CN118174515A - 功率变换设备和储能设备 - Google Patents

Abstract

一种功率变换设备和储能设备，涉及储能设备散热技术领域，包括壳体、换热器、散热器、电感盒和电路板，壳体具有功率腔和散热腔，电路板的两侧分别安装功率器件和发热电子元件，发热电子元件、电路板、功率器件和散热器依次设置，散热器部分位于散热腔中以对功率器件散热，换热器部分位于功率腔内为发热电子器件降温，电感盒和散热器均位于散热腔内。本申请提高了整个功率变换设备的散热效率，能够满足更高功率和更高功率密度的元器件的散热需求，提高功率变换设备的工作性能。

Description

功率变换设备和储能设备

技术领域

本申请涉及储能设备散热技术领域，特别涉及一种功率变换设备和储能设备。

背景技术

随着新能源行业的发展，功率转换等设备的功率不断提升，其内部器件的功耗也不断增大。例如，绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)作为功率转换模块中实现能量转换与传输的重要部件，其热耗占比可以达到功率转换等设备内器件总发热量的三分之二以上，是制约模块功率提升的瓶颈器件。随着逆变器功率和功率密度越来越大，逆变器机箱内部在板器件、单板通流和线缆等发热量与热耗密度也越来越大，而电解电容等容易受到热影响的器件都在机箱内部，机箱内部温升直接决定着这些器件寿命，从而影响逆变器的寿命和失效率。

功率转换等设备中，不同功耗的器件可安装在不同的区域内，而对于不同功耗的器件多采用同一套散热系统进行散热，一方面，不同的器件发热量不同，耐热温度也不同，散热系统需要满足耐热温度最低的要求，同时对耐热高的器件进行散热会影响散热效率，无法满足功率和功率密度越来越大的要求；另一方面针对IGBT、电容、继电器等器件，以及电路板等均无法进行有效的密封保护，灰尘和水分等可能会随着散热系统接触到高精密器件，影响器件的寿命。

发明内容

本申请提供一种功率变换设备和储能设备，通过在设备内设置换热器，换热器具有自身的冷媒内循环系统，内循环的冷媒可以通过换热器的壁面和换热器的外部空间（换热器之外的区域）进行热交换，以对设备内的介质（可以为空气）进行降温，进而对设备内安装的高功率以及高功率密度的电子器件等进行散热，提高了整个功率变换设备的散热效率，能够满足更高功率和更高功率密度的元器件的散热需求，提高功率变换设备的工作性能。

第一方面，本申请提供一种功率变换设备，用于连接在能源系统中，用于对能源系统中的电能功率进行转换，包括：

壳体，具有密封隔绝的功率腔，所述壳体具有一背板，所述背板在背离所述功率腔的一侧具有开放通风的散热腔，所述背板上设置有第一通孔；

电路板，位于所述功率腔内，在所述功率腔内所述电路板的两个安装面上分别安装发热电子器件和功率器件；

散热器，用于对所述功率器件进行散热，包括换热板和第一鳍片，所述散热器在所述第一通孔和所述功率器件导热接触，所述发热电子器件、所述电路板、所述功率器件、所述换热板和所述第一鳍片依次排布，所述换热板和所述功率器件导热接触以将所述功率器件的热量传导至所述第一鳍片，所述第一鳍片位于所述散热腔以进行散热，所述第一鳍片之间具有第一散热风道；

换热器，用于对所述发热电子器件进行散热，至少部分位于所述功率腔内，所述换热器内部具有换热通道，所述换热通道与所述第一散热风道相平行或相垂直；

电感盒，位于所述散热腔内并位于所述散热器的出风和/或入风一侧，内置有电感，所述电感的电连接线穿过所述背板以和所述功率器件电连接，所述电感盒的外壁上设置有第二鳍片，所述第二鳍片之间具有第二散热风道，所述第一散热风道和所述第二散热风道相平行。

本申请实施例所述的功率变换设备，将功率腔内的电路板两侧分别安装功率器件和发热电子器件，功率器件可以和散热器接触连接，散热器延伸至散热腔中，通过散热腔对散热器进行降温，散热器对功率器件进行降温；在功率腔内设置换热器，换热器具有自身的冷媒内循环系统，内循环的冷媒可以通过换热器的壁面和换热器的外部空间（功率腔中换热器之外的区域）进行热交换，以对功率腔内的介质（可以为空气）进行降温，进而对功率腔内安装的发热电子器件等进行散热，提高了整个功率变换设备的散热效率，能够满足更高功率和更高功率密度的元器件的散热需求，提高功率变换设备的工作性能；并且，整个散热系统可以满足功率腔的封闭状态，防止外部介质中的水或灰尘等进入到功率腔中，可以确保功率腔内元器件的使用安全性。以及，电感盒安装在散热腔内，通过对散热器散热通风的同时对电感盒进行降温，提高了整体散热的效率。

一种可能的实现方式中，所述换热器位于所述功率腔内，且所述换热器具有入流通道和出流通道，所述入流通道和所述出流通道均与所述功率腔相隔离，所述入流通道、所述换热通道和所述出流通道依次连通，所述入流通道的入流口和出流口均与所述功率腔的外部的所述散热腔空间连通，以实现换热器的内部循环通道可以和外部连接，以对换热器内流通的高温介质进行散热，并同时实现功率腔的密封性。

一种可能的实现方式中，所述散热腔的腔壁上设有进风口和出风口，所述进风口和所述出风口均与所述散热腔相连通，所述进风口和所述出风口之间具有通风通道，所述通风通道和所述第一散热风道相平行，所述入流口和所述出流口中的至少一个位于所述散热腔内并与所述散热腔相连通，通风通道内可以流通低温介质，入流口位于散热腔内时，通风通道内流通的低温介质可以流入换热器内对换热器进行降温；出流口位于散热腔时，通风通道内流通的低温介质可以对换热器排出的高温介质进行散热，并将换热器排出的高温介质及时吹出壳体，间接提高换热器内冷媒的流通速度，提高对换热器内高温介质的散热效率。

一种可能的实现方式中，所述背板上设有第二通孔，所述入流通道穿过所述第二通孔并和所述第二通孔的内壁密封连接，所述入流口位于所述散热腔内，所述入流通道和所述散热腔相连通，入流口穿过第二通孔和散热腔的通风通道连通，通风通道内流通的低温介质可以流入换热器内对换热器进行降温。

一种可能的实现方式中，所述背板上设有第三通孔，所述出流通道穿过所述第三通孔并和所述第三通孔的内壁密封连接，所述出流口位于所述散热腔内，所述出流通道和所述散热腔相连通，出流口穿过第三通孔和散热腔的通风通道连通，通风通道内流通的低温介质可以对换热器排出的高温介质进行散热，并将换热器排出的高温介质及时吹出壳体，间接提高换热器内冷媒的流通速度，提高对换热器内高温介质的散热效率。

一种可能的实现方式中，所述功率变换设备还包括第一挡板，所述第一挡板的至少部分位于所述入流口靠近所述出风口的一侧，所述第一挡板和所述散热腔的内壁围合形成第一入流腔，所述第一入流腔和所述入流口相连通，所述第一入流腔的开口位于所述入流口朝向所述进风口的一侧。

第一挡板竖立在入流口朝向出风口的一侧，进风口吹入的风部分被第一挡板阻挡，降低了入流口上方流向出风口的风，更多的风可以拐向进入到背板上的入流口中，提高进入到换热器内的风量，提高换热器的换热效率。

一种可能的实现方式中，所述第一入流腔的开口位于所述散热腔的腔壁上，所述第一挡板分隔所述散热腔为相隔绝的所述第一入流腔和第二入流腔，所述进风口包括第一进风口和第二进风口，所述第一进风口为所述第一入流腔的开口，所述第二进风口为所述第二入流腔的腔壁上的开口。入流口所处的空间和散热器所述的空间相隔为两个独立空间，并且外部的低温冷媒可以分别进入到第一入流腔和第二入流腔中，以降低进入到入流口内冷媒的温度。

一种可能的实现方式中，所述功率变换设备还包括第二挡板，所述第二挡板的至少部分位于所述出流口靠近所述进风口的一侧，所述第二挡板和所述散热腔的内壁围合形成出流腔，所述出流腔和所述出流口相连通，所述出流腔的开口位于所述出流口朝向所述出风口的一侧。第二挡板可以位于出流口靠近进风口的一侧，防止通风通道内流通的风可以直接达到出流口，一方面，出流口朝向出风口的一侧形成负压区，以提高出流口向外排出高温气体的速率；另一方面能够防止出流口排出的高温介质反流到入流口中，防止换热器的换热效率降低。

一种可能的实现方式中，所述功率变换设备还包括散热器，所述散热器位于所述通风通道内；所述入流口位于所述散热器靠近所述进风口的一侧，或者位于所述散热器靠近所述出风口的一侧；所述出流口位于所述散热器靠近所述进风口的一侧，或者位于所述散热器靠近所述出风口的一侧，散热器能够对功率腔内的部分器件进行散热。

一种可能的实现方式中，所述功率变换设备包括电路板、功率器件和发热电子器件，所述电路板、所述功率器件和所述发热电子器件均位于所述功率腔内，所述功率器件和所述发热电子器件分别安装在所述电路板的相对两面；

所述散热器部分穿过所述背板以和所述功率器件接触连接，所述换热器用于降低所述功率腔内的温度，以对所述功率腔内的所述发热电子器件进行散热。

功率器件发出的热量可以直接传递到散热器处，通过散热器将热量导出进行散热。发热电子器件安装在电路板的Z方向一面，发热电子器件一方面和功率腔内的空气等介质进行热交换，并通过换热器进行降温；另一方面可以和电路板进行热交换，并通过功率器件将热量传递至散热器处进行散热。

一种可能的实现方式中，所述散热器和所述散热腔的内壁面密封连接，以将所述散热腔分隔为第一腔体和第二腔体，所述第一腔体位于所述散热器靠近所述进风口的一侧，所述第二腔体位于所述散热器靠近所述出风口的一侧，所述第一腔体和所述第二腔体之间通过所述散热器连通，通风通道流通的风需经过散热器才可在第一腔体和第二腔体之间流通，提高通风通道内流通的风对散热器的散热效率。

一种可能的实现方式中，所述功率变换设备包括第三挡板，所述第三挡板连接在所述散热器和所述散热腔的内壁面之间，所述散热器和所述第三挡板共同将所述散热腔分隔为第一腔体和第二腔体，在散热器长度不足以分隔散热腔时，可以添加第三挡板进行间隔，提高通风通道内流通的风对散热器的散热效率。

一种可能的实现方式中，所述功率变换设备还包括第一挡板，所述第一挡板的至少部分位于所述入流口靠近所述出风口的一侧，所述第一挡板和所述散热腔的内壁围合形成第一入流腔，所述第一入流腔和所述入流口相连通，所述第一入流腔的开口位于所述入流口朝向所述进风口的一侧，所述第一挡板为所述第三挡板。其中，第一挡板和第三挡板可以为一体式结构，或者第一挡板和第三挡板为同一板体，同时提高进入入流口散热风的通风量，以及对散热器的散热效率。

一种可能的实现方式中，所述入流口和所述出流口中的其中一个与所述第一腔体相连通，另一个与所述第二腔体相连通。

一种可能的实现方式中，所述入流口和所述出流口中的至少一个位于所述壳体上，所述入流口与所述出流口中的至少一处设置有第二风扇，通过外部设置的散热装置对换热器内的高温介质进行降温。

一种可能的实现方式中，所述功率变换设备还包括冷媒系统，所述冷媒系统分别与所述入流通道的入流口出流口连通以形成冷媒循环通道，所述冷媒系统用于向所述换热器内注入冷媒。

一种可能的实现方式中，所述散热腔内设有冷媒散热器，所述冷媒散热器和所述功率腔内的至少部分元器件贴合连接，所述冷媒系统、所述冷媒散热器和所述换热器串联连接以形成循环冷媒通道。

一种可能的实现方式中，所述换热器位于所述散热腔内，且所述换热器具有入流通道和出流通道，所述入流通道和所述出流通道均与所述散热腔相隔离，所述入流通道、所述换热通道和所述出流通道依次连通，所述入流通道的入流口和出流口均与所述功率腔的空间连通。功率腔内的高温气体可以通过入流口进入到换热器的内部通道中，并通过换热通道在散热腔内进行降温，降温后的气体可以从出流口回流到功率腔中，实现对功率腔内安装的发热电子器件进行降温。并且，本实施例中，换热器的内部通道和功率腔相连通，换热器的内部通道和散热腔密封隔离，以确保功率腔的密封性能。

一种可能的实现方式中，所述功率变换设备还包括第一风扇，所述第一风扇位于所述功率腔内，以提高功率腔内的密封介质（可以为空气）和换热器的热交换效率。

第二方面，本申请提供一种储能设备，包括光伏板、交流汇流箱和上述任一项所述的功率变换设备，所述光伏板、所述功率变换设备和所述交流汇流箱串联，所述功率变换设备用于将所述光伏板的可变直流电压转变为市电频率交流电，并传输至所述交流汇流箱。

第三方面，本申请提供一种储能设备，包括电池和上述任一项所述的功率变换设备，所述电池和所述功率变换设备连接，所述功率变换设备用于电能的功率转换，以对所述电池进行充放电。

附图说明

图1是功率变换设备的结构示意图；

图2是本申请实施方式提供的功率变换设备示意图；

图3是本申请实施方式提供的散热腔内结构示意图一；

图4是本申请实施方式提供的功率腔内结构示意图一；

图5是图2中的A-A剖视示意图；

图6是本申请实施方式提供的散热腔内结构示意图二；

图7是本申请实施方式提供的功率腔内结构示意图二；

图8是本申请实施方式提供的散热腔内结构示意图三；

图9是本申请实施方式提供的功率腔内结构示意图三；

图10是本申请实施方式提供的散热腔内结构示意图四；

图11是本申请实施方式提供的功率腔内结构示意图四；

图12是本申请实施方式提供的散热腔内结构示意图五；

图13是本申请实施方式提供的入流口和出流口位于壳体同一侧边示意图；

图14是本申请实施方式提供的入流口和出流口位于壳体同一侧边示意图；

图15是本申请实施方式提供的入流口和出流口位于壳体不同侧边示意图；

图16是本申请实施方式提供的入流口和出流口位于壳体不同侧边示意图；

图17是本申请实施方式提供的入流口和出流口位于壳体不同侧边示意图；

图18是本申请实施方式提供的出流口位于壳体侧边示意图；

图19是本申请实施方式提供的出流口位于壳体侧边示意图；

图20是本申请实施方式提供的换热器和散热器并联示意图；

图21是本申请实施方式提供的换热器和散热器并联示意图；

图22是本申请实施方式提供的换热器和散热器串联示意图；

图23是本申请实施方式提供的换热器和散热器串联示意图；

图24是本申请实施方式提供的一种储能设备的示意图；

图25是本申请实施方式提供的另一种储能设备的示意图；

图26是本申请实施方式提供的散热器结构示意图；

图27是图26中的B-B剖视示意图；

图28是本申请实施方式提供的换热器结构示意图；

图29是本申请实施方式提供的换热器内部通道示意图；

图30是本申请实施方式提供的电感盒结构示意图；

图31是本申请实施方式提供的电感和与功率器件的连接示意图；

图32是本申请实施方式提供的换热器位于散热腔内的示意图；

图33是本申请实施方式提供的入流口和出流口与功率腔连通示意图。

具体实施方式

下面结合本申请实施例中的附图对本申请实施例进行描述。

为方便理解，下面先对本申请实施例所涉及的英文简写和有关技术术语进行解释和描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的相同的字段，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在......时”或“当......时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测（陈述的条件或事件）”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测（陈述的条件或事件）时”或“响应于检测（陈述的条件或事件）”。

应理解，本申请中使用的“第一”、“第二”等仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。

在本申请的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

本申请使用的“在...范围内”，除单独指出了不包含端值的情况下，默认包含该范围的两端端值，例如在1至5范围内，包含1和5两个数值。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是抵触连接或一体的连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请所提供的功率设备，可以包括逆变器、储能变流器（PCS）、直流变换器（DC-DC）、充电模块、储能柜和充电桩的至少一种。

其中，逆变器是一种将直流（DC）电源转换为交流（AC）电源的电子设备，它被广泛应用于太阳能发电和风力发电等可再生能源领域。储能变流器（PCS）、直流变换器（DC-DC）和充电模块可以作为独立设备，也可以集成在储能柜和充电桩中，储能柜中可以设置储能变流器（PCS）和直流变换器（DC-DC），充电桩内可以设置充电模块。

本申请所述的功率变换设备以逆变器为例，参阅图1所示，逆变器30可以采用分腔设计，分成高防护腔31和低防护腔32。在一种实施例中，其中高防护腔31为密闭腔体，密闭腔体指的是和高防护腔31的外部空间不连通，以防止外部空间的灰尘与水分等进入到高防护腔31中，对高防护腔31内的元器件进行保护；低防护腔32可以为直通风腔。高功率和高功率密度的电子器件等可以安装在高防护腔31内，低功率和低功率密度的磁性器件等可以安装在低防护腔32内，低防护腔32中可以设置风扇，通过对磁性器件吹风或者抽风进行散热。本实施例中逆变器机箱内高防护腔31的散热，主要依靠高防护腔31的壁面对外自然散热，散热效率较低，无法满足功率和功率密度越来越大的要求。在一些其他方式中，低防护腔32和高防护腔31为相连通的结构，低防护腔32内设置风扇吹出或抽的风可以同时对低防护腔32和高防护腔31内的器件进行散热，但是会导致高防护腔31处于开放状态，灰尘和水分等可能会随着散热系统接触到高防护腔31内的电子器件，影响器件的寿命。

为了解决上述问题，实现一种能够对电子器件进行有效散热，同时提高电子器件的使用寿命的功率设备，本申请提供一种功率变换设备，该功率变换设备可以和电池连接，用于电能的功率转换，以对连接的电池进行充放电。

参阅图2、图3、图4和图5所示，本申请实施例所述的功率变换设备可以包括壳体110、电路板131、换热器140和第一风扇151。壳体110可以包括围板110a、第一盖板110b和第二盖板110c，围板110a围合形成一沿Z方向贯穿的通道（图2中未示出围板110a围合的贯穿通道，该通道的上下两侧被第一盖板110b和第二盖板110c封闭，以形成内部的容纳腔），第一盖板110b可以密封连接在围板110a的Z方向一侧，第二盖板110c可以密封连接在围板110a的Z反方向一侧，围板110a、第一盖板110b和第二盖板110c可以共同围合形成一容纳腔。

在一种实施例中，参阅图5所示，壳体110内部围合形成功率腔111，壳体110的其中一侧为背板120，背板120在背离功率腔111的一侧具有开放的散热腔112，其中散热腔112可以为完全放开的结构，也可以通过在背板120外侧罩设风道罩113的方式形成具有一定容纳空间的散热腔112。在一种实施方式中，风道罩113也可以为与壳体110相独立的两部分，也可以为壳体110的一部分。本实施例以风道罩113为壳体110的一部分为例，壳体110可以包括本体114和风道罩113，背板120为本体114的一个侧板，可以理解为横放在壳体110内。背板120可以为分隔板，可以为平板，也可以为弧形板等其他规则或不规则的板状结构。在一种实施例中，背板120还可以为其他非板状的结构（例如背板120沿Z方向的厚度较大而形成的一种非板状结构）。本实施例一分隔板为例，分隔板的四周边缘和壳体110的内壁面可以密封连接，例如金属板时可通过焊接密封，塑料等非金属板时可通过胶粘密封，以形成相对密封的功率腔111和散热腔112，功率腔111和散热腔112密封隔绝，散热腔112中的空气不会流通到功率腔111中。

电路板131可以安装在功率腔111中，其中电路板131可以和分隔板相平行，并且电路板131的Z方向和Z反方向的其中一个侧面可以安装器件，在一种实施例中，电路板131的Z方向和Z反方向的两个侧面均可以安装元器件。

在一种实施例中，参阅图4和图5所示，电路板131可以放置在壳体110的功率腔111内，并且电路板131的两侧均可以安装元器件。其中，电路板131的一侧可以安装功率器件133，另一侧可以安装发热电子器件134（需要说明的是，发热电子器件指的是一些无法直接贴散热器基板散热器件，并且具有一定的散热需求，相比于一些低防护器件而言，发热电子器件的工作耐热程度相较较低，需要降温至相对较低的温度才可以工作，并保持一定的工作寿命），功率器件133和发热电子器件134分别安装在电路板131的相对两面。在一种实施例中，功率器件133可以包括IGBT、功率MOSFET、氮化镓增强型HEMT、功率分立式元件、保护开关、硅驱动器、氮化镓驱动器、IGBT模块和智能功率模块(IPM)等功率器件，发热电子器件134可以包括薄膜电容、继电器、电解电容、光耦、电阻、共模电感、L2电感、霍尔、防雷器和PCB等。发热电子器件发热量是直接排放在高防护腔内部，会导致高防护腔内温度高，而这些器件中的电解等需要工作在较低的温度下（例如75度以下）才能保障长期可靠性和寿命。

在一种实施方式中，参阅图3、图5、图6和图8所示，功率变换设备10还包括散热器180，散热器180位于散热腔112内。其中，散热腔112内的风可以穿过散热器180，在经过散热器180时可以进行接触换热，对散热器180进行降温。

其中，参阅图26和图27所示，散热器180可以包括换热板183和第一鳍片184，换热板183可以为具有高导热性的金属板制成，例如为铝板。换热板183可以为平板，或者根据贴合的功率器件形状进行形状匹配设计，本申请不做具体限定。第一鳍片184竖立在换热板183的其中一个侧面上，并且第一鳍片184的数量可以为至少两个，例如可以为30个，30个第一鳍片184沿换热板183的长度方向（间隔方向可以不做限定，本申请实施例仅以长度方向为例）间隔设置，以在相邻两个第一鳍片184之间形成第一散热风道185。其中第一鳍片184之间相互平行，以使得散热器180中的所有第一散热风道185均沿同一方向延伸。参阅图26所示，第一散热风道185可以沿Y方向延伸，第一散热风道185内的风可以沿Y方向流通，以在第一鳍片184之间将第一鳍片184的热量带走，以降低散热器180的温度。第一鳍片184可以和换热板183为一体式结构，一体式结构可以指一体压塑成型，或者为一整个铝块通过车削出第一散热风道185而形成散热器180的结构。

在一种实施例中，参阅图3和图5所示，背板120上可以设置有第一通孔123，散热器180的部分可以穿过背板120上的第一通孔123，并和功率腔111内的功率器件133接触。其中散热器180和背板120上第一通孔123的内壁相贴合，例如换热板183的侧壁和第一通孔123的内壁密封贴合，以确保功率腔111为一密封腔体。散热器180的第一鳍片184设置在散热腔112中，功率腔111中电路板131上的功率器件133可以将热量传导至散热器180中，散热器180将热量传导至散热腔112中，通过设置在散热腔112中的风扇进行散热。

在一种实施例中，散热器180可以全部位于散热腔112内，功率腔111内电路板131上安装的功率器件133可以穿过第一通孔123和散热腔112内的散热器180接触，以实现散热器180和功率器件133的导热接触，功率器件可以将热量传递给散热器180。本实施例中，第一通孔123的尺寸可以和功率器件133的尺寸相同，第一通孔123的内壁和功率器件133密封连接，以实现功率腔111和散热腔112之间的密封连接。

在一种实施例中，功率器件133可以位于电路板131和散热器180之间，功率器件133安装在电路板131的Z方向的反方向一面，并且和穿过背板120的散热器180接触连接，功率器件133发出的热量可以直接传递到散热器180处，通过散热器180将热量导出进行散热。发热电子器件134安装在电路板131的Z方向一面，发热电子器件134一方面和功率腔111内的空气等介质进行热交换，并通过换热器140进行降温；另一方面可以和电路板131进行热交换，并通过功率器件133将热量传递至散热器180处进行散热。

换热器140的至少一部分位于功率腔111内，在一种实施例中，换热器140中起到换热作用的本体部分可以全部位于功率腔111中。例如，换热器140可以为板式换热器或盘管式散热器，换热器的换热板或换热管的外壁上具有散热翅片等结构，具有散热翅片结构的换热板或换热管部分或全部位于功率腔111中。

其中，换热器140具有内部冷媒循环通道，内循环的冷媒通过换热器140的壁面和换热器140的外部空间（功率腔111中换热器140之外的区域）进行热交换，以对功率腔111内的介质（可以为空气）进行降温。在一种实施例中，换热器140的内部冷媒循环通道和外部空间相隔绝，以实现功率腔111的密封性。

在一种实施例中，参阅图28所示，本实施例提供了一种换热器140的具体结构，图28中将入流通道140a和出流通道140c的两个侧板进行爆炸以显示出入流通道140a和出流通道140c的内部结构。其中，换热器140可以包括入流通道140a、换热通道140b和出流通道140c，入流通道140a和出流通道140c连通在换热通道140b的两端。换热通道140b可以有多个，例如图28所示的6个，6个换热通道140b可以为6根换热扁管，6个换热通道140b沿Z方向间隔排布，换热通道140b的方向可以为Y方向，介质可以沿Y方向在换热通道140b内流通。相邻两个换热通道140b之间具有间隙，间隙内可以设置翅片结构，以增大换热通道140b的外壁面和功率腔内空气的换热效率。入流通道140a的壳壁上设置有第一流通孔1401，第一流通孔1401的数量和换热通道140b的数量相同，以使得入流通道140a内的介质可以分别进入到多个换热通道140b中。相对应的，出流通道140c的壳壁上也可以设置多个第二流通孔（图中未示出），换热通道140b流出的介质可以进入到出流通道140c中进行排出。

入流通道140a的Z方向的反方向一侧设置有入流口141，以和外部空间连接，冷媒可以通过入流口141进入到换热通道140b中。出流通道140c的Z方向的反方向一侧设置有出流口142，换热通道140b内的高温介质可以通过出流口142排出。

参阅图29所示，如图29所示箭头的走向，冷媒可以由入流通道140a的入流口141进入到换热器140的换热通道140b中，低温冷媒通过换热通道140b等换热结构和功率腔111内的介质间隔换热通道140b的壁管进行接触热交换，热交换后的冷媒可以通过出流通道140c的出流口142排出，并排出到功率腔111之外。

在一种实施例中，入流通道140a和出流通道140c均与功率腔111相隔离，入流通道140a和出流通道140c内的冷媒均无法流入到功率腔111内。在一种实施例中，入流通道140a的入流口141与功率腔111的外部空间连通，以在功率腔111的外部形成低温冷媒注入到入流口141中，并通过入流口141进入到入流通道140a中。在一种实施例中，出流通道140c的出流口142与功率腔111的外部空间连通，较热换后的冷媒温度较高，通过出流通道140c的出流口142排出到功率腔111的外部，防止热交换后的高温冷媒回流到功率腔111中而影响对功率腔111内介质和元器件等的散热效率。

在一种实施例中，第一风扇151可以位于所述功率腔111内，第一风扇151可以在功率腔111内吹动功率腔111内介质流动，提高功率腔111内的介质和换热器140的接触速率，提高换热器140对功率腔111内介质的散热效率。

在一种实施例中，换热通道140b的方向可以和第一散热风道185相平行，参阅图3、图4和图28所示，换热通道140b可以沿Y方向流通，第一散热风道185可以沿Y方向流通，以使得散热腔112内流通的低温气体，可以一部分流入换热通道140b内，通过换热器140对功率腔111内的发热电子器件134进行降温；另一部分可以进入第一散热风道185以对散热器180进行散热，通过散热器180对功率腔111内的功率器件进行散热。

在一种实施例中，换热通道140b的方向可以和第一散热风道185相垂直，参阅图8和图9所示，换热通道（流通方向与入流口141至出流口142的方向一致）可以沿X方向延伸，第一散热风道185（流通方向与散热器180的宽度方向一致）可以沿Y方向延伸，在此设计下，散热器180的长度可以更长，在长度方向上不需要做出长度取舍来设置入流口141和出流口142，提高对功率器件的散热效率。

在一种实施例中，功率变换设备10还包括电感盒132，参阅图3和图30所示，电感盒132为内部中空结构，内部设置有电感。电感盒132可以位于散热腔112内，并且电感盒132内的腔体和散热腔112为密封隔离的结构。电感盒132包括电感盒本体1321和位于电感盒本体1321上的第二鳍片1322，第二鳍片1322竖立在电感盒本体1321的上壁面上，第二鳍片1322能够增大电感盒132的外壁面和散热腔112的接触面积，提高电感盒132的散热效率。第二鳍片1322的数量可以为至少两个，相邻两个第二鳍片1322之间具有第二散热风道1323。第二鳍片1322可以为相互平行的结构，以使得电感盒132上的第二散热风道1323可以均沿Y方向延伸。第二散热风道1323的延伸方向和第一散热风道185的延伸方向相同，散热腔112内沿Y方向流通的气体可以同时对散热器180和电感盒132降温。其中，电感盒132可以位于散热器180靠近出风口1122的一侧，散热腔112内的低温介质可以先为散热器180降温，再为电感盒132降温。在一种实施例中，电感盒132可以和散热器180沿X方向排布，散热腔112内的低温介质可以分别为散热器180降温和电感盒132降温。在一种实施例中，电感盒132可以位于散热器180背离出风口1122的一侧，散热腔112内的低温介质可以先为电感盒132降温，再为散热器180降温。

电感盒132内的电感，可以通过电连接线1324和功率腔内的功率器件133电连接，电连接线1324可以穿过背板120，一端延伸至功率腔内和功率器件133电连接，另一端延伸至电感盒132的内部和电感电连接。

在一种实施例中，参阅图31所示，背板120上可以设置管穿孔，电感盒132朝向背板120的一侧也设置有相贯穿的管穿孔，电感盒132的内部腔体和功率腔为连通状。在一种实施例中，电感盒132的内腔和功率腔之间可以通过背板120进行密封隔离，电连接线1324穿过背板120时在穿线处做密封处理，以形成电感盒132的内腔和功率腔之间的密封隔离。

本申请实施例所述的功率变换设备，将功率腔内的电路板两侧分别安装功率器件和发热电子器件，功率器件可以和散热器接触连接，散热器延伸至散热腔中，通过散热腔对散热器进行降温，散热器对功率器件进行降温；在功率腔内设置换热器，换热器具有自身的冷媒内循环系统，内循环的冷媒可以通过换热器的壁面和换热器的外部空间（功率腔中换热器之外的区域）进行热交换，以对功率腔内的介质（可以为空气）进行降温，进而对功率腔内安装的发热电子器件等进行散热，提高了整个功率变换设备的散热效率，能够满足更高功率和更高功率密度的元器件的散热需求，提高功率变换设备的工作性能；并且，整个散热系统可以满足功率腔的封闭状态，防止外部介质中的水或灰尘等进入到功率腔中，可以确保功率腔内元器件的使用安全性。以及，电感盒安装在散热腔内，通过对散热器散热通风的同时对电感盒进行降温，提高了整体散热的效率。

在一些可能的实施方式中，参阅图3所示，图3为了展示散热腔112内的结构省略了第二盖板，散热腔112的腔壁上设有进风口1121和出风口1122。本实施例中，壳体110以方形为例，进风口1121和出风口1122均与散热腔112相连通，进风口1121可以位于壳体110的Y反方向一侧，出风口1122可以位于壳体110的Y方向一侧，进风口1121和出风口1122之间形成沿Y方向沿伸的通风通道。

在一种实施例中，入流口141和出流口142中的至少一个可以位于散热腔112内并与散热腔112相连通。参阅图3所示，入流口141和出流口142可以均位于散热腔112内并与散热腔112相连通。

在一种实施例中，参阅图3所示，背板120上可以设有第二通孔121，入流通道140a可以穿过第二通孔121并和第二通孔121的内壁密封连接。在一种实施例中，入流通道140a的入流口141和第二通孔121的位置相重合，并且入流口141的边缘可以和第二通孔121的边缘重合并密封连接。入流口141位于散热腔112内，入流通道140a和散热腔112相连通。

在一种实施例中，参阅图3所示，背板120上可以设有第三通孔122，出流通道140c可以穿过第三通孔122并和第三通孔122的内壁密封连接。在一种实施例中，出流通道140c的出流口142和第三通孔122的位置相重合，并且出流口142的边缘可以和第三通孔122的边缘重合并密封连接。出流口142位于散热腔112内，出流通道140c和散热腔112相连通。

在一种实施例中，功率变换设备还包括第一挡板160，第一挡板160可以竖直放置在散热腔112内，第一挡板160可以在散热腔112内沿z方向延伸，在一种实施例中，第一挡板160可以为平板，也可以为弧形板或其他非规则形状。其中，第一挡板160的至少部分位于入流口141靠近出风口1122的一侧。参阅图3和图6所示，第一挡板160可以包括第一子挡板161，第一子挡板161的x反方向一侧和壳体110的内壁密封连接。其中，图6只示出了围板110a，第一子挡板161的x反方向一侧和围板110a的内壁密封连接。第一子挡板161的z反方向一侧和背板120密封连接，第一子挡板161的z方向一侧可以和壳体110的第一盖板（图3中未示出）密封连接，第一子挡板161的x方向一侧和围板110a的x方向的一侧侧板之间具有间隔距离，通风通道的风可以穿过该间隔距离（该间隔内可以设置散热器等结构）。第一子挡板161竖立在入流口141朝向出风口1122的一侧，进风口1121吹入的风部分被第一子挡板161阻挡，降低了入流口141上方流向出风口1122的风，更多的风可以拐向进入到背板120上的入流口141中，提高进入到换热器140内的风量，提高换热器140的换热效率。

在一种实施例中，参阅图6所示，第一挡板160还可以包括第二子挡板162，第二子挡板162可以沿y方向延伸，第二子挡板162可以为平板，也可以为弧形或其他非规则形状。其中，第二子挡板162可以和第一子挡板161密封连接，第二子挡板162可以和第一子挡板161的x方向一端连接。在一种实施例中，第一子挡板161的x方向一端可以连接在第二子挡板162的中部，也可以和图6所示连接在第二子挡板162的y方向一端。在一种实施例中，第二子挡板162的y方向一端可以连接在第一子挡板161的中部。

第一挡板160和散热腔112的内壁围合形成第一入流腔112a，具体地，第一子挡板161位于第一入流腔112a的y方向一侧，第二子挡板162位于第一入流腔112a的x方向一侧，壳体110位于第一入流腔112a的x反方向和z方向一侧，背板120位于第一入流腔112a的z反方向一侧，并且第一入流腔112a和背板120上的入流口141相连通，第一入流腔112a在y反方向一侧具有开口（该开口可以和进风口1121的一部分相重合），第一入流腔112a的开口可以位于入流口141朝向进风口1121的一侧（图3中的y反方向一侧）。第一入流腔112a的x方向、x反方向、y方向、z方向和z反方向均密封阻挡，第一入流腔112a的y反方向一侧的开口、第一入流腔 112a和入流口141相贯通，从进风口1121进入的部分冷却风可以更多的进入到入流口141中，提高换热器140的换热效率。

在一种实施例中，参阅图6所示，第二子挡板162的y反方向一侧可以延伸至散热腔112的腔壁上。其中，进风口1121可以位于散热腔112的y反方向一侧侧壁上，并且在进风口1121处可以设置第二风扇152。第二子挡板162可以延伸到设置有进风口1121的侧壁上，使得第一入流腔112a的开口位于散热腔112的腔壁上，第一入流腔112a的开口和进风口1121的位置相重合。其中进风口1121可以有多个，第一入流腔112a的开口可以和位于多个进风口1121中x反方向一端的进风口1121相重合，并且该进风口1121进入的风只会进入到第一入流腔112a中，不会流散到第一入流腔112a之外的区域，其中一个第二风扇152可以位于第一入流腔112a中。

在一种实施例中，参阅图6和图7所示，第一挡板160分隔散热腔112为相隔绝的第一入流腔112a和第二入流腔112b，第二子挡板162可以延伸到设置有进风口1121的侧壁上，以将进风口1121分隔为第一进风口1121a和第二进风口1121b，第一进风口1121a可以为一个，第一进风口1121a可以位于第二进风口1121b的x反方向一端，第一进风口1121a的位置和第一入流腔112a的开口位置相重合，第一进风口1121a可以为第一入流腔112a的开口，第二进风口1121b为第二入流腔112b的腔壁上的开口。入流口所处的空间和散热器所述的空间相隔为两个独立空间，并且外部的低温冷媒可以分别进入到第一入流腔和第二入流腔中，以降低进入到入流口内冷媒的温度。

在一种实施例中，参阅图3和图6所示，功率变换设备10还包括第二挡板170，与第一挡板160的结构相类似，第二挡板170的至少部分位于出流口142靠近进风口1121的一侧，第二挡板170和散热腔112的内壁围合形成出流腔173，出流腔173和出流口142相连通，出流腔173的开口位于出流口142朝向出风口1122的一侧。

在一种实施例中，参阅图3和图6所示，入流口141和出流口142可以沿y方向分布，入流口141和出流口142的排列方向可以和进风口1121与出风口1122之间的通风方向相一致，第一挡板160和第二挡板170可以为一体式结构，或者第一挡板160和第二挡板170可以为同一挡板。第一挡板160（第二挡板170）间隔在入流口141和出流口142之间，防止通风通道内流通的风没有进入到入流口141中而直接达到出流口142处，并且能够防止出流口142排出的高温介质反流到入流口141中，防止换热器140的换热效率降低。

在一种实施例中，例如图8所示，入流口141和出流口142可以沿x方向分布，入流口141和出流口142的排列方向可以和进风口1121与出风口1122之间的通风方向相垂直或相倾斜，第二挡板170和第一挡板160可以为分离的两个。

在一种实施例中，参阅图8所示，第二挡板170可以包括第三子挡板171，第三子挡板171的x方向一侧和壳体110的内壁密封连接。其中，图8只示出了围板110a，第三子挡板171的x方向一侧和围板110a的内壁密封连接。第三子挡板171的z反方向一侧和背板120密封连接，第三子挡板171的z方向一侧和壳体110的第一盖板（图中未示出）密封连接，第三子挡板171的x反方向一侧和围板110a的x反方向的一侧侧板之间具有间隔空间，通风通道的风可以穿过该间隔空间。第三子挡板171竖立在出流口142靠近进风口1121的一侧，进风口1121吹入的风部分被第三子挡板171阻挡，防止进入的冷风进入到换热器140中，出流口142吹出的热风被第三子挡板171阻挡，防止出流口142吹出的热风回流到入流口141中，提高进入到换热器140内冷风的风量，提高换热器140的换热效率。在一种实施例中，第三子挡板171可以和固定第二风扇152的固定板为一体式结构，在固定第二风扇152的同时，防止第三子挡板171的y反方向一侧的风直接进入到出流口142的上方。

在一种实施例中，参阅图8所示，第二挡板170还可以包括第四子挡板172，第四子挡板172可以沿y方向延伸，第四子挡板172可以为平板，也可以为弧形或其他非规则形状。其中，第四子挡板172可以和第三子挡板171密封连接，第四子挡板172可以和第三子挡板171的x反方向一端连接，第三子挡板171的x反方向一端可以连接在第四子挡板172的中部，也可以和图8所示连接在第四子挡板172的y反方向一端。在一种实施例中，第四子挡板172的y反方向一端可以连接在第三子挡板171的中部。

第二挡板170和散热腔112的内壁围合形成出流腔173，具体地，第三子挡板171位于出流腔173的y反方向一侧，第四子挡板172位于出流腔173的x反方向一侧，出流腔173的x方向和z方向一侧为部分壳体110，背板120位于出流腔173的z反方向一侧，并且出流腔173和背板120上的出流口142相连通，出流腔173在y方向一侧具有开口，出流腔173的开口可以位于出流口142朝向出风口1122的一侧（图8中的y方向一侧）。出流腔173的x方向、x反方向、y反方向、z方向和z反方向均密封阻挡，出流腔173的y方向一侧的开口、出流腔173和出流口142相贯通，出流口142吹出的热风被第三子挡板171阻挡，防止出流口142吹出的热风回流到入流口141中，提高进入到换热器140内冷风的风量，提高换热器140的换热效率。

在一些可能的实施方式中，参阅图3所示，入流口141可以位于散热器180靠近进风口1121的一侧，进风口1121吹入的冷风可以先部分和进入到入流口141中，另一部分则通过散热器180进行散热。入流口141位于散热器180的入风一侧，可以防止散热器180热交换后的空气进入到入流口141中，确保换热器140的散热效率。

在一种实施例中，参阅图8所示，入流口141和出流口142可以均位于散热器180靠近进风口1121的一侧。散热器180可以和功率腔111中的电路板相连接，在此结构下，参阅图9所示，在此结构下，参阅图9所示，功率腔111中的电路板131可以位于换热器140的y反方向一侧，满足该结构排布下，对功率腔111内元器件散热的需求。

在一种实施例中，参阅图10所示，入流口141和出流口142可以均位于散热器180靠近出风口1122的一侧。散热器180可以和功率腔111中的电路板相连接，在此结构下，参阅图11所示，功率腔111中的电路板131可以位于换热器140的y方向一侧，满足该结构排布下，对功率腔111内元器件散热的需求。

在一种实施例中，参阅图12所示，入流口141可以位于散热器180靠近出风口1122的一侧，在此情况下，散热器180可以位于入流口141靠近进风口1121的一侧，出流口142可以位于散热器180靠近进风口1121的一侧，在此结构下，散热器180可以位于出流口142靠近进风口1121的一侧。

参阅图3、图6、和图10所示，出流口142可以位于散热器180靠近出风口1122的一侧。换热器140通过出流口142排出的高温介质可以从散热器180的出风侧排出出风口1122，可以防止出流口142排出的高温介质对散热器180产生影响，提高散热器180和换热器140的散热效率。

在一些可能的实施方式中，参阅图3、图6、图8、图10和图12所示，功率变换设备10包括电感盒132，电感盒132可以安装在散热腔112内，电感盒132内设置有电感，电感盒132可以位于散热器180靠近出风口1122的一侧。

在一些可能的实施方式中，参阅图3和图5所示，散热器180可以和散热腔112的内壁面密封连接，以将散热腔112分隔为第一腔体1123和第二腔体1124。其中，第一腔体1123位于散热器180靠近进风口1121的一侧，第二腔体1124位于散热器180靠近出风口1122的一侧，第一腔体1123和第二腔体1124之间通过散热器180连通。

在一种实施例中，散热器180的x方向、x反方向、z方向和z反方向一侧均与散热腔112的内壁面密封连接。散热器180的z方向可以和第一盖板110b贴合连接，散热器180的z反方向可以和背板120贴合连接，散热器180的x方向一侧可以和围板110a的内壁面贴合连接。

在一种实施例中，功率变换设备10包括第三挡板190，第三挡板190连接在散热器180和散热腔112的内壁面之间，第三挡板190位于散热器180的x反方向一侧。其中，第三挡板190可以沿x方向沿伸，第三挡板190的z方向一侧可以和第一盖板（图中未示出）密封连接，第三挡板190的z反方向一侧可以和背板120密封连接，第三挡板190的x反方向一侧可以和围板110a的内壁面密封连接，第三挡板190的x方向一侧可以和散热器180连接，散热器180和第三挡板190共同将散热腔112分隔为第一腔体1123和第二腔体1124。在一种实施例中，第一腔体1123中的冷却介质只能通过散热器180的通风间隙进入到第二腔体1124中，以对散热器180进行较高效率的散热。

在一种实施例中，参阅图3和图5所示，第三挡板190可以为第一挡板160的至少部分。第一挡板160可以和散热器180共同分隔散热腔112为第一腔体1123和第二腔体1124，还将入流口141分隔在散热器180的入流一侧。在一种实施例中，入流口141和出流口142中的其中一个与第一腔体1123相连通，另一个与第二腔体1124相连通。参阅图3和图5所示，入流口141可以与第一腔体1123相连通，出流口142可以与第二腔体1124相连通。进风口1121吹入的冷却介质可以更多的进入到入流口141中，提高散热器180的散热效率。并且出流口142排出的高温介质可以直接从出风口1122排出，不会回流到散热器180中影响散热器180的散热效率。

在一些可能的实施方式中，入流口141和出流口142中的至少一个可以位于壳体110上。在一种实施例中，入流口141可以位于围板110a、第一盖板110b和第二盖板110c中的至少一个上。在一种实施例中，出流口142可以位于围板110a、第一盖板110b和第二盖板110c中的至少一个上。

在一种实施例中，入流口141与出流口142中的至少一处设置有第三风扇（图中未示出），第三风扇可以覆盖在入流口141和/或出流口142上，入流口141和/或出流口142上通过的风必须经过第三风扇，第三风扇可以将外部的冷却风吹入或吸入换热器140中，以向换热器140的换热通道提供低温介质。

在一种实施例中，换热器140可以全部位于功率腔111中，换热器140的入流通道140a也位于功率腔111内，入流通道140a的入流口141可以位于功率腔111的腔壁上。在一种实施例中，入流口141可以位于围板110a上，也可以位于第一盖板110b上。参阅图13和图14所示，本实施例以位于围板110a上为例。在一种实施例中，入流口141上设置有第三风扇153，第三风扇153可以直接将环境中的空气吹出或抽入换热器140中，为换热器140进行散热。

在一种实施例中，位于壳体110上的入流口141可以和壳体110外部的冷媒制备设备（图中未示出）连接，冷媒制备设备可以为压缩机、节流阀和散热器等构成的液体冷媒制备设备，能够为换热器140提供低温冷媒，该实施例下冷媒的温度可以达到10℃以下，能够为换热器140提供高效的散热。

在一种实施例中，参阅图13和图14所示，换热器140的出流通道位于功率腔111内，出流通道的出流口142可以位于功率腔111的腔壁上。在一种实施例中，出流口142可以位于围板110a上，也可以位于第一盖板（图中未示出）上。本实施例以位于围板110a上为例。在一种实施例中，第三风扇153可以安装在入流口141上，换热器140热交换后的高温空气可以通过出流口142直接吹出至壳体110之外，防止换热器140热交换后的高温气体对功率变换设备10的散热造成影响，提高功率变换设备10的散热效率。

在一种实施例中，参阅图13和图14所示，入流口141和出流口142可以位于围板110a的同一个侧板上。入流口141和出流口142可以均位于壳体110的x反方向一侧的侧板上，对应功率腔111中的换热器140可以沿y反向延伸，与散热腔112中的散热器180长度延伸的方向相垂直。

在一种实施例中，参阅图15、图16和图17所示，入流口141和出流口142可以位于围板110a的不同侧板上。入流口141可以位于壳体110的x反方向一侧的侧板上，出流口142可以位于壳体110的x方向一侧的侧板上，对应功率腔111中的换热器140可以沿x反向延伸，与散热腔112中的散热器180长度延伸的方向相一致。

本申请实施方式所述的换热器140可以在功率腔111中具有多种走向排布，以匹配不同内部结构的功率变换设备10。

在一种实施例中，入流口141和出流口142中的其中一个可以位于散热腔112中，另一个位于功率腔111的内壁上。参阅图18和图19所示，本实施例以入流口141位于散热腔112内为例，入流口141可以位于背板120上，散热腔112中通过的冷风可以从入流口141中进入到换热器140内，并和换热器140进行热交换，最终从围板110a侧壁上的出流口142排出。换热器140通过出流口142排出的高温气体不返回到散热腔112中，防止对散热腔112中的散热器180散热造成影响，提高散热器180的散热效率。并且，换热器140中的高温气体可以更快的排出，提高了换热器140中散热空气的进气速度，提高换热器140的散热效率。

在一种实施例中，图18中的入流口141可以设置在散热器180靠近出风口1122的一侧。在一种实施例中，入流口141也可以设置在散热器180靠近进风口1121的一侧，提高换热器140的散热效率。

在一种实施例中，参阅图20和图21所示，功率变换设备10还包括冷媒系统（图中未示出），冷媒系统可以包括压缩机、节流阀和散热器等，以构成液体冷媒制备循环系统，能够为换热器140提供低温冷媒，该实施例下冷媒的温度可以达到10℃以下，能够为换热器140提供高效的散热。

在一种实施例中，冷媒系统可以分别与入流通道140a的入流口141出流口142连通以形成冷媒循环通道，冷媒系统用于向换热器140内注入冷媒，其中，换热器140的入流管和出流管可以穿过背板120，以使得入流管和出流管可以在散热腔112中穿过，并从散热腔112的侧壁传出，在壳体110的外侧和冷媒系统连接。

在一种实施例中，参阅图20和图21所示，散热腔112内设有散热器180，散热器180可以和电路板131上的至少部分元器件贴合连接，以对电路板131上设置的元器件进行降温。在一种实施例中，背板120上可以设置有通孔，散热器180的部分可以穿过背板120上的通孔，并和功率腔111内的元器件接触。其中散热器180的外壁面和背板120上通孔的内壁相贴合，以确保功率腔111为一密封腔体。散热器180的主体设置在散热腔112中，功率腔111中电路板上的元器件可以将热量传导至散热器180中，散热器180将热量传导至散热腔112中，通过设置在散热腔112中的风扇进行散热。

散热器180可以包括板式换热器，板式换热器可以具有入液通道181和出液通道182，板式换热器可以和换热器140并联，冷媒系统制备的冷媒可以分别进入到散热器180和换热器140中，散热器180内的冷媒和换热器140内的冷媒不互通。其中，系统可以有一个，一个冷媒系统的出流管路分成两个以分别向换热器140和散热器180内注入低温冷媒进行散热。在一种实施例中，冷媒系统可以有两个，两个冷媒系统分别与换热器140和散热器180连接，以分别为换热器140和散热器180降温。

在一种实施例中，参阅图22和图23所示，冷媒系统、冷媒散热器180可以和换热器140串联连接以形成循环冷媒通道，换热器140的出流通道140c（出流口142）可以和散热器180的入液通道181连通，入流通道140a（入流口141）可以和冷媒系统的出口连通，出液通道182可以和冷媒系统的回流口连通，冷媒系统制备的低温冷媒可以先进入到换热器140中，换热器140流出的冷媒可以进入到散热器180中，最终从散热器180排出并回流到冷媒系统中。

在一种实施例中，冷媒的流通方向也可以相反，冷媒系统制备的低温冷媒可以先进入到散热器180中，再进入到换热器140中，具体可以根据换热器和散热器的降温需求进行选择。

在一些可能的实施方式中，与上述实施方式的不同在于，换热器140可以位于散热腔112中。参阅图32和图33所示，换热器140的入流通道、换热通道和出流通道可以均位于散热腔112中，入流通道的入流口141可以位于背板120上，并且入流口141和功率腔111相连通。同样地，出流通道的出流口142可以位于背板120上，并且出流口142可以和功率腔111相连通。

功率腔111内的高温气体可以通过入流口141进入到换热器140的内部通道中，并通过换热通道在散热腔112内进行降温，降温后的气体可以从出流口142回流到功率腔111中，实现对功率腔111内安装的发热电子器件134进行降温。并且，本实施例中，换热器140的内部通道和功率腔111相连通，换热器140的内部通道和散热腔112密封隔离，以确保功率腔111的密封性能。

本申请还提供一种储能设备，包括上述任一实施方式提供的功率变换设备10，参阅图24所示，还可以包括光伏板21、交流汇流箱22和组串式逆变器25，组串式逆变器25可以为上述任一实施方式所述的功率变换设备10，连接在光伏板21和交流汇流箱22之间，组串式逆变器可以将光伏板21的可变直流电压转变为市电频率交流电，并传输至交流汇流箱22中，再通过箱变23传输到电网24中，实现光能向可用电能的转变。在一种实施例中，转变的交流电还可以反馈回商用输电系统。组串式逆变器25是光伏阵列系统中重要的系统平衡（BOS）之一，可以配合一般交流供电的设备使用。

在一种实施例中，组串式逆变器、交流汇流箱22、箱变23和电网24串联连接，组串式逆变器25、交流汇流箱22和箱变23之间可以通过交流电缆进行连接。

在一些可能的实施方式中，参阅图25所示，功率变换设备10还可以用于电能的功率转换，以对电池进行充放电，电池以电池组320为例，电池组320和功率变换设备10连接。

其中，储能设备可以为储能柜，储能变流器（PCS）、直流变换器（DC-DC）和充电模块可以作为独立设备，也可以集成在储能柜和充电桩中，储能柜中可以设置储能变流器（PCS）和直流变换器（DC-DC），充电桩内可以设置充电模块。

本实施例以储能柜等储能设备为例，参阅图25所示，储能柜300包括柜体310、电池组320和储能变流器330，储能变流器可以为上述任一实施方式所述的功率变换设备，是连接储能电池和电网（或负荷）的双向电流可控转换装置，可控制蓄电池的充电和放电过程，进行交直流的变换，在电网和储能系统间精确快速的调节电压、频率和功率，实现恒功率恒流充放电以及平滑波动性电源输出。

柜体310内具有容纳空间，电池组320和储能变流器330均位于柜体310内。其中，储能柜中还可以设置直流变换器和配电模块等，直流变换器和配电模块等装置也可以构成储能柜中的功率变换设备。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种功率变换设备，用于连接在能源系统中，用于对能源系统中的电能功率进行转换，其特征在于，包括：

壳体，具有密封隔绝的功率腔，所述壳体具有一背板，所述背板在背离所述功率腔的一侧具有开放通风的散热腔，所述背板上设置有第一通孔；

电路板，位于所述功率腔内，在所述功率腔内所述电路板的两个安装面上分别安装发热电子器件和功率器件；

散热器，用于对所述功率器件进行散热，包括换热板和第一鳍片，所述散热器在所述第一通孔和所述功率器件导热接触，所述发热电子器件、所述电路板、所述功率器件、所述换热板和所述第一鳍片依次排布，所述换热板和所述功率器件导热接触以将所述功率器件的热量传导至所述第一鳍片，所述第一鳍片位于所述散热腔以进行散热，所述第一鳍片之间具有第一散热风道；

换热器，用于对所述发热电子器件进行散热，至少部分位于所述功率腔内，所述换热器内部具有换热通道，所述换热通道与所述第一散热风道相平行或相垂直；

电感盒，位于所述散热腔内并位于所述散热器的出风和/或入风一侧，内置有电感，所述电感的电连接线穿过所述背板以和所述功率器件电连接，所述电感盒的外壁上设置有第二鳍片，所述第二鳍片之间具有第二散热风道，所述第一散热风道和所述第二散热风道相平行。

2.根据权利要求1所述的功率变换设备，其特征在于，所述换热器位于所述功率腔内，且所述换热器具有入流通道和出流通道，所述入流通道和所述出流通道均与所述功率腔相隔离，所述入流通道、所述换热通道和所述出流通道依次连通，所述入流通道的入流口和出流口均与所述功率腔的外部的所述散热腔空间连通。

3.根据权利要求2所述的功率变换设备，其特征在于，所述散热腔的腔壁上设有进风口和出风口，所述进风口和所述出风口均与所述散热腔相连通，所述进风口和所述出风口之间具有通风通道，所述通风通道和所述第一散热风道相平行，所述入流口和所述出流口中的至少一个位于所述散热腔内并与所述散热腔相连通。

4.根据权利要求3所述的功率变换设备，其特征在于，所述背板上设有第二通孔，所述入流通道穿过所述第二通孔并和所述第二通孔的内壁密封连接，所述入流口位于所述散热腔内，所述入流通道和所述散热腔相连通。

5.根据权利要求3或4所述的功率变换设备，其特征在于，所述背板上设有第三通孔，所述出流通道穿过所述第三通孔并和所述第三通孔的内壁密封连接，所述出流口位于所述散热腔内，所述出流通道和所述散热腔相连通。

6.根据权利要求3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第一挡板，所述第一挡板的至少部分位于所述入流口靠近所述出风口的一侧，所述第一挡板和所述散热腔的内壁围合形成第一入流腔，所述第一入流腔和所述入流口相连通，所述第一入流腔的开口位于所述入流口朝向所述进风口的一侧。

7.根据权利要求6所述的功率变换设备，其特征在于，所述第一入流腔的开口位于所述散热腔的腔壁上，所述第一挡板分隔所述散热腔为相隔绝的所述第一入流腔和第二入流腔，所述进风口包括第一进风口和第二进风口，所述第一进风口为所述第一入流腔的开口，所述第二进风口为所述第二入流腔的腔壁上的开口。

8.根据权利要求3、4、6与7中任一项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第二挡板，所述第二挡板的至少部分位于所述出流口靠近所述进风口的一侧，所述第二挡板和所述散热腔的内壁围合形成出流腔，所述出流腔和所述出流口相连通，所述出流腔的开口位于所述出流口朝向所述出风口的一侧。

9.根据权利要求3、4、6与7中任一项所述的功率变换设备，其特征在于，所述入流口位于所述散热器靠近所述进风口的一侧，或者位于所述散热器靠近所述出风口的一侧；和/或，

所述出流口位于所述散热器靠近所述进风口的一侧，或者位于所述散热器靠近所述出风口的一侧。

10.根据权利要求3、4、6与7中任一项所述的功率变换设备，其特征在于，所述散热器和所述散热腔的内壁面密封连接，以将所述散热腔分隔为第一腔体和第二腔体，所述第一腔体位于所述散热器靠近所述进风口的一侧，所述第二腔体位于所述散热器靠近所述出风口的一侧，所述第一腔体和所述第二腔体之间通过所述散热器连通。

11.根据权利要求10所述的功率变换设备，其特征在于，所述功率变换设备包括第三挡板，所述第三挡板连接在所述散热器和所述散热腔的内壁面之间，所述散热器和所述第三挡板共同将所述散热腔分隔为第一腔体和第二腔体。

12.根据权利要求11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第一挡板，所述第一挡板的至少部分位于所述入流口靠近所述出风口的一侧，所述第一挡板和所述散热腔的内壁围合形成第一入流腔，所述第一入流腔和所述入流口相连通，所述第一入流腔的开口位于所述入流口朝向所述进风口的一侧，所述第一挡板为所述第三挡板。

13.根据权利要求10所述的功率变换设备，其特征在于，所述入流口和所述出流口中的其中一个与所述第一腔体相连通，另一个与所述第二腔体相连通。

14.根据权利要求3、4、6、7、11、12与13中任一项所述的功率变换设备，其特征在于，所述入流口和所述出流口中的至少一个位于所述壳体上，所述入流口与所述出流口中的至少一处设置有第二风扇。

15.根据权利要求2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媒系统，所述冷媒系统分别与所述入流口和所述出流口连通以形成冷媒循环通道，所述冷媒系统用于向所述换热通道注入冷媒。

16.根据权利要求15所述的功率变换设备，其特征在于，所述散热腔内设有冷媒散热器，所述冷媒散热器和所述功率腔内的至少部分元器件贴合连接，所述冷媒系统、所述冷媒散热器和所述换热器串联连接以形成循环冷媒通道。

17.根据权利要求1所述的功率变换设备，其特征在于，所述换热器位于所述散热腔内，且所述换热器具有入流通道和出流通道，所述入流通道和所述出流通道均与所述散热腔相隔离，所述入流通道、所述换热通道和所述出流通道依次连通，所述入流通道的入流口和出流口均与所述功率腔的空间连通。

18.根据权利要求3、4、6、7、11、12、13、15、16与17中任一项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第一风扇，所述第一风扇位于所述功率腔内。

19.一种储能设备，其特征在于，包括电池和上述权利要求1-18任一项所述的功率变换设备，所述电池和所述功率变换设备连接，所述功率变换设备用于电能的功率转换，以对所述电池进行充放电。

20.一种储能设备，其特征在于，包括光伏板、交流汇流箱和上述权利要求1-18任一项所述的功率变换设备，所述光伏板、所述功率变换设备和所述交流汇流箱串联，所述功率变换设备用于将所述光伏板的可变直流电压转变为市电频率交流电，并传输至所述交流汇流箱。