器的入口与节流阀之间设有控制阀。

在这种结构形式下，通过控制两个控制阀的开关状态，可以切换冷媒的流向。在蒸发器为制冷模式时，蒸发器的入口与节流阀之间的控制阀打开，压缩机的出口与蒸发器的入口之间的控制阀关闭，这样液态低温冷媒进入蒸发器进行冷却。在蒸发器需要加热时，蒸发器的入口与节流阀之间的控制阀关闭，压缩机的出口与蒸发器的入口之间的控制阀打开，这样高温高压蒸汽进入蒸发器进行加热，此时蒸发器实际上变成冷凝器。因此，一方面可以兼顾电池这类负载的冷却和加热两个功能，另一方面可以在其需要加热时，将电驱和电机的热量转移给电池，起到很好的节能效果。

进一步地，在一个优选的实施方式中，气液分离器内设有液位监测装置。

为了避免液位过高而导致出口带液，通过液位监测装置对气液分离器内的液位监测，控制回热量以蒸发降低液位。

具体地，在一个优选的实施方式中，液位监测装置包括液位计。

通过设置液位计，能够非常直观的监测气液分离器中的液位高度，并且成本较低，操作简单便捷。

具体地，在一个优选的实施方式中，蒸发器出口和出口附近的工质干度在0.3～0.9之间。

将蒸发器出口及出口附件的工质干度控制在上述范围内，能够有效保证冷却系统满足电力电子设备在各种工况下的冷却需求。

具体地，在一个优选的实施方式中，冷凝装置包括冷凝器和冷凝风机。

这种结构形式的冷凝装置，能够有效保证冷凝效果。

具体地，在一个优选的实施方式中，节流阀为电子膨胀阀。

电子膨胀阀利用被调节参数产生的电信号，控制施加于膨胀阀上的电压或电流，进而达到调节供液量的目的。因此，电子膨胀阀能够很好地满足制冷供液量调节范围宽，要求调节反应快的要求，尤为适用于本发明的用于电力电子设备的冷却系统中。

具体地，在一个优选的实施方式中，调节阀为电动调节阀。

采用电动调节阀作为调节阀能够达到节能，环保的效果，且安装快捷方便。

具体地，在一个优选的实施方式中，控制阀包括电磁阀。

采用电磁阀作为控制阀可以配合不同的电路来实现预期的控制，而控制的精度和灵活性都能够保证，因此特别适用于本发明中的用于电力电子设备的冷却系统。

具体地，在一个优选的实施方式中，蒸发器为空调蒸发器。

空调蒸发器能够利用液态低温制冷剂在低压下易蒸发，转变为蒸气并吸收被冷却介质的热量，达到制冷目的，因而有效保证本发明的冷却系统的冷却效果。

具体地，在一个优选的实施方式中，压缩机为变频压缩机。

由于变频压缩机能够使其转速在一定范围内连续调节，能连续改变输出能量而使得冷却系统的实用性更强，且变频控制器的驱动电机起动电流小，不会对电网造成大的冲击，因而能够使得整个冷却系统的工作过程更加稳定可靠。

相比现有技术，本发明的优点在于：能够使蒸发器出口处工质带液的同时确保压缩机吸气端能够吸入不带液的过热蒸汽，因此能够避免蒸发器出口附近的温度急剧升高而导致超出电力电子器件的允许工作温度值和避免较大的温度波动造成器件内部焊接的热疲劳增加故障率，从而能够满足不同环境温度下和不同工况下对冷却系统的不同需求。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1示意性显示了本发明实施例1的系统框架结构；

图2示意性显示了本发明实施例2的系统框架结构；

图3示意性显示了本发明实施例3的系统框架结构；

图4示意性显示了本发明实施例4的系统框架结构。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此而限制本发明的保护范围。

图1示意性显示了本发明实施例1的系统框架结构。图2示意性显示了本发明实施例2的系统框架结构。图3示意性显示了本发明实施例3的系统框架结构。图4示意性显示了本发明实施例4的系统框架结构。

实施例1

如图1所示，本发明实施例的用于电力电子设备的冷却系统10，包括蒸发器1、气液分离器2、压缩机3和冷凝装置4。其中，蒸发器1的出口与气液分离器2的入口连接。压缩机3的入口与气液分离器2的出口连接，压缩机3的出口与冷凝装置4的入口连接。冷凝装置4的出口与蒸发器1的入口之间设有节流阀5。

根据本发明实施例的用于电力电子设备的冷却系统，根据被冷却设备的实时工况，利用节流阀的控制作用，使经过冷凝装置冷凝后的液体工质的流量大于蒸发器完全蒸发所需要的流量，以确保蒸发器的出口及出口附近的工质干度小于1，从而使得出口及出口附近的工质带液。然后带液的蒸汽进入气液分离器进行分离，从而使得分离出的蒸汽能够直接进入压缩机。压缩机出口处的高温高压蒸汽，进入冷凝器完全冷凝之后，通过节流阀节流后进入蒸发器继续循环冷区。由此可见，本发明中的用于电力电子设备的冷却系统，既能够避免蒸发器出口及出口附近的干度为1带来较大的不稳定因素，使得电力电子器件在不同的应用场合中的发热量迅速变化而造成蒸发器出口附近的温度急剧升高甚至超出电力电子器件的允许工作温度值以及较大的温度波动带来电力电子器件内部焊接的热疲劳增加故障率，同时又能避免带液的过热蒸汽进入压缩机对压缩机造成损害。因此能够满足电力电子设备在不同环境温度下和不同工况下对冷却系统的不同需求。

本发明实施例的用于电力电子设备的冷却系统10，优选地，如图1所示，还包括回热器6。其中，回热器6的冷侧管路分别与蒸发器1的出口和气液分离器2的入口连接。压缩机3的出口与回热器6的热侧管路的入口连接。回热器6的热侧管路的出口和冷凝装置4的出口通过管道汇合并且与蒸发器1的入口连接。节流阀5布置在回热器6的热侧管路的出口与冷凝装置4的出口之间的汇合管道上。通过使用回热器，能够使进入压缩机的气体成为过热蒸汽，减少有害过热，使回气中夹带的液滴气化，防止压缩机产生液击，使进入蒸发器的液体过冷，减少节流损失。

如图1所示，进一步地，在本实施例中，冷却系统10还包括处理单元、温度测量单元7和压力测量单元8。其中，温度测量单元7和压力测量单元8布置在回热器6的热侧管路的出口与汇合管道连接的管路上，并且回热器6的热侧管路的出口与汇合管道连接的管路上设有调节阀9。处理单元分别与温度测量单元7和压力测量单元8连接。为了保证有足够的换热量，以确保回热器热侧出口有过冷度，通过处理单元与温度测量单元和压力测量单元配合完成实时监测并计算，一方面判断回热的充分性，一方面控制热侧管路出口始终过冷，控制调节阀来调整流量以满足换热量需求并确保阀门调节的线性度。

进一步地，在本实施例中，温度测量单元7和压力测量单元8还布置在回热器6的冷侧管路与气液分离器2的入口之间的管路上。为了保证有足够的换热量，以确保回热器冷侧出口有过热度，通过处理单元与温度测量单元和压力测量单元配合实时监测该处的过热度，同时根据过热度，控制节流阀来调整流量以满足换热量需求。

具体地，如图1所示，在本实施例中，温度测量单元7包括温度传感器71。温度传感器的测量方式简单便捷，易于布置且成本低。压力测量单元8包括压力传感器81。压力传感器的测量方式简单便捷，易于布置且成本低。具体地，在本实施例中，冷凝装置4包括冷凝器41和冷凝风机42。这种结构形式的冷凝装置，能够有效保证冷凝效果。

具体地，在本实施例中，节流阀5为电子膨胀阀。电子膨胀阀利用被调节参数产生的电信号，控制施加于膨胀阀上的电压或电流，进而达到调节供液量的目的。因此，电子膨胀阀能够很好地满足制冷供液量调节范围宽，要求调节反应快的要求，尤为适用于本发明的用于电力电子设备的冷却系统中。具体地，在本实施例中，调节阀9为电动调节阀。采用电动调节阀作为调节阀能够达到节能，环保的效果，且安装快捷方便。

优选地，在本实施例中，蒸发器1出口和出口附近的工质干度在0.3～0.9之间。将蒸发器出口及出口附件的工质干度控制在上述范围内，能够有效保证冷却系统满足电力电子设备在各种工况下的冷却需求。优选地，在本实施例中，蒸发器1为空调蒸发器。空调蒸发器能够利用液态低温制冷剂在低压下易蒸发，转变为蒸气并吸收被冷却介质的热量，达到制冷目的，因而有效保证本发明的冷却系统的冷却效果。具体地，在本实施例中，压缩机3为变频压缩机。由于变频压缩机能够使其转速在一定范围内连续调节，能连续改变输出能量而使得冷却系统的实用性更强，且变频控制器的驱动电机起动电流小，不会对电网造成大的冲击，因而能够使得整个冷却系统的工作过程更加稳定可靠。

实施例2

如图2所示，本发明实施例的用于电力电子设备的冷却系统10’，在上述实施例1的基础上，其区别在于：

压缩机3的出口与气液分离器2的入口连接，在压缩机3的出口与气液分离器2的入口之间设置控制阀101。这种结构形式中，回热器的冷侧出口是少量带液状态，热侧出口是过冷液体状态，适当将压缩机出口的高温蒸汽引入气液分离器中进行混合和换热，消耗其中的低温液体，从而有效调节进入压缩机的过热蒸汽量和提高换热效率。

优选地，如图2所示，在本实施例中，气液分离器2内设有液位监测装置21。为了避免液位过高而导致出口带液，通过液位监测装置对气液分离器内的液位监测，控制回热量以蒸发降低液位。具体地，在本实施例中，液位监测装置21包括液位计。通过设置液位计，能够非常直观的监测气液分离器中的液位高度，并且成本较低，操作简单便捷。

具体地，在本实施例中，控制阀101为电磁阀。采用电磁阀作为控制阀可以配合不同的电路来实现预期的控制，而控制的精度和灵活性都能够保证，因此特别适用于本发明中的用于电力电子设备的冷却系统。

实施例3

如图3所示，本发明实施例的用于电力电子设备的冷却系统10”，包括蒸发器1、气液分离器2、压缩机3和冷凝装置4。其中，蒸发器1的出口与气液分离器2的入口连接。压缩机3的入口与气液分离器2的出口连接，压缩机3的出口与冷凝装置4的入口连接。冷凝装置4的出口与蒸发器1的入口之间设有节流阀5。

根据本发明的用于电力电子设备的冷却系统，根据被冷却设备的实时工况，利用节流阀的控制作用，使经过冷凝装置冷凝后的液体工质的流量大于蒸发器完全蒸发所需要的流量，以确保蒸发器的出口及出口附近的工质干度小于1，从而使得出口及出口附近的工质带液。然后带液的蒸汽进入气液分离器进行分离，从而使得分离出的蒸汽能够直接进入压缩机。压缩机出口处的高温高压蒸汽，进入冷凝器完全冷凝之后，通过节流阀节流后进入蒸发器继续循环冷区。由此可见，本发明中的用于电力电子设备的冷却系统，既能够避免蒸发器出口及出口附近的干度为1带来较大的不稳定因素，使得电力电子器件在不同的应用场合中的发热量迅速变化而造成蒸发器出口附近的温度急剧升高甚至超出电力电子器件的允许工作温度值以及较大的温度波动带来电力电子器件内部焊接的热疲劳增加故障率，同时又能避免带液的过热蒸汽进入压缩机对压缩机造成损害。因此能够满足电力电子设备在不同环境温度下和不同工况下对冷却系统的不同需求。

根据本发明的用于电力电子设备的冷却系统10”，如图3所示，优选地，气液分离器2为具有回热功能的气液分离器。其中，压缩机3的出口分别与气液分离器2的热侧管路的第一段的入口连接。气液分离器2的热侧管路的第一段的出口和冷凝装置4的出口通过管道汇合。气液分离器2的热侧管路的第一段的出口与冷凝装置4的出口之间的汇合管道上设有控制阀101和节流阀5。气液分离器2的热侧管路的第二段的两端分别与汇合管道连接，并且气液分离器2的热侧管路的第二段的出口与汇合管道连接的管道上设有调节阀9。

采用具有回热功能的气液分离器，使得气液分离器中具有回热的过热功能，气液分离器中增加一段管路，将压缩机出口的高温蒸汽引入，将饱和蒸汽进一步加热至过热状态，同时根据过热度来调节阀门通断来控制高温蒸汽量。在气液分离器中加入回热管路，将冷凝后的制冷剂，通入气液分离器中，利用其低温的气液混合物进行换热，使得冷凝后的饱和制冷剂获得一定的过冷度，以确保整个系统的稳定。

进一步地，在本实施例中，如图3所示，蒸发器1的出口与压缩机3的出口连接。蒸发器1的出口与压缩机3的出口之间和蒸发器1的出口与气液分离器2的入口之间均设有控制阀101。汇合管道上设有储液箱102和与储液箱102连接的工质泵103，并且工质泵103与节流阀5连接。储液箱102与节流阀5之间设有控制阀101，控制阀101分别与节流阀5和储液箱102连接。通过增加上述附加管路，能够提供一个在低温工况中，仅采用工质泵循环的模式。在压缩机系统工作时，储液箱与节流阀之间的控制阀和蒸发器出口与气液分离器入口之间的控制阀是开通状态，同时工质泵停止运转处于不流通状态，此时为一个制冷循环系统。在泵驱模式下，储液箱与节流阀之间的控制阀和蒸发器出口与气液分离器入口之间的控制阀是关闭状态，蒸发器的出口与压缩机的出口之间的控制阀是开通状态，将压缩机旁路掉，此时是一个泵驱相变冷却系统。

进一步地，在本实施例中，气液分离器2内设有液位监测装置21。为了避免液位过高而导致出口带液，通过液位监测装置对气液分离器内的液位监测，控制回热量以蒸发降低液位。具体地，在本实施例中，液位监测装置21包括液位计。通过设置液位计，能够非常直观的监测气液分离器中的液位高度，并且成本较低，操作简单便捷。

实施例4

如图4所示，本发明实施例的用于电力电子设备的冷却系统10”’，在上述实施例3的基础上，其区别在于：

在本实施例中，蒸发器1包括至少两组，且蒸发器1之间互相并联。通过设置多组并联的蒸发器，能够使得整个冷却系统同时对不同的被冷却对象进行冷却。例如，其中部分蒸发器可以仅仅只有制冷功能，其中部分蒸发器可以切换成冷凝器进行制热。

进一步地，在本实施例中，如图4所示，压缩机3的出口与蒸发器1的入口连接，并且压缩机3的出口与蒸发器1的入口之间设有控制阀101。蒸发器1的入口与节流阀5之间设有控制阀101。在这种结构形式下，通过控制两个控制阀的开关状态，可以切换冷媒的流向。在蒸发器为制冷模式时，蒸发器的入口与节流阀之间的控制阀打开，压缩机的出口与蒸发器的入口之间的控制阀关闭，这样液态低温冷媒进入蒸发器进行冷却。在蒸发器需要加热时，蒸发器的入口与节流阀之间的控制阀关闭，压缩机的出口与蒸发器的入口之间的控制阀打开，这样高温高压蒸汽进入蒸发器进行加热，此时蒸发器实际上变成冷凝器。因此，一方面可以兼顾电池这类负载的冷却和加热两个功能，另一方面可以在其需要加热时，将电驱和电机的热量转移给电池，起到很好的节能效果。

根据上述实施例，可见，本发明的涉及的用于电力电子设备的冷却系统，能够使蒸发器出口处工质带液的同时确保压缩机吸气端能够吸入不带液的过热蒸汽，因此能够避免蒸发器出口附近的温度急剧升高而导致超出电力电子器件的允许工作温度值和避免较大的温度波动造成器件内部焊接的热疲劳增加故障率，从而能够满足不同环境温度下和不同工况下对冷却系统的不同需求。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (16)

1.一种用于电力电子设备的冷却系统，其特征在于，包括蒸发器、气液分离器、压缩机、冷凝装置和回热器；其中，

所述蒸发器的出口与所述气液分离器的入口连接；

所述压缩机的入口与所述气液分离器的出口连接，所述压缩机的出口与所述冷凝装置的入口连接；

所述冷凝装置的出口与所述蒸发器的入口之间设有节流阀；

所述回热器的冷侧管路分别与所述蒸发器的出口和所述气液分离器的入口连接；

所述压缩机的出口与所述回热器的热侧管路的入口连接；

所述回热器的热测管路的出口和所述冷凝装置的出口通过管道汇合并且与所述蒸发器的入口连接；

所述节流阀布置在所述回热器的热侧管路的出口与所述冷凝装置的出口之间的汇合管道上；

所述压缩机的出口与所述气液分离器的入口连接，在所述压缩机的出口与所述气液分离器的入口之间设置控制阀；

所述冷却系统还包括处理单元、温度测量单元和压力测量单元；其中，

所述温度测量单元和所述压力测量单元布置在所述回热器的热侧管路的出口与所述汇合管道连接的管路上，并且所述回热器的热侧管路的出口与所述汇合管道连接的管路上设有调节阀；

所述温度测量单元和所述压力测量单元还布置在所述回热器的冷侧管路与所述气液分离器的入口之间的管路上。

2.根据权利要求1所述的用于电力电子设备的冷却系统，其特征在于，所述温度测量单元包括温度传感器。

3.根据权利要求1或2所述的用于电力电子设备的冷却系统，其特征在于，所述压力测量单元包括压力传感器。

4.根据权利要求1或2所述的用于电力电子设备的冷却系统，其特征在于，所述气液分离器为具有回热功能的气液分离器；其中，

所述压缩机的出口分别与所述气液分离器的热侧管路的第一段的入口连接；

所述气液分离器的热侧管路的第一段的出口和所述冷凝装置的出口通过管道汇合；

所述气液分离器的热侧管路的第一段的出口与所述冷凝装置的出口之间的汇合管道上设有控制阀和所述节流阀；

所述气液分离器的热侧管路的第二段的两端分别与所述汇合管道连接，并且所述气液分离器的热侧管路的第二段的出口与所述汇合管道连接的管道上设有调节阀。

5.根据权利要求4所述的用于电力电子设备的冷却系统，其特征在于，所述蒸发器的出口与所述压缩机的出口连接；

所述蒸发器的出口与所述压缩机的出口之间和所述蒸发器的出口与所述气液分离器的入口之间均设有控制阀；

所述汇合管道上设有储液箱和与所述储液箱连接的工质泵，并且所述工质泵与所述节流阀连接；

所述储液箱与所述节流阀之间设有控制阀，所述控制阀分别与所述节流阀和所述储液箱连接。

6.根据权利要求4所述的用于电力电子设备的冷却系统，其特征在于，所述蒸发器包括至少两组，且蒸发器之间互相并联。

7.根据权利要求4所述的用于电力电子设备的冷却系统，其特征在于，所述压缩机的出口与所述蒸发器的入口连接，并且所述压缩机的出口与所述蒸发器的入口之间设有控制阀；

所述蒸发器的入口与所述节流阀之间设有控制阀。

8.根据权利要求1或2以及4中任一项所述的用于电力电子设备的冷却系统，其特征在于，所述气液分离器内设有液位监测装置。

9.根据权利要求8所述的用于电力电子设备的冷却系统，其特征在于，所述液位监测装置包括液位计。

10.根据权利要求1或2以及4中任一项所述的用于电力电子设备的冷却系统，其特征在于，所述蒸发器出口和出口附近的工质干度在0.3～0.9之间。

11.根据权利要求1或2以及4中任一项所述的用于电力电子设备的冷却系统，其特征在于，所述冷凝装置包括冷凝器和冷凝风机。

12.根据权利要求1或2以及4中任一项所述的用于电力电子设备的冷却系统，其特征在于，所述节流阀为电子膨胀阀。

13.根据权利要求4所述的用于电力电子设备的冷却系统，其特征在于，所述调节阀为电动调节阀。

14.根据权利要求4所述的用于电力电子设备的冷却系统，其特征在于，所述控制阀包括电磁阀。

15.根据权利要求1或2以及4中任一项所述的用于电力电子设备的冷却系统，其特征在于，所述蒸发器为空调蒸发器。

16.根据权利要求1或2以及4中任一项所述的用于电力电子设备的冷却系统，其特征在于，所述压缩机为变频压缩机。

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