CN216852889U - 液冷集成装置和逆变器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种液冷集成装置和逆变器，该液冷集成装置应用于逆变器，所述液冷集成装置包括液冷组件、电抗器及IGBT模块，所述液冷组件设有进液口和出液口，所述液冷组件内还设有连通所述进液口和所述出液口的液冷通道，所述液冷组件具有相背向设置的第一表面和第二表面；所述电抗器设于所述第一表面；所述IGBT模块设于所述第二表面；其中，所述液冷通道用于输送冷却液，以对所述电抗器和所述IGBT模块散热。本实用新型技术方案减小了逆变器的整体体积。

Description

液冷集成装置和逆变器

技术领域

本实用新型涉及逆变器散热技术领域，特别涉及一种液冷集成装置及应用该液冷集成装置的逆变器。

背景技术

随着光伏产业的发展，用户需求，系统容量逐渐加大，但是对光伏中小功率储能及逆变器功率集成密度越来越高，光伏逆变器是实现太阳能到电能转换的重要装备。目前一般的中小功率逆变器及储能PCS都是采用风冷散热器进行散热，这就决定了其机箱只能双层分布，热量通过风道对外流通，导致机箱尺寸较大，且散热风扇产生的噪音较大。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种液冷集成装置和应用该液冷集成装置的逆变器，旨在减小逆变器的整体体积。

为实现上述目的，本实用新型提出的液冷集成装置，应用于逆变器，所述液冷集成装置包括：

液冷组件，所述液冷组件设有进液口和出液口，所述液冷组件内还设有连通所述进液口和所述出液口的液冷通道，所述液冷组件具有相背向设置的第一表面和第二表面；

电抗器，所述电抗器设于所述第一表面；及

IGBT模块，所述IGBT模块设于所述第二表面；

其中，所述液冷通道用于输送冷却液，以对所述电抗器和所述IGBT模块散热。

可选地，所述液冷组件包括：

液冷板，所述液冷板设有所述第一表面和所述第二表面，所述液冷板内设有贯穿所述液冷板两端的第一输液管和第二输液管；

第一安装块，所述第一安装块设于所述液冷板的一端，所述第一安装块内设有连通通道，所述连通通道的两端分别连通所述第一输液管和所述第二输液管，所述第一输液管、所述第二输液管及所述连通通道共同形成所述液冷通道；及

第二安装块，所述第二安装块设于所述液冷板远离所述第一安装块的一端，所述第二安装块设有间隔设置的所述进液口和所述出液口，所述第一输液管远离所述连通通道的一端与所述进液口连通，所述第二输液管远离所述连通通道的一端与所述出液口连通。

可选地，所述液冷组件还包括散热器，所述散热器设于所述第二表面，所述散热器与所述IGBT模块间隔并邻近所述出液口设置。

可选地，所述第二安装块设有第一缓冲腔，所述进液口与所述第一缓冲腔连通，所述液冷组件包括多个所述第一输液管，每一所述第一输液管的一端均与所述第一缓冲腔连通，另一端与所述连通通道的一端连通；

且/或，所述第二安装块设有第二缓冲腔，所述出液口与所述第二缓冲腔连通，所述液冷组件包括多个所述第二输液管，每一所述第二输液管的一端与所述第二缓冲腔连通，另一端与所述连通通道的一端连通。

可选地，所述进液口位于所述第二安装块的底部，所述出液口位于所述第二安装块的顶部。

可选地，所述进液口的开口方向与所述第一输液管的输液方向呈夹角设置；

且/或，所述出液口的开口方向与所述第二输液管的输液方向呈夹角设置。

可选地，所述第一表面的至少部分为光滑面，所述电抗器与所述光滑面贴合设置。

可选地，所述电抗器与所述第一表面之间设有导热硅脂层；

且/或，所述电抗器设有连接耳，所述连接耳用于与逆变器的机箱连接固定。

可选地，所述液冷集成装置包括多个所述IGBT模块，多个所述IGBT模块沿所述液冷通道的输液方向间隔排布；

且/或，所述液冷集成装置包括多个所述电抗器，多个所述电抗器沿所述液冷通道的输液方向间隔排布。

本实用新型还提出一种逆变器，所述逆变器包括机箱和如上所述的液冷集成装置，所述机箱设有安装腔，所述液冷集成装置设于所述安装腔。

本实用新型技术方案将电抗器和IGBT模块分别安装在液冷组件的第一表面和第二表面，以使得液冷组件对两者进行散热，同时合理安排安装位置，节省了安装空间。具体通过在液冷组件设置进液口和出液口，并通过液冷通道连通进液口和出液口，冷却液通过进液口进入液冷通道进行输送，并通过出液口排出，通过冷却液在液冷通道内的流动从而带走电抗器和IGBT模块产生的热量。本方案将液冷集成装置安装在逆变器进行散热工作，与风冷散热相比，占用了更小的安装空间，从而减小了逆变器的整体体积，且相对于风冷散热，液冷散热所产生的噪音更小。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型液冷集成装置一实施例的正视图；

图2为本实用新型液冷集成装置一实施例的侧视图；

图3为本实用新型液冷集成装置一实施例的俯视图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种液冷集成装置100。

请结合参照图1和图2，在本实用新型实施例中，该液冷集成装置100应用于逆变器，液冷集成装置100包括液冷组件1、电抗器2及IGBT模块3，液冷组件1设有进液口131和出液口132，液冷组件1内还设有连通进液口131和出液口132的液冷通道，液冷组件1具有相背向设置的第一表面111和第二表面112；电抗器2设于第一表面111；IGBT模块3设于第二表面112；其中，液冷通道用于输送冷却液，以对电抗器2和IGBT模块3散热。

本实施例中，电抗器2用于与逆变器中的其他电子元器件连接，在逆变器的电容器回路安装阻尼电抗器(即串联电抗器2)，电容器回路投入时起抑制涌流的作用。同时与电容器组一起组成谐波回路，起各次谐波的滤波作用。IGBT模块3是能源变换与传输的核心器件，俗称电力电子装置的“CPU”，作为国家战略性新兴产业，在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域应用极广。可以理解的，液冷集成装置100还包括电容板4，电容板4与IGBT模块3连接，以实现相应的电气功能。可以理解的，电抗器2和IGBT模块3在工作过程中会产生较多的热量，则此时两者产生的热量可由液冷组件1进行散热。

具体地，液冷组件1具有相背向设置的第一表面111和第二表面112，例如上表面和下表面，将电抗器2设于第一表面111，IGBT模块3设于第二表面112，两者相间隔，合理利用液冷组件1的安装空间，且液冷组件1可同时对两者进行散热。可选地，液冷通道可以贯穿液冷组件1的两端面，则此时进液口131和出液口132分别设于液冷组件1的两端面，也就是说，此时冷却液从液冷组件1的一端流向另一端。于其他实施例中，液冷通道也可以是“U”型通道，即进液口131和出液口132均位于液冷组件1的同一端，并分别连通“U”型通道的两端。冷却液可以是水、乙醇或其他混合物，在此不做限定，只要能实现散热即可。

可以理解的，可以将进液口131通过管道连接至装有冷却液的容腔中，如此，冷却液可通过管道输送至液冷通道，并通过水泵泵送冷却液。同时，将出液口132连通至储液装置，储液装置用于储存从液冷通道出来的冷却液，储液装置内的冷却液可以循环利用。可以理解的，液冷通道位于液冷组件1内，并夹设于第一表面111和第二表面112之间，以使得第一表面111和第二表面112的热量可传递至冷却液。

本实用新型技术方案将电抗器2和IGBT模块3分别安装在液冷组件1的第一表面111和第二表面112，以使得液冷组件1对两者进行散热，同时合理安排安装位置，节省了安装空间。具体通过在液冷组件1设置进液口131和出液口132，并通过液冷通道连通进液口131和出液口132，冷却液通过进液口131进入液冷通道进行输送，并通过出液口132排出，通过冷却液在液冷通道内的流动从而带走电抗器2和IGBT模块3产生的热量。本方案将液冷集成装置100安装在逆变器进行散热工作，与风冷散热相比，占用了更小的安装空间，从而减小了逆变器的整体体积，且相对于风冷散热，液冷散热所产生的噪音更小。

如图1所示，在一实施例中，液冷组件1包括液冷板11、第一安装块12及第二安装块13，液冷板11设有第一表面111和第二表面112，液冷板11内设有贯穿液冷板11两端的第一输液管和第二输液管；第一安装块12设于液冷板11的一端，第一安装块12内设有连通通道，连通通道的两端分别连通第一输液管和第二输液管，第一输液管、第二输液管及连通通道共同形成液冷通道；第二安装块13设于液冷板11远离第一安装块12的一端，第二安装块13设有间隔设置的进液口131和出液口132，第一输液管远离连通通道的一端与进液口131连通，第二输液管远离连通通道的一端与出液口132连通。

本实施例中，液冷板11呈平板状，其上表面为第一表面111，下表面为第二表面112。电抗器2和IGBT模块3可以通过卡扣连接、粘接、或者螺钉连接等方式分别安装在第一表面111和第二表面112，在此不做限定。第一安装块12和第二安装块13分别设于液冷板11的相对两端，以与第一输液管和第二输液管的两端连接，其连接方式可以是焊接、粘接、卡接或者螺纹连接等，在此不做限定。具体地，液冷板11内设有液冷板11两端的第一输液管和第二输液管，第一输液管和第二输液管并排设置，同时，在第一安装块12内设有连通通道，连通通道呈U型，其一端连通第一输液管，另一端连通第二输液管，以使得第一输液管内的冷却液能通过连通通道流向第二输液管。并且，第二安装块13设有间隔设置的进液口131和出液口132，进液口131与第一输液管连通，出液口132与第二输液管连通。可以理解的，冷却液从进液口131进入第一输液管传输，并流向连通通道，再由连通通道进入第二输液管传输，最后由出液口132排出。冷却液在液冷板11内经过一个来回，充分利用冷却液吸收热量，避免了冷却液经过一次吸热后就排出，提高了冷却液的利用率。

在一实施例中，液冷组件1还包括散热器14，散热器14设于第二表面112，散热器14与IGBT模块3间隔并邻近出液口132设置。

本实施例中，液冷板11除了通过内部的冷却液带走热量进行散热，还通过表面进行散热。具体地，可设置散热器14贴合于第二表面112，液冷板11上的热量可传导至散热器14散发出去，提高了液冷板11的散热面积。散热器14背向第二表面112的一侧设有多个散热翅片，多个散热翅片间隔排布。可以理解的，冷却液经过吸收热量，邻近出液口132时的温度要高于进液口131处的温度，如此，将散热器14邻近出液口132设置，能更好地提高散热效率。

在一实施例中，第二安装块13设有第一缓冲腔，进液口131与第一缓冲腔连通，液冷组件1包括多个第一输液管，每一第一输液管的一端均与第一缓冲腔连通，另一端与连通通道的一端连通。

本实施例中，为了避免第一输液管内的流速过快，冷却液进入进液口131后先进入到第一缓冲腔内缓冲，再流向第一输液管。具体地，第一输液管设有多根，多根第一输液管呈平行并排设置，且均与第一缓冲腔和连通通道连通。也就是说，进入第一缓冲腔内的冷却液同时进入到多根第一输液管内进行传输，以提高散热面积，第一输液管的数量可以是5根、6根或其他数量，具体可根据液冷板11和第一输液管的大小设置。并且，多根第一输液管同时输送的冷却液一同汇入连通通道内，连通通道可起到缓冲作用，避免冷却液进入第二输液管的流速过快，如此可使得冷却液充分吸收热量。

可选地，第二安装块13设有第二缓冲腔，出液口132与第二缓冲腔连通，液冷组件1包括多个第二输液管，每一第二输液管的一端与第二缓冲腔连通，另一端与连通通道的一端连通。

可以理解的，第二缓冲腔起到缓冲作用，可避免冷却液过快流出第二输液管，以保证冷却液具有更多的时间吸收热量。可以理解的，第二输液管相应的设有多根，以提高散热面积。可以理解的，连通通道内的冷却液一同进入多根第二输液管进行传输，最后多根第二输液管的冷却液一同汇入第二缓冲腔内，并由出液口132排出。

在一实施例中，进液口131位于第二安装块13的底部，出液口132位于第二安装块13的顶部。

本实施例中，冷却液由第二安装块13的底部进入第一输液管，并由第二安装块13的顶部排出，即采用下进上出的输液方式。可以理解的，进液口131的高度低于第二表面112的高度，且出液口132的高度高于第一表面111的高度，如此，可使得冷却液传输过程中，必须充满第一输液管和第二输液管后才能通过出液口132排出，以保证第一输液管和第二输液管内具有充足的冷却液，从而提高散热效率。

在一实施例中，进液口131的开口方向与第一输液管的输液方向呈夹角设置；可以理解的，冷却液进入进液口131时，经过与第一输液管的拐角处可减缓冷却液的流速，进一步避免冷却液流速过快。可选地，在此进液口131的开口方向与第一输液管的输液方向呈垂直设置。

可选地，出液口132的开口方向与第二输液管的输液方向呈夹角设置。同理，冷却液从第二输液管流向出液口132时，需要经过拐角处的缓冲，从而减缓流速。可选地，在此出液口132的开口方向与第二输液管的输液方向呈垂直设置。

在一实施例中，第一表面111的至少部分为光滑面，电抗器2与光滑面贴合设置。本实施例中，第一表面111可打磨成光滑面，电抗器2与光滑面贴合时，有利于热量的传导，提高散热效率。

如图3所示，在一实施例中，电抗器2与第一表面111之间设有导热硅脂层。为了进一步提高导热效率，可在电抗器2与第一表面111之间设置导热硅脂层。

可选地，电抗器2设有连接耳21，连接耳21用于与逆变器的机箱连接固定。可以理解的，在液冷集成装置100安装在逆变器时，电抗器2的连接耳21可安装固定在逆变器的机箱内壁，以提高连接稳定性，同时，逆变器的机箱也可为液冷板11分担承载电抗器2，安装更稳定。

如图1所示，在一实施例中，液冷集成装置100包括多个IGBT模块3，多个IGBT模块3沿液冷通道的输液方向间隔排布；本实施例中，多个IGBT模块3均与电容板4连接，以实现相应的电气功能。可以理解的，多个IGBT模块3沿液冷通道的输液方向间隔排布，即沿第一输液管的延伸方向间隔排布，以使得液冷通道内的冷却液依次吸收多个IGBT模块3散发的热量。

可选地，液冷集成装置100包括多个电抗器2，多个电抗器2沿液冷通道的输液方向间隔排布。本实施例中，多个电抗器2沿液冷通道的输液方向间隔排布，即沿第一输液管的延伸方向间隔排布，以使得液冷通道内的冷却液依次吸收多个电抗器2散发的热量。

本实用新型还提出一种逆变器，该逆变器包括机箱和液冷集成装置100，该液冷集成装置100的具体结构参照上述实施例，由于本逆变器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，机箱设有安装腔，液冷集成装置100设于安装腔内。本实施例中，机箱内产生的热量也可间接通过液冷组件1内的冷却液带走进行散热。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种液冷集成装置，应用于逆变器，其特征在于，所述液冷集成装置包括：

液冷组件，所述液冷组件设有进液口和出液口，所述液冷组件内还设有连通所述进液口和所述出液口的液冷通道，所述液冷组件具有相背向设置的第一表面和第二表面；

电抗器，所述电抗器设于所述第一表面；及

IGBT模块，所述IGBT模块设于所述第二表面；

其中，所述液冷通道用于输送冷却液，以对所述电抗器和所述IGBT模块散热。

2.如权利要求1所述的液冷集成装置，其特征在于，所述液冷组件包括：

液冷板，所述液冷板设有所述第一表面和所述第二表面，所述液冷板内设有贯穿所述液冷板两端的第一输液管和第二输液管；

第一安装块，所述第一安装块设于所述液冷板的一端，所述第一安装块内设有连通通道，所述连通通道的两端分别连通所述第一输液管和所述第二输液管，所述第一输液管、所述第二输液管及所述连通通道共同形成所述液冷通道；及

第二安装块，所述第二安装块设于所述液冷板远离所述第一安装块的一端，所述第二安装块设有间隔设置的所述进液口和所述出液口，所述第一输液管远离所述连通通道的一端与所述进液口连通，所述第二输液管远离所述连通通道的一端与所述出液口连通。

3.如权利要求2所述的液冷集成装置，其特征在于，所述液冷组件还包括散热器，所述散热器设于所述第二表面，所述散热器与所述IGBT模块间隔并邻近所述出液口设置。

4.如权利要求2所述的液冷集成装置，其特征在于，所述第二安装块设有第一缓冲腔，所述进液口与所述第一缓冲腔连通，所述液冷组件包括多个所述第一输液管，每一所述第一输液管的一端均与所述第一缓冲腔连通，另一端与所述连通通道的一端连通；

且/或，所述第二安装块设有第二缓冲腔，所述出液口与所述第二缓冲腔连通，所述液冷组件包括多个所述第二输液管，每一所述第二输液管的一端与所述第二缓冲腔连通，另一端与所述连通通道的一端连通。

5.如权利要求2所述的液冷集成装置，其特征在于，所述进液口位于所述第二安装块的底部，所述出液口位于所述第二安装块的顶部。

6.如权利要求2所述的液冷集成装置，其特征在于，所述进液口的开口方向与所述第一输液管的输液方向呈夹角设置；

且/或，所述出液口的开口方向与所述第二输液管的输液方向呈夹角设置。

7.如权利要求1至6中任一项所述的液冷集成装置，其特征在于，所述第一表面的至少部分为光滑面，所述电抗器与所述光滑面贴合设置。

8.如权利要求1至6中任一项所述的液冷集成装置，其特征在于，所述电抗器与所述第一表面之间设有导热硅脂层；

且/或，所述电抗器设有连接耳，所述连接耳用于与逆变器的机箱连接固定。

9.如权利要求1至6中任一项所述的液冷集成装置，其特征在于，所述液冷集成装置包括多个所述IGBT模块，多个所述IGBT模块沿所述液冷通道的输液方向间隔排布；

且/或，所述液冷集成装置包括多个所述电抗器，多个所述电抗器沿所述液冷通道的输液方向间隔排布。

10.一种逆变器，其特征在于，所述逆变器包括：

机箱，所述机箱设有安装腔；和

如权利要求1至9中任一项所述的液冷集成装置，所述液冷集成装置设于所述安装腔内。

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