CN116867249A - 散热方法及其相关设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种散热方法及其相关设备，散热方法包括：获取功率变换设备的监测温度；当功率变换设备的监测温度小于第一预设温度时，则控制液冷系统停止工作；当功率变换设备的监测温度等于第一预设温度时，则控制液冷系统启动，并控制液冷系统的换热量为起始换热量；当功率变换设备的监测温度大于第一预设温度且小于第二预设温度时，则控制液冷系统的换热量与功率变换设备的监测温度正相关。即待散热器件或者环境温度不高的情况下，液冷系统并未工作，避免了低温启动导致产生冷凝水。此外，液冷系统缓启动，一方面，进一步避免了外界温度较低时，速度过快的降温导致待散热器件产生冷凝水，另一方面，避免了温差较大对待散热器件产生的冲击伤害。

Description

散热方法及其相关设备

技术领域

本发明涉及电力设备散热技术领域，尤其是涉及一种散热方法、散热控制装置、散热系统、功率变换器及多能互补能源站。

背景技术

功率变换设备或其它电器产品为保护电力电子器件免受外界环境的破坏，通常需要将电力电子器件包裹起来，形成密闭的高防护腔体，达到防雨防尘的目的。但是，在电力电子器件工作的过程中会产生大量的热量排放到密闭腔体中。传统的散热方式是在功率变换设备的内部设置一个或多个扰流风扇进行内部扰流散热；功率变换设备内的器件的热量传递到内部空气中，内部空气再把热量传递到率变换设备的壳体上，最后壳体通过自然对流和热辐射的方式将热量传递到外界。

随着功率变换设备功率不断的增加，其热流密度越来越高，因此，采用风冷散热已无法满足使用需求。

而采用液冷散热系统进行散热时，若外界环温较低，温度较低的冷却液流经液冷散热系统位于功率变换设备内的管路或者部件，而功率变换设备内的气体温度较高，热气流过这些管路或者部件时，较大的温差会在这些管路、部件或者待散热器件上产生冷凝水，从而对功率变换设备内部电器件绝缘产生影响。此外，由于温差较大，还会对功率变换设备内部的待散热器件产生冲击伤害。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个目的是提供一种散热方法，旨在防止冷却功率变换设备时，功率变换设备内产生冷凝水，造成安全隐患；同时，避免快速温变对功率变换设备的器件造成损伤。

本发明的第二个目的是提供一种散热控制装置。

本发明的第三个目的是提供一种散热系统。

本发明的第四个目的是提供一种功率变换器。

本发明的第五个目的是提供一种多能互补能源站。

为了实现上述第一个目的，本发明提供了如下方案：

一种散热方法，用于功率变换设备的散热，所述功率变换设备内设置有待散热器件，所述待散热器件与液冷系统的液冷板直接或者间接接触，所述散热方法包括：

获取所述功率变换设备的监测温度；

当所述功率变换设备的监测温度小于第一预设温度时，则控制所述液冷系统停止工作；

当所述功率变换设备的监测温度等于所述第一预设温度时，则控制所述液冷系统启动，并控制所述液冷系统的换热量为起始换热量；

当所述功率变换设备的监测温度大于所述第一预设温度且小于第二预设温度时，则控制所述液冷系统的换热量与所述功率变换设备的监测温度正相关。

在一个具体的实施方案中，所述功率变换设备的监测温度为所述待散热器件的温度或者所述功率变换设备内的环境温度。

在另一个具体的实施方案中，所述液冷系统的换热量为输送至所述液冷板的冷却液流量或者所述液冷系统位于所述功率变换设备外的第一散热器的换热量。

在另一个具体的实施方案中，所述散热方法还包括：

当所述功率变换设备的监测温度大于或者等于所述第二预设温度时，则控制所述液冷系统的换热量为极限换热量。

在另一个具体的实施方案中，所述液冷系统还包括设置在功率变换设备内的扰流风扇；

所述散热方法还包括：

当所述功率变换设备的监测温度小于第三预设温度时，则控制所述扰流风扇关闭；

当所述功率变换设备的监测温度等于所述第三预设温度时，则控制所述扰流风扇以第一起转速度转动；

当所述功率变换设备的监测温度大于所述第三预设温度，且小于第四预设温度时，则控制所述扰流风扇的转速与所述功率变换设备的监测温度正相关。

在另一个具体的实施方案中，所述散热方法还包括：

当所述功率变换设备的监测温度大于或者等于所述第四预设温度时，控制所述扰流风扇满转。

在另一个具体的实施方案中，所述液冷系统还包括设置在所述功率变换设备内的第二换热器；

所述散热方法还包括：

当所述功率变换设备的监测温度小于第四预设温度时，则控制所述第二换热器停止工作；

当所述功率变换设备的监测温度等于所述第四预设温度时，则控制所述第二换热器的换热量为初始换热量；

当所述功率变换设备的监测温度大于所述第四预设温度，且小于第五预设温度时，则控制所述第二换热器的换热量与所述功率变换设备的监测温度正相关。

在另一个具体的实施方案中，所述散热方法还包括：

当所述功率变换设备的监测温度大于或者等于所述第五预设温度时，则控制第二换热器的换热量为最大换热量。

在另一个具体的实施方案中，所述第二换热器的换热量为输送至所述第二换热器的冷却液流量或者所述液冷系统位于所述功率变换设备外的第一散热器的换热量。

在另一个具体的实施方案中，所述散热方法还包括：

当所述功率变换设备的监测温度大于极限温度时，则控制所述功率变换设备降额工作。

在另一个具体的实施方案中，所述极限温度为所述待散热器件的散热极限温度或者所述功率变换设备内的散热极限环境温度。

根据本发明的各个实施方案可以根据需要任意组合，这些组合之后所得的实施方案也在本发明范围内，是本发明具体实施方式的一部分。

为了实现上述第二个目的，本发明提供了如下方案：

一种散热控制装置，用于功率变换设备，包括：

测温模块，所述测温模块分别用于检测所述功率变换设备的监测温度；

判断模块及冷却模块，所述判断模块分别与所述测温模块、所述冷却模块及所述功率变换设备信号连接，所述判断模块用于根据所述测温模块检测的温度值控制所述冷却模块的启停及工作，且所述测温模块、所述判断模块和所述冷却模块配合实现如上述中任意一项所述的散热方法。

为了实现上述第三个目的，本发明提供了如下方案：

一种散热系统，包括液冷系统以及如上述所述的散热控制装置；

所述液冷系统包括液冷板，所述液冷板与功率变换设备内的待散热器件直接或者间接接触；

所述散热控制装置的冷却模块用于控制流向所述液冷板的冷却液的通断及流量。

在一个具体的实施方案中，所述液冷系统还包括扰流风扇；

所述扰流风扇置于所述密闭腔体内；

所述散热控制装置的冷却模块还用于：控制所述扰流风扇的启停及转速。

在另一个具体的实施方案中，所述液冷系统还包括设置在所述功率变换设备外，且用于冷却供给所述液冷板的冷却液的第一换热器；

所述散热控制装置的冷却模块还用于：控制所述第一换热器的启停及换热量。

在另一个具体的实施方案中，所述液冷系统还包括第二换热器；

所述第二换热器置于所述功率变换设备内；

所述散热控制装置的冷却模块还用于：控制所述第二换热器的启停及流向所述第二换热器的冷却液的流量。

根据本发明的各个实施方案可以根据需要任意组合，这些组合之后所得的实施方案也在本发明范围内，是本发明具体实施方式的一部分。

为了实现上述第四个目的，本发明提供了如下方案：

一种功率变换器，包括功率变换设备及如上述所述的散热控制装置或者如上述任意一项所述的散热系统。

为了实现上述第四个目的，本发明还提供了如下方案：

一种功率变换器，包括功率变换设备及如上述中任意一项所述的散热系统；

所述功率变换设备的个数为多个，且多个所述功率变换设备通过1个所述散热系统控制散热。

为了实现上述第五个目的，本发明提供了如下方案：

一种多能互补能源站，包括如上述所述的散热控制装置、如上述中任意一项所述的散热系统或者如上述所述的功率变换器。

本发明提供的散热方法，通过获取功率变换设备的监测温度，并当功率变换设备的监测温度小于第一预设温度时，则控制液冷系统停止工作；当功率变换设备的监测温度等于第一预设温度时，则控制液冷系统启动，并控制液冷系统的换热量为起始换热量；当功率变换设备的监测温度大于第一预设温度且小于第二预设温度时，则控制液冷系统的换热量与功率变换设备的监测温度正相关。以功率变换设备的监测温度为待散热器件的温度或者功率变换设备内的环境温度为例，也就是说，在功率变换设备内待散热器件或者环境温度不高的情况下，液冷系统并未工作，一方面，有效减少了能源损耗，另一方面，避免了冷却待冷却器件，使得液冷系统位于功率变换设备内的管路及部件或者待散热器件与功率变换设备内的环境温差过大导致产生冷凝水，从而影响功率变换设备内部电器件的绝缘性；当功率变换设备内待散热器件或者环境温度较高的情况下，液冷系统才启动液冷工作，且液冷系统启动时具有一个起始换热量，并随着待散热器件的温度或者功率变换设备内的环境温度的升高，液冷系统的换热量呈正相关增加，即实现了液冷系统的缓启动，一方面，避免了外界温度较低时，速度过快的降温导致液冷系统位于功率变换设备内的管路及部件或者待散热器件由于温差较大导致产生冷凝水，进而影响功率变换设备内部电器件的绝缘性；另一方面，避免了温差较大对功率变换设备内部的待散热器件产生的冲击伤害。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明第一种实施例提供的散热方法的流程图；

图2为本发明提供的功率变换器的一个方向上的三维结构示意图；

图3为本发明提供的功率变换器的另一个方向上的三维结构示意图；

图4为本发明提供的功率变换器的左视结构示意图；

图5为本发明提供的功率变换器的正视结构示意图；

图6为本发明提供的功率变换器的剖视结构示意图。

其中，图1-图6中：

液冷板101、扰流风扇102、第二换热器103、第一换热器104、水泵105、进液管路106、进液主管路106a、换热器回液管路106b、液冷板回液管路106c、出液管路107、出液主管路107a、换热器进液管路107b、液冷板进液管路107c、水箱108、第一三通阀109、第二三通阀110、密闭腔体201、外壳202、功率半导体器件203、电子器件204、电容器件205、磁性器件206。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图1-6，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶面”、“底面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定方位、以特定的方位构成和操作，因此不能理解为本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

结合图1-图6所示，本发明一方面提供了一种散热方法，用于功率变换设备的散热，以实现冷却功率变换设备。

具体地，如图3所示，功率变换设备具有密闭腔体201，且该密闭腔体由功率变换设备的外壳202围设而成。密闭腔体201内设置有待散热器件，待散热器件直接与液冷系统的液冷板101接触，或者，与液冷板101间接接触。可以理解地，待散热器件直接与液冷板101接触可以是：如图2-图6所示，密闭腔体201上开设有开口，液冷板101可以与该开口密封连接，且待散热器件直接与液冷板101贴合，以实现两者的直接接触；或者，液冷板101直接内置于密闭腔体201，待散热器件与液冷板101直接贴合以实现两者的直接接触。待散热器件间接与液冷板101接触可以是：液冷板101置于密闭腔体201外，且与密闭腔体201的外壁贴合，待散热器件与密闭腔体201的内壁贴合，通过密闭腔体201实现了两者的间接接触，液冷板101冷却密封腔体201来实现对待散热器件的散热；或者，密闭腔体201上开设有开口，且开口处设置散热件，液冷板101与待散热器件分别贴合在散热件的两侧，以实现两者的间接接触。需要说明的是，散热件可以是是设置在开口内的散热片、散热翅片、开设有多个通孔的散热板等，还可以是导热硅脂、导热垫、焊接层等。

液冷板101与设置在密闭腔体201外的冷却系统的第一换热器104连通，第一换热器104用于冷却流经液冷板101的冷却液。为了便于冷却液在第一换热器104及液冷板101之间流动，在第一换热器104与液冷板101之间的管路上设置水泵105，通过水泵105给冷却液的循环提供动力。为了便于冷却液的储存，可以设置水箱108，水箱108也设置在第一换热器104与液冷板101之间的管路上。可以理解地，水泵105可以与水箱108集成为一体，也可以与第一换热器104集成为一体，水泵105还可以设置在水箱108的进口与第一换热器104的出口之间，也可以设置在第一换热器104的进口及液冷板101的出口之间。

与液冷板101贴合的待散热器件可以为功率半导体器件203，也可以为其它的待散热器件。本实施例以与液冷板101贴合的待散热器件为功率半导体器件203为例，如图3所示，功率半导体器件203的个数可以为1个，也可以为2个或者2个以上。

本发明通过散热方法实现对功率变换设备的散热，具体地，如图1所示，散热方法包括：

步骤A1：获取功率变换设备的监测温度。

可以通过设置温度传感器来获取功率变换设备的监测温度。更具体地，温度传感器可以是热电偶温度传感器、热敏电阻温度传感器或者红外温度传感器等。

通过获取待散热器件的温度，能够及时获取是否启动冷却系统对功率变换设备进行冷却的信息，避免待散热器件的温度过高造成的热损伤等。

由于待散热器件位于功率变换设备内，待散热器件发热会使得功率变换设备内的环境温度对应升高，因此，也可以通过获取功率变换设备内的环境温度，来获取是否启动冷却系统对功率变换设备进行冷却的信息。即功率变换设备的监测温度为待散热器件的温度或者功率变换设备内的环境温度：可以将待散热器件的温度作为功率变换设备的监测温度，也可以将功率变换设备内的环境温度作为功率变换设备的监测温度。

当然，为了避免测量待散热器件的温度的温度传感器或者测量功率变换设备内的环境温度的温度传感器损坏导致无法使用需要停机维修的问题，可以同时获取待散热器件的温度及功率变换设备内的环境温度。

步骤A21：当功率变换设备的监测温度小于第一预设温度时，则控制液冷系统停止工作。

需要说明的是，第一预设温度具体根据功率变换设备内的温湿度确定，或者，根据试验时功率变换设备的最差工况确定，是指通过功率变换设备自冷散热即可满足需求时的最低待散热器件的温度或者功率变换设备内的最低环境温度。

待散热器件的温度是否小于第一预设温度，或者，功率变换设备内的环境温度是否小于第一预设环境温度，说明待散热器件本身散发的热量不多，通过冷却系统冷却，能够快速降温，从而使得液冷系统位于功率变换设备内的管路及部件或者待散热器件由于与功率变换设备内的环境温度差过大导致产生冷凝水，进而影响功率变换设备内部电器件的绝缘性。为了避免上述问题发生，当待散热器件的温度小于第一预设温度，或者，功率变换设备内的环境温度小于第一预设环境温度，不启动冷却系统。可以理解地，可以仅将待散热器件的温度以及功率变换设备内的环境温度中的任一者作为判断液冷系统是否工作的条件，也可以同时将两者作为判断液冷系统是否工作的条件。

此外，当待散热器件的温度或者功率变换设备内的环境温度小于第一预设温度时，不启动冷却系统，通过功率变换设备制冷散热即可满足散热需求，减少了液冷系统运行时间，节省了电功率，增加了发电量，还增加了水泵的使用寿命。可以理解地，将待散热器件的温度作为功率变换设备的监测温度所对应的第一预设温度，并不同于将功率变换设备内的环境温度作为功率变换设备的监测温度所对应的第一预设温度，当同时将待散热器件的温度以及功率变换设备内的环境温度作为功率变换设备的监测温度时，需要分别设置不同的第一预设温度来分别对应待散热器件的温度以及功率变换设备内的环境温度。为了便于表述，本文中以待散热器件的温度作为功率变换设备的监测温度时，第一预设温度为第一预设散热温度，功率变换设备内的环境温度作为功率变换设备的监测温度时，第一预设温度为第一预设环境温度进行命名。

具体地，控制液冷系统停止液冷工作具体为控制液冷系统的换热量为0。可以理解地，液冷系统的换热量为0可以是液冷系统中的液冷板101的换热量为0，此时，液冷板101并未对待散热器件进行冷却；液冷系统的换热量为0也可以是液冷系统中的第一换热器104的换热量为0，此时，由于第一换热器104无法将冷却液中的热量与外界进行热交换，因此，整个冷却系统中的冷却液的温度不变，因此，无法通过液冷板101对待冷却器件进行冷却。

步骤A22：当功率变换设备的监测温度等于第一预设温度时，则控制液冷系统启动，并控制液冷系统的换热量为起始换热量。

需要说明的是，起始换热量要小于液冷系统的极限换热量(也即液冷系统全额工作时的换热量)，即避免了对功率变换设备的冷却速度过快导致待散热器件等上产生冷凝水从而影响功率变换设备内部电器件的绝缘性的问题；同时，还避免了温差太大对待散热器件产生的冲击伤害。

具体地，液冷系统的换热量可以为输送至液冷板101的冷却液流量，也可以是液冷系统位于功率变换设备外的第一换热器104的换热量；当然，也可以是液冷系统的换热量同时包括输送至液冷板101的冷却液流量以及第一换热器104的换热量，使得液冷系统的换热量的区间范围更大。

以液冷系统的换热量可以为输送至液冷板101的冷却液流量为例，当待散热器件的温度等于第一预设散热温度或者功率变换设备内的环境温度等于第一预设环境温度时，控制输向液冷板101的冷却液的流量为起始流量。

以液冷系统的换热量为第一换热器104的换热量为例，当待散热器件的温度等于第一预设散热温度或者功率变换设备内的环境温度等于第一预设环境温度时，控制第一换热器104的换热量为第一初始换热量。

步骤A23：当功率变换设备的监测温度大于第一预设温度且小于第二预设温度时，则控制液冷系统的换热量与功率变换设备的监测温度正相关。

也就是说，当功率变换设备的监测温度处于第一预设温度到第二预设温度的温度区间时，液冷系统的换热量随着功率变换设备的监测温度的升高而增加，一方面避免了冷却速度过快导致液冷系统位于功率变换设备内的管路及部件或者功率变换设备内的待散热器件由于温差较大导致产生冷凝水，进而影响功率变换设备内部电器件的绝缘性的问题；另一方面，避免了温差较大对功率变换设备内部的待散热器件产生的冲击伤害。

可以理解地，将待散热器件的温度作为功率变换设备的监测温度所对应的第二预设温度，并不同于将功率变换设备内的环境温度作为功率变换设备的监测温度所对应的第二预设温度，当同时将待散热器件的温度以及功率变换设备内的环境温度作为功率变换设备的监测温度时，需要分别设置不同的第二预设温度来分别对应待散热器件的温度以及功率变换设备内的环境温度。为了便于表述，本文中以待散热器件的温度作为功率变换设备的监测温度时，第二预设温度为第二预设散热温度，功率变换设备内的环境温度作为功率变换设备的监测温度时，第二预设温度为第二预设环境温度进行命名。

以液冷系统的换热量可以为输送至液冷板101的冷却液流量为例，当待散热器件的温度大于第一预设散热温度，且小于第二预设散热温度时，或者，当功率变换设备内的环境温度大于第一预设环境温度，且小于第二预设环境温度时，控制输向液冷板101的流量与待散热器件的温度或者功率变换设备内的环境温度正相关。也就是说，通过控制流向液冷板101的流量来实现控制液冷系统的缓启动。

第二预设散热温度大于第一预设散热温度，对应地，第二预设环境温度大于第一预设环境温度。具体地，第二预设散热温度是指当冷却系统中的水泵105全额功率工作时，待散热器件不会出现冷凝液的最高温度；对应地，第二预设环境温度是指当水泵105全额功率工作，且待散热器件不会出现冷凝液时，功率变换设备内的最高环境温度。第二预设散热温度及第二预设环境温度的具体温度值均可以根据试验获取。正相关是指随着待散热器件的温度或者功率变换设备内的环境温度升高，流向液冷板101的冷却液的流量越高。本发明通过对输出至液冷板101的流量控制，实现了液冷板101的温度的缓慢变化，从而使得待散热器件的温度缓慢降低，避免了快速温变对待散热器件等产生的冲击损伤，此外，也避免了快速温变导致的待散热器件等上产生冷凝水从而影响功率变换设备内部电器件的绝缘性的问题。

以液冷系统的换热量为第一换热器104的换热量为例，当待散热器件的温度大于第一预设散热温度，且小于第二预设散热温度时，或者，当功率变换设备内的环境温度大于第一预设环境温度，且小于第二预设环境温度时，控制第一换热器104的换热量与待散热器件的温度或者功率变换设备内的环境温度正相关。也就是说，通过控制第一换热器104的换热量来实现控制液冷系统的缓启动，此时，流向液冷板101的流量可以是恒流量。正相关是指随着待散热器件的温度或者功率变换设备内的环境温度升高，第一换热器104的换热量越多。

本发明通过对液冷系统的换热量控制，实现了液冷板101的温度的缓慢变化，从而使得待散热器件的温度缓慢降低，避免了快速温变对待散热器件等产生的冲击损伤，此外，也避免了快速温变导致的待散热器件等上产生冷凝水从而影响功率变换设备内部电器件的绝缘性的问题。

在一些实施例中，散热方法还包括步骤A24：当功率变换设备的监测温度大于或者等于第二预设温度时，则控制液冷系统的换热量为极限换热量。

以液冷系统的换热量可以为输送至液冷板101的冷却液流量为例，当待散热器件的温度大于或者等于第二预设散热温度时，或者，当功率变换设备内的环境温度大于第二预设环境温度时，控制输向液冷板101的流量为极限流量。也就是说，当待散热器件的温度或者功率变换设备内的环境温度较高时，需要快速降温，此时，控制输向液冷板101的流量为上极限流量，以实现快速降温。

需要说明的是，上极限流量为水泵105以全额功率工作时，所供给到液冷板101的冷却液流量。

以液冷系统的换热量为第一换热器104的换热量为例，当待散热器件的温度大于或者等于第二预设散热温度时，或者，当功率变换设备内的环境温度大于第二预设环境温度时，控制第一换热器104的换热量为上极限换热量，从而实现对功率变换设备的快速降温。

需要说明的是，上极限换热量是指第一换热器104的最大换热量。

进一步地，本发明公开了散热方法还包括步骤A25：当功率变换设备的监测温度大于极限温度时，则控制功率变换设备降额工作。

可以理解地，将待散热器件的温度作为功率变换设备的监测温度所对应的极限温度，并不同于将功率变换设备内的环境温度作为功率变换设备的监测温度所对应的极限温度，当同时将待散热器件的温度以及功率变换设备内的环境温度作为功率变换设备的监测温度时，需要分别设置不同的极限温度来分别对应待散热器件的温度以及功率变换设备内的环境温度。为了便于表述，本文中以待散热器件的温度作为功率变换设备的监测温度时，极限温度为极限散热温度，功率变换设备内的环境温度作为功率变换设备的监测温度时，极限温度为极限环境温度进行命名。

当待散热器件的温度大于极限散热温度或者功率变换设备内的环境温度大于环境极限温度时，控制功率变换设备降额工作。极限散热温度是指待散热器件处于液冷板101无法满足功率变换设备的冷却需求的最低温度；环境极限温度是指待散热器件处于液冷板101无法满足功率变换设备的冷却需求时，功率变换设备内的最低环境温度；功率变换设备降额工作是指功率变换设备降低额定功率工作，具体降低的功率值可以根据需要进行设定，避免了冷却系统无法及时对功率变换设备内的待散热器件进行散热导致待散热器件温度过高造成的损坏等。

在一些实施例中，液冷系统还包括设置在功率变换设备内的扰流风扇102，如图3、图5及图6所示。如图5所示，待散热器件除了包括与液冷板101贴合的功率半导体器件203外，还包括电子器件204、电容器件205以及磁性器件206等器件，这些器件会产生热量使密闭腔体201的温度升高。扰流风扇102能够实现功率变换设备内的气流，提高散热效率。

散热方法还包括步骤A26:当功率变换设备的监测温度小于第三预设温度时，则控制扰流风扇102关闭。

为了便于分别控制扰流风扇102及液冷板101，可以设置功率变换设备内的环境温度作为功率变换设备的监测温度来控制扰流风扇102的启停，设置待散热器件的温度作为功率变换设备的监测温度来控制液冷板101的工作状态。当然，也可以均设置功率变换设备内的环境温度作为功率变换设备的监测温度来分别控制扰流风扇102及液冷板；也可以均设置待散热器件的温度作为功率变换设备的监测温度来分别控制扰流风扇102及液冷板101。本实施例中，以功率变换设备内的环境温度作为功率变换设备的监测温度为例进行说明，为了表述，命名第三预设温度为第三预设环境温度。

第三预设环境温度具体根据功率变换设备内的温湿度确定，或者，根据试验时功率变换设备的最差工况确定，是指通过功率变换设备自冷散热即可满足需求时功率变换设备内的最低环境温度。需要说明的是，当设置扰流风扇102时，第一预设散热温度及第一预设环境温度是指功率变换设备自冷散热和/或只通过扰流风扇102满转工作即可满足需求时的待散热器件的最低温度或者最低功率变换设备内的环境温度。

当功率变换设备内的环境温度小于第三预设环境温度时，说明此时仅通过功率变换设备自冷散热即可满足散热需求，无需开启扰流风扇102，减少了用电量，节省了成本，此外，还降低了扰流风扇102的启动时间，提高了扰流风扇102的使用寿命。

步骤A27：当功率变换设备的监测温度等于第三预设温度时，则控制扰流风扇102以起转速度转动。

本发明避免了满转启动扰流风扇102使得待散热器件温降过快而导致由于温差较大产生冷凝水，进而影响功率变换设备内部电器件的绝缘性的问题；此外，还避免了温差较大对功率变换设备内部的待散热器件产生的冲击伤害。

步骤A28：当功率变换设备的监测温度大于第三预设温度，且小于第四预设温度时，则控制扰流风扇102的转速与功率变换设备的监测温度正相关。

以功率变换设备内的环境温度作为功率变换设备的监测温度为例进行说明，为了表述，命名第四预设温度为第四预设环境温度。需要说明的是，第四预设环境温度是指当扰流风扇102满转，且待散热器件不会出现冷凝液时，功率变换设备内的最高环境温度。

本发明中，通过控制扰流风扇102的转速来实现对扰流风扇102的功率的控制，根据功率变换设备内的环境温度分温度段开闭扰流风扇102及调节扰流风扇102的转速，一方面降低了能耗，另一个方面，避免了待散热器件温降过大造成产生冷凝水的问题。

进一步地，本发明公开了液冷系统还包括第二换热器103，具体地，换热器103为气液换热器。

第二换热器103置于功率变换设备内，且与第一换热器104连通设置，需要说明的是，液冷板101与第二换热器103可以共用一个第一换热器104，也可以单独对应不同的第一换热器104，为了降低成本，以液冷板101与第二换热器103共用一个第一换热器104为例，如图2所示，通过在连通第一换热器104的进口的进液管路106上设置第一三通阀109，实现第一换热器104的进口分别与液冷板101的出口及第二换热器103的出口的连通，通过在连通第一换热器104的出口的出液管路107上设置第二三通阀110，实现第一换热器104的出口分别与液冷板101的进口及第二换热器103的进口的连通。

也就是说，本实施例中，通过设置扰流风扇102及第二换热器103实现对功率变换设备内的环境降温。

为了避免第二换热器103在密闭腔体201内的环境温度较低无需降温时启动冷却工作，本发明公开了散热方法还包括步骤A29：当功率变换设备的监测温度小于第四预设温度时，则控制第二换热器103停止工作。

也就是说，当密闭腔体201内的环境温度不高时只用内部扰流风扇102或直接自冷散热，有效避免了第二换热器103温降过大导致产生冷凝水的问题，从而避免了在第二换热器103上凝露导致冷却整机失效；此外，还避免了温差较大对功率变换设备内部的待散热器件产生的冲击伤害；同时，还降低了能耗，节省了能量。

进一步地，本发明公开了控制第二换热器103停止工作具体包括：控制第二换热器103的换热量为0。

需要说明的是，控制第二换热器103的换热量为0，使得流向第二换热器103的冷却液的流量为0；当然，控制第二换热器103的换热量为0也可以是：控制第一换热器104的换热量为0，此时，液冷板101与第二换热器103分别对应一个第一换热器104。

还需要说明的是，当液冷板101与第二换热器103共用一个第一换热器104时，设置第一换热器104流向液冷板101及第二换热器103的管路上分别设置一个开度可调的调节阀，通过调节阀的开度实现输入液冷板101及第二换热器103的冷却液的流量控制，从而实现液冷板101与第二换热器103分别对应第一换热器104的换热量需求。

本实施例中以同时包括扰流风扇102及第二换热器103进行散热为例。通过设置第四预设环境温度，使得当功率变换设备内的环境温度大于或者等于第三预设环境温度，且小于第四预设环境温度时，仅启动扰流风扇102进行散热，而不启动第二换热器103，一方面避免了在功率变换设备内的环境温度较低时启动第二换热器103导致待散热器件温降过快，从而产生冷凝水，进而影响功率变换设备内部电器件的绝缘性的问题；此外，还避免了温差较大对功率变换设备内部的待散热器件产生的冲击伤害，同时，还节省了能量。

进一步地，本发明公开了散热方法还包括步骤A30：当功率变换设备的监测温度等于第四预设温度时，则控制第二换热器的换热量为初始换热量。

初始换热量要小于第二换热器的极限换热量(也即第二换热器的最大换热量)，即避免了对功率变换设备的冷却速度过快导致待散热器件等上产生冷凝水从而影响功率变换设备内部电器件的绝缘性的问题；同时，还避免了温差太大对待散热器件产生的冲击伤害。

进一步地，本发明公开了散热方法还包括步骤A31：当功率变换设备的监测温度大于第四预设温度，且小于第五预设温度时，则控制第二换热器的换热量与功率变换设备的监测温度正相关。

以功率变换设备内的环境温度作为功率变换设备的监测温度为例进行说明，为了表述，命名第五预设温度为第五预设环境温度。需要说明的是，第五预设环境温度是指当扰流风扇102满转，且第二换热器103的流量为最大流量，待散热器件上不产生冷凝水时，功率变换设备内的最高环境温度，且第五预设环境温度大于第四预设环境温度，第四预设环境温度大于第三预设环境温度。

进一步地，本发明公开了散热方法还包括步骤A32：当功率变换设备的监测温度大于或者等于第五预设温度时，则控制第二换热器的换热量为最大换热量。

也就是说，当功率变换设备的监测温度较高，需要快速降温以避免功率变换设备内的电器件烧损等发生，设置第二换热器103的换热量为最大换热量，以实现快速降温。

当然，可以理解地，冷却系统包括扰流风扇102及第二换热器103时，对应的极限温度相对于冷却系统不包括扰流风扇102及第二换热器103时的极限温度对应升高。

本发明第二方面提供了一种散热控制装置，散热控制装置用于功率变换设备，具体地，散热控制装置包括测温模块、判断模块及冷却模块。

测温模块用于检测功率变换设备的监测温度，具体地，用于检测功率变换设备内的待散热器件的温度和/或功率变换设备内的环境温度。以待散热器件包括功率半导体器件203、电子器件204、电容器件205以及磁性器件206，且功率半导体器件203与液冷板101贴合为例，那么，对应地，测温模块用于检测功率半导体器件203的温度及功率变换设备内的环境温度。

判断模块分别与测温模块、冷却模块及功率变换设备信号连接，判断模块用于根据测温模块检测的温度值控制冷却模块的启停及工作，可以理解地，冷却模块的启停及工作包括：流向液冷板101的冷却液的启停及流量大小的调节，和/或，流向气液第二换热器103的冷却液的启停及流量大小的调节，和/或，扰流风扇102的启停及转速的调节。

测温模块、判断模块和冷却模块配合实现如上述中任意一项实施例中的散热方法。

本发明提供的散热控制装置，通过测温模块、判断模块和冷却模块的配合，实现了如上述任意一项实施例中的散热方法，因此，同样能够使得冷却，模块缓启动，避免液冷板101/第二换热器103快速温降导致产生冷凝水；减少冷却模块运行时间，有效节省电功率，增加发电量，同时可以减少水泵105运行时间，增加水泵105的使用寿命。

结合图2-图6所示，本发明第三方面提供了一种散热系统，包括液冷板101以及如上述实施例中的散热控制装置。

液冷板101贯穿且密封连接功率变换设备的密闭腔体201，功率变换设备内的待散热器件直接或者间接与液冷板101接触。

散热控制装置的冷却模块用于控制流向液冷板101的冷却液的通断及流量，且冷却模块还能够控制功率变换设备的降额工作。

由于本发明提供的散热系统包括上述实施例中的散热控制装置，因此，上述散热控制装置所具有的有益效果均是本发明提供的散热系统所包含的。

在一些实施例中，散热系统还包括扰流风扇102，其中，扰流风扇102置于密闭腔体201内，通过对功率变换设备的内部进行扰流来进行散热。

进一步地，液冷系统还包括第二换热器103，其中，第二换热器103置于功率变换设备内，为了提高散热效率，设置第二换热器103与扰流风扇102的出风面正对，具体地，扰流风扇102可以设置在第二换热器103的任意一端。

具体地，本发明公开了第二换热器103为气液换热器，且第二换热器103由液流管弯曲而成，为了进一步提高散热效率，可以在液流管上设置多个散热翅片。

散热控制装置的冷却模块还用于：控制扰流风扇102的启停及转速，以及控制第二换热器103的启停及流向第二换热器103的冷却液的流量。

进一步地，本发明公开了液冷系统还包括设置在功率变换设备外的第一换热器104，第一换热器104用于冷却冷却液，即液冷板101与第二换热器103可以共用第一换热器104，也可以单独设置对应的第一换热器104，还可以是液冷板101与第二换热器103中，一者通过第一换热器104实现换热，另一者通过其它方式实现换热。

散热控制装置的冷却模块还用于控制第一换热器104的启停及换热量。

可以理解地。散热装置104可以是带散热风扇的散热装置，也可以是带压缩机的散热装置。

进一步地，本发明公开了液冷系统还包括水泵105、进液管路106以及出液管路107。

进液管路106包括进液主管路106a、换热器回液管路106b以及液冷板回液管路106c。进液主管路106a的出口与第一换热器104的进口连通，换热器回液管路106b的出口以及液冷板回液管路106c的出口通过第一三通阀109分别与进液主管路106a的进口连通，换热器回液管路106b的进口与第二换热器103的出口连通，液冷板回液管路106c的进口与液冷板101的出口连通。

出液管路107包括出液主管路107a、换热器进液管路107b以及液冷板进液管路107c，其中，出液主管路107a的进口与第一换热器104的出口连通，换热器进液管路107b的进口以及液冷板进液管路107c的进口通过第二三通阀110分别与出液主管路107a的出口连通，换热器进液管路107b的出口与第二换热器103的进口连通，液冷板进液管路107c的出口与液冷板101的进口连通。

水泵105安装在出液主管路107a上，需要说明的是，也可以将水泵105安装在进液主管路106a上。

进一步地，本发明公开了液冷系统还包括水箱108，水箱108安装在进液主管路106a上，便于冷却液的缓存。

需要说明的是，为了减少散热系统零部件的数量，也可以将水箱108与水泵105集成在一起，或者，将水泵105与第一换热器104集成在一起等。

第一换热器104冷却液冷板101的过程是：水泵105把冷却液输送到液冷板101中，把液冷板101中的热量带走，然后，进入水箱108中，再流入第一换热器104，第一换热器104将冷却液冷却，再次输送到水泵105中，形成循环。

第一换热器104冷却第二换热器103的过程是：密闭腔体101内的扰流风扇102通过吸风或吹风的方式使功率变换设备内的热风流经第二换热器103，将功率变换设备内的热量传递到第二换热器103中，水泵105将冷却液输送水箱108中，然后，流入第一换热器104内，第一换热器104将冷却液冷却，再次输送到水泵105中，形成循环。

结合图2-图6所示，本发明第四方面提供了一种功率变换器，包括功率变换设备及如上述的散热控制装置或者如上述任意一项的散热系统。

由于本发明提供的功率变换器包括上述实施例中的散热控制装置或者上述任意一项实施例中的散热系统，因此，上述散热控制装置或者散热系统所具有的有益效果均是本发明提供的功率变换器所包含的。

本发明第四方面还提供了一种功率变换器，包括功率变换设备及如上述中任意一项实施例中的散热系统。

功率变换设备的个数为多个，且多个功率变换设备通过1个散热系统控制散热。即通过1个散热系统实现对多个功率变换设备的冷却，减少了所需散热系统的个数，降低了成本。

本发明第五方面提供了一种多能互补能源站，包括如上述的散热控制装置、如上述中任意一项的散热系统或者如上述的功率变换器。

由于本发明提供的多能互补能源站包括上述实施例中的散热控制装置、上述任意一项实施例中的散热系统或者上述实施例中的功率变换器，因此，上述散热控制装置、散热系统或者功率变换器所具有的有益效果均是本发明提供的多能互补能源站所包含的。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和创造特点相一致的最宽的范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (19)

1.一种散热方法，其特征在于，用于功率变换设备的散热，所述功率变换设备内设置有待散热器件，所述待散热器件与液冷系统的液冷板直接或者间接接触，所述散热方法包括：

获取所述功率变换设备的监测温度；

当所述功率变换设备的监测温度小于第一预设温度时，则控制所述液冷系统停止工作；

当所述功率变换设备的监测温度等于所述第一预设温度时，则控制所述液冷系统启动，并控制所述液冷系统的换热量为起始换热量；

当所述功率变换设备的监测温度大于所述第一预设温度且小于第二预设温度时，则控制所述液冷系统的换热量与所述功率变换设备的监测温度正相关。

2.根据权利要求1所述的散热方法，其特征在于，所述功率变换设备的监测温度为所述待散热器件的温度或者所述功率变换设备内的环境温度。

3.根据权利要求1所述的散热方法，其特征在于，所述液冷系统的换热量为输送至所述液冷板的冷却液流量或者所述液冷系统位于所述功率变换设备外的第一散热器的换热量。

4.根据权利要求1所述的散热方法，其特征在于，还包括：

当所述功率变换设备的监测温度大于或者等于所述第二预设温度时，则控制所述液冷系统的换热量为极限换热量。

5.根据权利要求1所述的散热方法，其特征在于，所述液冷系统还包括设置在功率变换设备内的扰流风扇；

所述散热方法还包括：

当所述功率变换设备的监测温度小于第三预设温度时，则控制所述扰流风扇关闭；

当所述功率变换设备的监测温度等于所述第三预设温度时，则控制所述扰流风扇以第一起转速度转动；

当所述功率变换设备的监测温度大于所述第三预设温度，且小于第四预设温度时，则控制所述扰流风扇的转速与所述功率变换设备的监测温度正相关。

6.根据权利要求5所述的散热方法，其特征在于，还包括：

当所述功率变换设备的监测温度大于或者等于所述第四预设温度时，控制所述扰流风扇满转。

7.根据权利要求5所述的散热方法，其特征在于，所述液冷系统还包括设置在所述功率变换设备内的第二换热器；

所述散热方法还包括：

当所述功率变换设备的监测温度小于第四预设温度时，则控制所述第二换热器停止工作；

当所述功率变换设备的监测温度等于所述第四预设温度时，则控制所述第二换热器的换热量为初始换热量；

当所述功率变换设备的监测温度大于所述第四预设温度，且小于第五预设温度时，则控制所述第二换热器的换热量与所述功率变换设备的监测温度正相关。

8.根据权利要求7所述的散热方法，其特征在于，还包括：

当所述功率变换设备的监测温度大于或者等于所述第五预设温度时，则控制第二换热器的换热量为最大换热量。

9.根据权利要求7所述的散热方法，其特征在于，所述第二换热器的换热量为输送至所述第二换热器的冷却液流量或者所述液冷系统位于所述功率变换设备外的第一散热器的换热量。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的散热方法，其特征在于，还包括：

当所述功率变换设备的监测温度大于极限温度时，则控制所述功率变换设备降额工作。

11.根据权利要求10所述的散热方法，其特征在于，所述极限温度为所述待散热器件的散热极限温度或者所述功率变换设备内的散热极限环境温度。

12.一种散热控制装置，其特征在于，用于功率变换设备，包括：

测温模块，所述测温模块用于检测所述功率变换设备的监测温度；

判断模块及冷却模块，所述判断模块分别与所述测温模块、所述冷却模块及所述功率变换设备信号连接，所述判断模块用于根据所述测温模块检测的温度值控制所述冷却模块的启停及工作，且所述测温模块、所述判断模块和所述冷却模块配合实现如权利要求1-11中任意一项所述的散热方法。

13.一种散热系统，其特征在于，包括液冷系统以及如权利要求12所述的散热控制装置；

所述液冷系统包括液冷板，所述液冷板与功率变换设备内的待散热器件直接或者间接接触；

所述散热控制装置的冷却模块用于控制流向所述液冷板的冷却液的通断及流量。

14.根据权利要求13所述的散热系统，其特征在于，所述液冷系统还包括扰流风扇；

所述扰流风扇置于所述功率变换设备内；

所述散热控制装置的冷却模块还用于：控制所述扰流风扇的启停及转速。

15.根据权利要求13所述的散热系统，其特征在于，所述液冷系统还包括设置在所述功率变换设备外，且用于冷却供给所述液冷板的冷却液的第一换热器；

所述散热控制装置的冷却模块还用于：控制所述第一换热器的启停及换热量。

16.根据权利要求13-15中任意一项所述的散热系统，其特征在于，所述液冷系统还包括第二换热器；

所述第二换热器置于所述功率变换设备内；

所述散热控制装置的冷却模块还用于：控制所述第二换热器的启停及流向所述第二换热器的冷却液的流量。

17.一种功率变换器，其特征在于，包括功率变换设备及如权利要求12所述的散热控制装置或者如权利要求13-16中任意一项所述的散热系统。

18.一种功率变换器，其特征在于，包括功率变换设备及如权利要求13-16中任意一项所述的散热系统；

所述功率变换设备的个数为多个，且多个所述功率变换设备通过1个所述散热系统控制散热。

19.一种多能互补能源站，其特征在于，包括如权利要求12所述的散热控制装置、如权利要求13-16中任意一项所述的散热系统或者如权利要求17或18所述的功率变换器。