CN120730703A - 浸没式能量转换系统、储能系统和用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及储能领域，提供一种浸没式能量转换系统、储能系统和用电设备，浸没式能量转换系统包括：储液箱，包括第一冷却液；能量转换结构，能量转换结构为密封结构，能量转换结构包括沿预设方向依次设置的冷板和储能变流器，冷板和储能变流器位于储液箱中，储液箱中的第一冷却液完全浸没冷板和储能变流器，预设方向为储液箱的高度方向。本申请实施例提供的浸没式能量转换系统通过将能量转换结构（冷板和储能变流器）完全浸没在储液箱中的第一冷却液里，可以实现高效的热传导。第一冷却液能够迅速吸收储能变流器运行时产生的热量，相比于传统的风冷或部分液冷系统，这种全浸没式的冷却方法能更快速、更均匀地带走热量。

Description

浸没式能量转换系统、储能系统和用电设备

技术领域

本申请涉及储能领域，特别涉及一种浸没式能量转换系统、储能系统和用电设备。

背景技术

储能变流器（PCS，Power Conversion System）作为储能系统中的核心组件，其功能是将电池的直流电转换为交流电或反之，以满足电网或负载的需求。在运行过程中，PCS会产生大量的热量，尤其是其功率变换部件，如IGBT（Insulated Gate BipolarTransistor），需要有效的散热措施以确保其稳定性和安全性。

目前，储能变流器的散热方式存在着明显的局限性。一方面，在高温和高负载条件下，散热效率会显著下降；另一方面，现有的散热方式对于高功率密度的PCS来说，其散热能力往往难以满足需求，导致设备运行温度过高，影响部件的使用寿命，甚至引发安全问题。

综上所述，现有技术中储能变流器的散热系统存在散热效率有限、对环境适应性差等问题，尤其是在高功率密度和恶劣环境条件下，这些缺陷更为显著。

发明内容

本申请实施例提供一种浸没式能量转换系统、储能系统和用电设备，至少有利于解决现有技术中储能变流器的散热效果差，无法满足散热需求的问题。

根据本申请一些实施例，本申请实施例一方面提供一种浸没式能量转换系统，包括：储液箱，包括第一冷却液；能量转换结构，所述能量转换结构为密封结构，所述能量转换结构包括沿预设方向依次设置的冷板和储能变流器，所述冷板和所述储能变流器位于所述储液箱中，所述储液箱中的所述第一冷却液完全浸没所述冷板和所述储能变流器，所述预设方向为所述储液箱的高度方向。

在一些实施例中，还包括：第一冷却装置，所述第一冷却装置位于所述储液箱的至少一侧，所述第一冷却装置通过第一管路与所述储液箱连通。

在一些实施例中，所述储液箱还具有进液口和出液口，所述第一管路包括第一子管路和第二子管路，所述第一冷却装置通过所述第一子管路与所述进液口连通，所述第一冷却装置通过所述第二子管路与所述出液口连通，所述进液口与所述出液口均位于所述第一冷却液的液面以下。在一些实施例中，所述进液口与所述储液箱的顶面的距离小于所述出液口与所述储液箱的顶面的距离。

在一些实施例中，所述浸没式能量转换系统还包括：第二冷却装置，位于所述第一冷却装置的一侧，所述第二冷却装置通过连接结构与所述第一冷却装置连接。

在一些实施例中，所述第二冷却装置为风扇，所述风扇的风向朝向所述第一冷却装置，所述风扇的风量为2.7平方米每分钟~3平方米每分钟。

在一些实施例中，所述第二冷却装置位于所述第一冷却装置的第一表面上，所述第一表面为与所述储液箱的顶面平行且靠近所述储液箱的顶面的表面。

在一些实施例中，所述储能变流器还包括功率电路板，所述功率电路板包括半导体元件，所述半导体元件位于所述功率电路板靠近所述冷板的一侧。

在一些实施例中，所述储能变流器还包括绝缘层，所述绝缘层位于所述半导体元件与所述冷板之间。

在一些实施例中，所述绝缘层包括至少一个绝缘结构，一个所述绝缘结构与一个所述半导体元件接触，一个所述绝缘结构在与所述冷板平行的表面上的正投影完全覆盖对应的所述半导体元件在与所述冷板平行的表面上的正投影。

在一些实施例中，所述冷板包括第二管路，所述第二管路与所述冷板靠近所述储能变流器的一侧内壁接触，所述第二管路中具有流动的第二冷却液。

在一些实施例中，所述第一冷却液的液面与所述储能变流器远离所述储液箱的底面的一侧表面之间的距离为3mm～5mm，所述第一冷却液的液面与所述储液箱的顶面之间的距离为5mm～10mm。

在一些实施例中，所述储液箱上还具有防爆阀，所述防爆阀相对于所述储液箱的底面在所述预设方向上的高度高于所述第一冷却液的液面。

根据本申请一些实施例，本申请实施例另一方面提供一种储能系统，包括：任意一种所述的浸没式能量转换系统。

根据本申请一些实施例，本申请实施例另一方面提供一种用电设备，包括：任意一种所述的浸没式能量转换系统。

本申请实施例提供的技术方案至少具有以下优点：通过将能量转换结构（冷板和储能变流器）完全浸没在储液箱中的第一冷却液里，可以实现高效的热传导。第一冷却液作为一种热交换媒介，能够迅速吸收储能变流器运行时产生的热量，相比于传统的风冷或部分液冷系统，这种全浸没式的冷却方法能更快速、更均匀地带走热量。该技术方案通过全浸没式的冷却设计，结合密封机构和优化的第一冷却液循环路径，可以显著提高储能变流器的散热效率，增强系统的安全性和可靠性，同时优化空间布局，降低了储能系统的总体拥有成本，解决了现有技术中储能变流器的散热效果差，无法满足散热需求的问题。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制；为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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示出了根据本申请的实施例中提供的第一种浸没式能量转换系统的结构示意图；

图2示出了根据本申请的实施例中提供的第二种浸没式能量转换系统的结构示意图；

图3示出了根据本申请的实施例中提供的第三种浸没式能量转换系统的结构示意图；

图4示出了根据本申请的实施例中提供的第四种浸没式能量转换系统的结构示意图；

图5示出了根据本申请的实施例中提供的第五种浸没式能量转换系统的结构示意图；

图6示出了根据本申请的实施例中提供的第六种浸没式能量转换系统的结构示意图；

图7示出了根据本申请的实施例中提供的第七种浸没式能量转换系统的结构示意图；

图8示出了根据本申请的实施例中提供的第八种浸没式能量转换系统的结构示意图；

图9示出了根据本申请的实施例中提供的第九种浸没式能量转换系统的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

01、储液箱；10、第一冷却液；11、进液口；12、出液口；13、防爆阀；02、能量转换结构；20、冷板；201、第二管路；21、储能变流器；211、功率电路板；212、半导体元件；213、绝缘层；214、绝缘结构；03、第一冷却装置；30、第一管路；31、第一子管路；32、第二子管路；04、第二冷却装置。

具体实施方式

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：存在A，同时存在A和B，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。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上（包括两个），同理，“多组”指的是两组以上（包括两组），“多片”指的是两片以上（包括两片）。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”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实施例和简化描述，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实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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实施例中的具体含义。

在本申请实施例对应的附图中，为了更好地理解和便于描述，层的厚度和面积被放大。当描述一个部件（如层、薄膜、区域或基底）在另一个部件上或在另一个部件表面上时，该部件可以“直接”位于另一个部件表面，也可以在两个部件之间存在第三部件。相反，当描述一个部件在另一个部件表面时或者一个部件表面形成或者设置有另一个部件时，则表示这两个部件之间没有第三部件。此外，当描述一个部件“大致”形成在另一个部件上时，意味着该部件不是形成在另一个部件的整个表面（或前表面)上，也不是形成在整个表面的部分边缘上。

在本申请实施例的描述中，当某个部件“包括”另一个部件时，除非另有说明，否则并不排除其他部件，而且其他部件还可能进一步包括在内。此外，当层、膜、区域或板等部件被称为“在/位于”另一部件上时，它可以“直接在”另一部件上（即位于另一部件表面二者之间没有其它部件），也可以有另一部件存在于其间。此外，当层、膜、区域、板等部件“直接位于”另一部件上时，或者，当层、膜、区域、板等部件位于另一部件表面，表示没有其他部件位于其间。

本文对各种所述实施例的描述中所使用的术语仅用于描述特定的实施例，而无意限制。如在所描述的各种实施例的说明和所附权利要求中所使用的，“所述部分”也意在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。其中，部件包括层、膜、区域或者板等部件。

正如背景技术中所介绍的，现有技术中储能变流器的散热主要采用风冷系统，即使用散热器和风扇进行冷却。散热器通常与PCS的发热部件直接接触，通过增大表面积和增加空气流动来提高热量的散发效率。然而，这种散热方式存在着明显的局限性。一方面，风扇的冷却效果受到环境温度和空气流速的限制，尤其是在高温和高负载条件下，散热效率会显著下降；另一方面，风冷系统对于高功率密度的PCS来说，其散热能力往往难以满足需求，导致设备运行温度过高，影响部件的使用寿命，甚至引发安全问题。

为解决现有技术中储能变流器的散热效果差，无法满足散热需求的问题，本申请的实施例提供了一种浸没式能量转换系统、储能系统和用电设备。

下面将结合附图对本申请的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本申请各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

在本实施例中提供了一种浸没式能量转换系统，图1为根据本申请的实施例中提供的一种浸没式能量转换系统的结构示意图，如图1所示，没式能量转换系统包括：储液箱01，包括第一冷却液10；能量转换结构02，上述能量转换结构02为密封结构，上述能量转换结构02包括沿预设方向依次设置的冷板20和储能变流器21，上述冷板20和上述储能变流器21位于上述储液箱01中，上述储液箱01中的上述第一冷却液10完全浸没上述冷板20和上述储能变流器21，上述预设方向为上述储液箱01的高度方向。

冷板的材质为铝。储液箱内部填充第一冷却液，第一冷却液的选择通常要满足高热导率、化学稳定性和良好的绝缘性等条件。冷却液作为热量传递介质，直接接触能量转换结构，吸收其运行时所产生的热量。能量转换结构由冷板和储能变流器组成，二者被设计成沿储液箱的高度方向依次堆叠。冷板作为中间热交换层，一方面紧贴储能变流器，吸收其产生的热量；另一方面，冷板的结构设计（如微通道）促进了冷却液在其表面的流动，加速了热能从冷板到冷却液的传递过程。能量转换结构被设计为密封结构，这不仅能防止冷却液外泄，保障系统的电气安全，还保证了冷却液在系统内部的封闭循环，避免了外界污染物的侵入，延长了系统的使用寿命和冷却液的替换周期。

冷却液的高热导率及其与冷板、储能变流器的直接接触，大大增强了热能的传递速度和效率，相比于传统的风冷或部分液冷系统，散热效果更为出色。冷却液能够均匀地覆盖储能变流器的各个发热部位，避免了热点现象，使得整个系统能够在一个较为稳定的温度范围内运行，提高了系统的可靠性和使用寿命。由于冷却过程中没有使用风扇等噪音源，整个系统运行非常安静，适合对噪音敏感的应用场合。浸没式冷却系统省去了复杂的散热片和风扇阵列，使得整体结构更为紧凑，节省了安装空间，同时也减少了系统组装和维护的复杂度。通过采用密封结构和绝缘的第一冷却液，浸没式系统能够有效防止电气故障，保护能量转换设备不受损害，提升了整个系统的安全性能。

第一冷却液可有效地消除能量转换结构产生的热量，且第一冷却液不仅可生物降解、无毒，还可以与各类材料完美兼容。第一冷却液具有更高的击穿电压和电阻率，确保了更好的绝缘性能，具有优异的材料相容性，更高的热稳定性和氧化稳定性。且第一冷却液的粘度较低，具有优异的冷却和传热性能。第一冷却液的粘度在－20℃的情况下为148.4，在0℃的情况下为41.79，在20℃的情况下为16.49。

本申请实施例提供的技术方案至少具有以下优点：通过将能量转换结构（冷板和储能变流器）完全浸没在储液箱中的第一冷却液里，可以实现高效的热传导。第一冷却液作为一种热交换媒介，能够迅速吸收储能变流器运行时产生的热量，相比于传统的风冷或部分液冷系统，这种全浸没式的冷却方法能更快速、更均匀地带走热量。该技术方案通过全浸没式的冷却设计，结合密封机构和优化的第一冷却液循环路径，可以显著提高储能变流器的散热效率，增强系统的安全性和可靠性，同时优化空间布局，降低了储能系统的总体拥有成本，解决了现有技术中储能变流器的散热效果差，无法满S足散热需求的问题。

一些实施例中，如图2所示，还包括：第一冷却装置03，上述第一冷却装置03位于上述储液箱01的至少一侧，上述第一冷却装置03通过第一管路30与上述储液箱01连通。

其中，第一冷却液与能量转换结构进行热交换后，温度升高的第一冷却液通过第一管路流至第一冷却装置进行降温，之后降温后的第一冷却液再通过第一管路流回储液箱对能量转换结构进行降温。

第一冷却装置为散热器。对于大型的水冷散热器，具有较大的散热面积和良好的热导性，能够有效地将从储能变流器吸收的热量散发到空气中，降低了冷却液的温度，从而提升了整个浸没式系统的冷却效率。通过管路连接，冷却液在储液箱与散热器之间形成稳定的循环，可以持续地降低储能变流器的温度，确保其在最佳工作温度范围内运行，避免因过热导致的性能下降或设备损坏。散热器位于系统外部，可以独立维护和升级，即使散热器需要清洁或更换，也不会影响到储液箱内的能量转换结构，提高了系统的整体可靠性。散热器通常设计为低噪音或静音类型，尤其是与风扇相比，散热器能够在提供良好冷却效果的同时，保持较低的运行噪音，适合对噪音敏感的环境。散热器和管路的外部配置，使得浸没式系统的核心部分（储液箱和能量转换结构）可以被设计得更为紧凑，节省了空间，同时散热器可以根据安装环境和散热需求灵活布置，优化了系统的整体设计和空间利用效率。

通过外部散热器的冷却，可以保持冷却液在一个较为稳定的温度范围，避免了因温度过高导致的冷却液性能下降或变质，从而延长了冷却液的使用寿命，减少了维护成本。

具体地，散热器为直排式散热器，或者为顶针式散热器。直排式散热器的散热管数量多，排列密集，可以提供较大的散热面积，这有利于增加热交换效率，尤其是在需要快速散发大量热量的场景下。直排式散热器的设计充分利用了自然对流原理，冷却液在内部流动时会自然形成上下对流，热的冷却液上升至散热器顶部，更容易与空气进行热交换，冷却效果更好。直排式散热器的安装位置相对灵活，无论是垂直还是水平安装，都能保持良好的散热性能，适用于不同空间布局和安装条件。散热管通常易于清理，如果冷却液需要更换或循环系统出现堵塞，直排式散热器的管路结构便于检查和维护。与一些复杂的散热器设计相比，直排式散热器在制造成本上可能更低，同时还能提供高效的散热性能。

顶针式散热器，也称为鳍片式散热器，它通过密集的鳍片或针状结构与冷却液接触。顶针结构紧密排列，增加了散热器与冷却液之间的接触面积，有助于快速导出热量，提高热交换速率。与传统的平板散热器相比，顶针式散热器能减少冷却液流动时的压力损失，这意味着循环系统可以更加节能，且能以较低的压力驱动冷却液循环。顶针与冷却液接触表面积大，热阻低，能够更快地将内部热量传递给冷却液，进而散发到空气中，提高了整个冷却系统的效率。顶针式散热器虽然散热效率高，但结构紧凑，占用空间小，特别适合在空间受限的环境中使用。顶针通常由耐腐蚀、强度高的材料制成，具有较长的使用寿命，能够抵抗恶劣的环境条件，降低维护频率。

本实施例中采用直排式散热器，管路将多个钣金薄片串起来，形成散热器的翅片。

具体地，第一冷却装置的作用是进一步冷却从储能变流器吸收热量后的第一冷却液。通过循环，将温度升高的冷却液抽取出来，经过第一冷却装置降温，再通过第一管路送回储液箱，确保冷却液的温度保持在一个最佳的范围内。这种动态的温度控制机制，可以有效防止因冷却液过热导致的散热效率下降，以及可能的系统故障。冷却液的温度稳定对于保持能源转换设备（如储能变流器）的工作稳定性至关重要。第一冷却装置的确保了冷却液的温度不会随设备的热负荷波动而大幅变化，从而避免了由于温度波动导致的效率损失和设备寿命缩短。冷却液在吸收热量后可能会发生化学变化或物理状态的改变，第一冷却装置通过降低冷却液的温度，减缓了这些变化的速度，延长了冷却液的有效使用时间，降低了冷却液的更换频率和成本。第一冷却装置和管路的设计，使得冷却液可以循环使用，不仅提高了冷却液的利用率，还增强了整个系统的散热能力。通过外部第一冷却装置的辅助，系统即使在高功率、高热负荷的情况下也能保持良好的散热性能。第一冷却装置和第一管路的外置设计，可以灵活地根据系统整体布局和空间限制进行安装，这有助于优化设备的安装位置，同时减少内部空间的占用，提高系统设计的自由度和效率。第一冷却装置的独立维护性，意味着它可以单独进行维护和升级，而不影响整个能量转换系统的运行。这不仅简化了系统的维护流程，也降低了因部分组件故障导致整个系统停摆的风险。

一些实施例中，如图3所示，上述储液箱01还具有进液口11和出液口12，上述第一管路30包括第一子管路31和第二子管路32，上述第一冷却装置03通过上述第一子管路31与上述进液口11连通，上述第一冷却装置03通过上述第二子管路32与上述出液口12连通，上述进液口11与上述出液口12均位于上述第一冷却液10的液面以下。

其中，第一冷却液从进液口流入储液箱，从出液口流出至第一冷却装置。管路材料的选择对浸没式能量转换系统的性能和可靠性有着直接的影响。不同的材料因其特性差异，在散热效率、化学稳定性、耐压能力、成本和维护等方面表现出不同的效果。例如，管路的材料可以选用不锈钢、铜等。

本实施例管路的材料选用铝。铝具有较高的热导率，仅次于铜和银。这意味着铝管能够快速地传递热量，促进冷却液与外界环境的热交换，提高冷却系统的整体散热效率。铝的密度较小，约为铜的三分之一，这使得铝管路比相同尺寸的铜管或不锈钢管轻得多。在浸没式冷却系统中，采用铝管可以显著减轻整个系统的重量，有利于安装、运输和维护。与铜和不锈钢相比，铝的成本较低，特别是在大规模生产中，铝管的价格优势更为明显。这降低了冷却系统的初始投资成本，提高了项目的经济效益。虽然铝在某些环境下容易氧化，但其表面会形成一层致密的氧化铝薄膜，这层膜反而增强了铝的抗腐蚀能力，尤其是在非腐蚀性冷却液中，铝管能长时间稳定运行，减少维护和更换频率。铝是一种可回收材料，其回收率高达92%，并且回收过程中的能耗远低于原生铝的生产。使用铝制管路有助于减少资源消耗和环境污染。铝具有良好的延展性和可塑性，易于弯折和成型，可以轻松地适应复杂的系统布局和设计要求，减少额外的切割和焊接工作，提高了安装效率。虽然铝本身是导体，但在浸没式冷却系统中，冷却液通常是绝缘的，因此铝管并不会影响系统的电气安全性。此外，如果需要增强电气隔离，可以通过涂层或其他绝缘处理来实现。

另外，将进液口11和出液口12设置在第一冷却液10的液面以下，确保冷却液能直接与能量转换结构（包括冷板和储能变流器）接触，从而提高了热交换效率。第一冷却装置03通过第一子管路31和第二子管路32与储液箱01连通，形成了一个封闭的循环系统，使得冷却液能够循环使用，提高了系统的散热能力。冷却液在第一冷却装置03中被冷却后，重新通过第一子管路31返回储液箱01的底部，与能量转换结构再次接触，吸收热量。而热化的冷却液则通过第二子管路32被引导至第一冷却装置03进行冷却，这样保证了冷却液的温度梯度，提高了热能量的利用效率和散热效果。将进液口11和出液口12设置在液面以下，可以有效避免空气或气泡的进入，因为气泡的存在会显著降低冷却液的热交换效率，甚至导致局部散热失效。通过防止气泡的形成，系统可以保持更高的散热稳定性和可靠性。这种冷却液循环设计允许第一冷却装置03可以远离储液箱01安装，这为系统的布局提供了更大的灵活性，同时也有利于将第一冷却装置03置于更好的散热环境中，如室外或通风良好的地方，从而进一步提高其冷却效率。通过第一冷却装置03循环冷却液，减少了冷却液的更换频率，降低了维护成本。同时，这种设计也有助于保持冷却液的纯净度，避免了因冷却液变质而引起的维护问题。

一些实施例中，如图3所示，上述进液口11与上述储液箱01的顶面的距离小于上述出液口12与上述储液箱01的顶面的距离。

具体地，利用第一冷却液自身的特性，在储液箱中，第一冷却液下层温度高，上层温度低，下层温度高的第一冷却液通过出液口流入散热器进行散热，散热后的第一冷却液通过进液口流入储液箱，之后上层温度较低的第一冷却液自然下沉，以对储能变流器进行冷却。

利用第一冷却液的自然重力和热胀冷缩特性，从低位的出液口流出的热冷却液在通过散热器时被冷却，密度增加，随后自然流向高位的进液口进入储液箱，这种设计利用自然物理原理，降低了对泵送或外部动力的依赖，使得冷却系统更加节能和维护简便。

高位的进液口便于冷却液的添加和更换，低位的出液口则方便了系统排液，特别是在系统维护或故障检测时，这种设计可以快速排出系统中的冷却液，简化了维护流程。

将第一冷却液从低位的出液口流出，经过散热器冷却后，从高位的进液口重新进入储液箱的设计，不仅利用了自然重力和热流原理优化了冷却液的循环路径，提高了热交换效率，还减少了气泡形成，自动平衡了系统内压力，提升了整体系统的安全性和可靠性。

一些实施例中，如图4所示，上述浸没式能量转换系统还包括：第二冷却装置04，位于上述第一冷却装置03的一侧，上述第二冷却装置04通过连接结构与上述第一冷却装置03连接。

其中，第二冷却装置为风扇，第一冷却装置为散热器，第二冷却装置用于给第一冷却装置散热。第一冷却装置（散热器）通过增大表面积，将冷却液从PCS箱体中带出的热量散发到空气中。第二冷却装置（风扇）的加入，通过主动引入流动的空气，加速了散热器周围空气的流通速度，从而显著提高了热传导和热对流的效率，加快了散热器的散热速率，确保冷却液快速降温。风扇和散热器的组合使用，能够更灵活地控制系统的热能分配。在高负载或夏季高温环境下，可以通过加大风扇转速，增强系统散热能力，反之，在低负载或冬季低温条件下，可以通过调低风扇转速或暂时关闭，减少不必要的能耗。风扇的存在有助于平衡储液箱内外的温差，即使在PCS箱体内部热源高度集中或突发性发热情况下，也能迅速通过散热器和风扇将热量散去，防止系统过热，提高了系统的稳定性和安全性。通过高效散热，防止冷却液温度过高，可以减少冷却液的老化和变质，延长其使用寿命，降低系统维护和运行成本。

在浸没式能量转换系统中加入第二冷却装置（风扇）和第一冷却装置（散热器）的组合，不仅提高了系统的冷却效率，还增强了热能管理和系统稳定性。这种设计对于应对高热负荷和维持系统长期稳定运行至关重要，同时通过合理的布局和噪音控制，也保证了系统的用户友好性和环境兼容性。

根据实际散热需求，可以确定第二冷却装置的数量，在散热需求较大的情况下，可以适当增加第二冷却装置的数量。一般情况下，第二冷却装置位于第一冷却装置上方，如果散热需求较大也可以在侧面也增加第二冷却装置。

一些实施例中，上述第二冷却装置为风扇，上述风扇的风向朝向上述第一冷却装置，上述风扇的风量为2.7平方米每分钟~3平方米每分钟。

风扇以特定的风量直接吹向散热器，可以显著增加空气流动速度，从而增强散热器与外部空气的热交换效果。更高的风量意味着更多的空气能够与散热器表面接触，加快热量的转移，有助于维持浸没式能量转换系统内部的温度在安全和理想的范围内。

设定风扇的风量为2.7平方米每分钟~3平方米每分钟，这一参数的选择是基于系统热负荷、散热器尺寸和环境温度的综合考量。它确保了在不同工况下，风扇都能提供足够但不过量的风量，避免了资源浪费，同时保持了系统内部温度的稳定。在设计中，选择风量在2.7平方米每分钟~3平方米每分钟范围内的风扇，既考虑了散热效率，也考虑了噪音控制。这个风量范围通常可以在实现良好散热效果的同时，将噪音水平保持在一个相对较低的范围内，提高了系统在各种应用环境下的用户接受度。风扇的使用虽然增加了系统的能耗，但在2.7平方米每分钟~3平方米每分钟的风量设置下，这种增加是可控的。通过精确匹配风扇的风量和散热需求，可以保持系统整体的能耗在较低水平，实现能耗与冷却效果的平衡。

风扇的快速响应特性有助于系统快速适应温度变化。当PCS箱体内部温度突然升高时，风扇能够立即以设定的风量吹向散热器，迅速带走多余的热量，提高了系统的热响应速度，对于防止系统过热至关重要。通过风扇的有效散热，可以减少冷却液因高温而加速老化和变质的风险，延长冷却液的使用寿命，减少系统维护成本和停机时间。

将第二冷却装置设定为风扇，并且风扇的风向精准地朝向第一冷却装置，并且风量控制在2.7平方米每分钟~3平方米每分钟的范围内，这种设计不仅提高了散热效率，实现了精确的热管理，还兼顾了噪音控制和能耗平衡。

一些实施例中，如图4所示，上述第二冷却装置04位于上述第一冷却装置03的第一表面上，上述第一表面为与上述储液箱01的顶面平行且靠近上述储液箱01的顶面的表面。

散热器的第一表面与储液箱顶面接近，意味着它处于冷却液蒸发或冷却后的直接换热路径上。风扇直接吹向这一表面，可以快速带走从冷却液中吸收的热量，通过空气流动促进散热器的高效热交换，从而提高整个冷却系统的散热能力。散热器和风扇之间的垂直距离减小，使得空气在经过散热器时的流动路径更短，减少了空气流动阻力，加快了空气的更新速率，进一步提升了散热效率。

这种紧凑的布局方式有效地利用了垂直空间，减少了系统的占地面积，对于空间受限的环境中尤为重要，如数据中心、工业设施或电动汽车等场所，它可以帮助实现更高效的设备布置。由于散热器与储液箱顶面接近，这有助于维持储液箱内部的温度梯度分布，防止局部过热，确保PCS箱体浸没部分的温度均匀分布，从而提升系统整体的热稳定性。

散热器与储液箱顶面平行且靠近的设计，使得散热器和风扇都更容易从顶部进行维护和检修，减少了因维护操作而引起的系统停机时间和维护成本。虽然接近顶面的风扇可能会受到周围环境的影响，但在设计时可以通过选择低噪音风扇类型或优化风扇的安装位置（如增加隔音材料或使用隔音罩）来控制噪音，减少对周边环境的影响。

将第二冷却装置（风扇）直接放置在第一冷却装置（散热器）的第一表面上，同时确保该表面与储液箱顶面平行且接近，这种布局策略不仅优化了热交换效率，减少了系统占用空间，还便于系统维护，并有助于控制噪音和提升热稳定性。

另外，在本申请中散热器采用的是直排式散热器，风扇安装在散热器上方，且风扇的风向朝向散热器的翅片方向。散热器的翅片设计旨在增加与空气的接触面积，从而提高散热效率。风扇直接吹向散热器的翅片，可以确保气流均匀且直接地覆盖到所有翅片，加速翅片与空气之间的热交换，显著提升散热性能。将风扇的风向设定为与散热器翅片方向一致，可以减少气流通过时的阻力，使空气更顺畅地流过翅片，避免局部热量积聚，确保整个散热器表面的温度分布更加均匀，从而减少热阻。这种布局有利于优化空气的流动路径，确保空气最直接、最有效地与散热器进行热交换，减少了空气流动的无效区域，提高了热量的散逸能力。风扇直接对准散热器翅片的设计，有助于系统内部的紧凑布局，减少了额外的管道或导流结构，提高了空间利用率，对于需要在有限空间内实现高效散热的应用场景尤为重要。风扇与散热器翅片的直接对准，简化了系统的维护和清洁。翅片上的灰尘和杂质可以直接通过风扇的气流清理，减少维护次数和复杂度。在冷却系统设计中，风扇的风向朝向散热器的翅片方向，能够有效增强热交换效率，减少热阻，优化散热路径。同时，这种设计还能简化系统布局和维护，控制噪音，是提高冷却系统整体散热性能和用户体验的关键策略。

一些实施例中，如图5所示，上述储能变流器21还包括功率电路板211，上述功率电路板211包括半导体元件212，上述半导体元件212位于上述功率电路板211靠近上述冷板20的一侧。

将半导体元件置于功率电路板靠近冷板的一侧，可以确保这些高发热组件与冷板之间的最短热传导路径。冷板作为高效的热交换介质，能够迅速吸收半导体元件产生的热量，通过直接接触，显著提高热传导效率，从而有效降低半导体元件的温度，延长其使用寿命和提高系统稳定性。半导体元件靠近冷板的设计，使冷却液能够直接对这些元件进行冷却，避免了通过电路板的热传导损失，减少了热阻，提高了散热效率，特别是在高功率和高负载条件下，能够快速响应，防止过热。这种布局简化了储能变流器的热管理设计。通过直接接触冷板，半导体元件不需要额外的散热片或其他热导材料，降低了系统复杂性，减少了成本，同时也减少了热管理组件的维护需求。由于半导体元件通常是储能变流器中温度敏感度较高的组件，通过优化它们的散热条件，可以显著提升变流器的整体性能，包括转化效率和输出功率，同时降低热应力，减少潜在的故障率。将半导体元件置于靠近冷板的一侧，有助于紧凑化电路板设计，能够节省内部空间，对于需要在有限空间内集成高性能电力电子设备的应用场景。通过直接接触冷板，可以确保半导体元件之间以及半导体元件与电路板其他部分之间的热均衡，防止局部过热，有助于整个电路板的温度控制，保证所有组件在安全的工作温度范围内运行。

在储能变流器的设计中，将功率电路板上的半导体元件靠近冷板一侧布局，实现了热传导路径的最优化，显著提升了散热效率和系统性能，同时简化了热管理设计，有助于结构紧凑化和热均衡控制。

一些实施例中，如图6所示，上述储能变流器21还包括绝缘层213，上述绝缘层213位于上述半导体元件212与上述冷板20之间。

绝缘层的存在为高电压、大电流的半导体元件提供了电气隔离，防止了与金属冷板之间的直接接触可能引发的短路、漏电等电气安全事故，保障了系统的安全性和稳定性。尽管绝缘材料本身具有一定的热阻，但作为一种热传导的中介，它能够将半导体元件产生的热量传递到冷板上，由冷板进行进一步的热量扩散和冷却。通过选择合适的低热阻绝缘材料，可以有效地平衡电气绝缘与热传导性能。绝缘层还可以作为热应力的缓冲层，减少半导体元件与冷板之间因温度变化引起的热膨胀差异，从而减轻热应力对元件造成的损害，延长元件寿命。

绝缘层的存在简化了系统维护和升级过程中的电气连接处理，降低了因更换或检查半导体元件时引起的电气风险，使维护人员能在相对更安全的条件下进行操作。在设计阶段，绝缘层允许工程师更灵活地调整冷板与半导体元件之间的距离，以适应不同的设计需求，如增加冷却液的流动空间或调整散热策略，而不必担心电气安全问题。

虽然绝缘层的加入可能会略微增加成本，但由于它在提高系统安全性、延长组件寿命和简化维护方面的作用，长远来看，这种增加的成本是值得的，因为它能够减少系统故障和维护成本，提高整体的经济效益。

在储能变流器中，在半导体元件与冷板间设置绝缘层，不仅显著提升了系统的电气安全性，而且通过充当热传导中介和热应力缓冲，保证了半导体元件的可靠性能和长寿命。

绝缘层的材料在电力电子设备设计中至关重要，不同的材料因其独特的物理和化学特性，被应用于各种特定的场合。例如：环氧树脂、陶瓷、硅橡胶等。

采用环氧树脂制作的绝缘层具有优异的电气绝缘性能，能承受高电压，适用于高压电力系统。还具有良好的粘合性，能牢固粘附于不同类型的基材上，如金属、陶瓷和塑料。还具有较好的热稳定性，能够在较高温度下保持其绝缘特性。并具有抗腐蚀性，可以在恶劣环境下使用。

采用陶瓷制作的绝缘层具有极高的电气绝缘强度，适用于极端条件下需要极高绝缘性能的应用。还具有高热导率，某些陶瓷材料如氮化铝（AlN）和氧化铍（BeO）具有较高的热导率，可以有效传递热量，同时保持电气隔离。并且还耐高温，能够在高温环境中长时间稳定工作，适合高功率和高温应用场合。

采用云母制作的绝缘层电气绝缘性能强，因为云母具有非常高的电气电阻，适用于高电压绝缘。且具有天然的耐火性，能够在火灾中保护设备不受损害。并且耐热和耐湿，即使在潮湿或高温环境下也能保持稳定的性能。

采用硅橡胶制作的绝缘层的弹性好，可以提供良好的密封和减震效果，保护设备免受振动损伤。且耐高低温，在极端温度环境下仍能保持其绝缘和物理性能。且化学稳定性，抗水、油和许多化学品，适合多种复杂的环境。

选择绝缘层材料时，需要考虑的因素包括设备运行的温度、电压等级、环境条件、成本以及维护或组装的便利性。例如，对于高功率器件和高温环境，陶瓷和云母可能是更好的选择；而在需要轻量化和柔韧性的应用中，则可能倾向于使用聚酰亚胺薄膜。每种材料都有其适用场景和限制，正确选择可显著提升设备性能和可靠性，降低成本并简化生产过程。

一些实施例中，如图7所示，上述绝缘层包括至少一个绝缘结构214，上述一个上述绝缘结构214与一个上述半导体元件212接触，一个上述绝缘结构214在与上述冷板20平行的表面上的正投影完全覆盖对应的上述半导体元件212在与上述冷板20平行的表面上的正投影。

通过使每个绝缘结构的正投影完全覆盖对应的半导体元件的正投影，可以确保每个半导体元件与冷板之间有充分的电气隔离，避免了相邻或下层电气组件与冷板直接接触，显著增强了电气安全性和系统稳定性。这种设计保证了热传导路径的最短化和最大化，每个半导体元件产生的热量能够通过与之直接接触的绝缘结构迅速传递给冷板，而不会因为绝缘层的设计不当造成热量在元件与冷板间滞留，从而提高了热传导效率，有助于降低元件温度。由于每个绝缘结构的正投影与半导体元件的正投影完全重合，这有助于在元件与冷板接触面之间创建一个均匀的热应力分布环境，有效防止了局部热应力集中可能引起的元件损坏或性能下降。

这种一对一匹配的绝缘结构设计便于单独维护或替换特定的半导体元件，而不会影响到其他组件或系统的整体电气隔离性能，减少了维护时的复杂度和潜在风险。在设计储能变流器时，可以灵活调整绝缘结构的数量和尺寸，以适应不同数量和大小的半导体元件，这种设计的灵活性和可扩展性，有利于满足不同功率和尺寸的变流器需求。虽然需要为每个半导体元件提供独立的绝缘结构，但通过精确匹配和设计，可以避免使用过量的绝缘材料或不必要的空间预留，从而在确保安全和性能的同时，控制了制造成本和系统体积。

在储能变流器中，通过精确设计绝缘层，确保每个绝缘结构的正投影完全覆盖对应半导体元件的正投影，提高了电气隔离的精准性和热传导的有效性，同时实现了热应力的均匀分布，增强了系统维护的便利性和设计的灵活性。

一些实施例中，如图8所示，上述冷板20包括第二管路201，上述第二管路201与上述冷板20靠近上述储能变流器21的一侧内壁接触，上述第二管路201中具有流动的第二冷却液。

第二冷却液与第一冷却液相同或者不同。第二冷却液通过第二管路201的流动，直接与冷板内壁接触，增强了冷板与冷却液之间的热交换，提高了冷却液对冷板热量的吸收能力，从而更快速、更有效地将储能变流器21产生的热量导出。第二管路201中的第二冷却液流速和温度可以精细调节，允许对储能变流器21的热管理进行精确控制，确保其在最佳工作温度范围内运行，避免过热或冷却不足的情况。通过设计第二管路201在冷板20内的布局和路径，可以确保第二冷却液均匀地接触冷板内壁，从而实现储能变流器21热源的均匀冷却，避免局部过热导致的性能下降或设备损坏。

第二管路201与冷板内壁的紧密接触，减少了热阻，确保了热能的有效传递，这对于提高储能变流器系统的长期运行可靠性至关重要，能够减少因过热引起的故障和维护需求。通过增加第二管路201的数量或调整其尺寸，可以轻松提高冷却能力，以适应储能变流器21不同功率等级和热负载的需求，为系统性能的提升提供了良好的基础。第二管路201与冷板20的紧密集成减少了冷却系统中不必要的接口和连接点，降低了冷却系统维护的复杂性和成本，同时减少了潜在的泄漏风险。

在冷板中集成与内壁接触的第二管路，并使第二冷却液在其中流动，可以显著增强热交换效率，实现均匀和精确的温度控制，提高系统运行的可靠性。这种设计还优化了系统架构，提高了冷却能力的可扩展性，并降低了维护成本。

冷板上的管路通常包含一根主进液管和一根主出液管，它们负责将冷却液从中央冷却站引入和导出冷板。这两根管路通常使用直径较大的管道，以减少流体阻力，确保足够的冷却液流量。从主进液管分支出多条较小直径的分支管路，这些分支管路将冷却液导向冷板的不同部分，覆盖热源分布区域。分支管路的设计要考虑到冷液均匀分配，避免某一部位过热。在冷板内部设计密集的微小流道，即微通道，以增加冷却液与热源的接触面积，提高热交换效率。微通道的宽度、深度、间距和形状需要精心设计，以达到最佳的流体动力学和热力学性能。

管路通常使用不锈钢、铜、铝或高分子材料（如PEEK、PVDF）制成，这些材质具有良好的耐腐蚀性、导热性和机械强度。本实施例中采用铝。冷板与管路之间的连接采用快拆接头，便于维护和更换。快拆接头内部应设计有可靠的密封机构，如O形环或唇形密封圈，确保连接处的气密性和液密性。管路应尽可能直线化，减少不必要的弯曲，以降低流体阻力和湍流，提高流体流动的平顺性。如果需要弯曲，应使用大曲率的弯头，减少流体阻力，避免液体湍流产生过多的热量。

在主进液管和主出液管上安装流量计，实时监测冷却液的流量，确保系统处于最优工作状态。在分支管路的起点和终点安装电动调节阀，可以根据热源分布的实际情况手动调整或自动控制冷却液的分配，实现按需冷却，提高效率。

微通道冷板技术通过在冷板内部设计许多细小的流道，来增加冷却液与热源的接触面积，从而提高热交换效率。在设计冷板上的管路时，应考虑冷却液的入口和出口位置，使得冷却液能够均匀分布到每一个微通道中。通过CFD（Computational Fluid Dynamics）仿真软件进行流场模拟，确定最佳的管路路径，确保冷却液在冷板上均匀流动，没有死角区域。

不同的PCS工况下（如负载变化），热源的分布可能会有所不同。固定的管路布局可能无法在所有工况下达到最优的冷却效果。因此，在冷板的不同关键位置布设温度传感器，实时监测各部件的温度。根据传感器反馈的信息，通过电磁阀或液压阀智能调节冷却液在冷板上管路的分配，将更多的冷却液引导到温度较高的区域，实现动态的热管理。

具体的实施例中，冷板与储能变流器之间还具有多个温度传感器。根据温度传感器采集得到的温度数据，调节冷板上第二管路上的电磁阀，以对第二冷却液的流量和流速进行调节。例如：在温度传感器采集到的温度数据大于或者等于预设温度的情况下，增大对应管路段的电磁阀的开度，以增大第二冷却液在该流段的流量和流速。

一些实施例中，上述第一冷却液的液面与上述储能变流器远离上述储液箱的底面的一侧表面之间的距离为3mm～5mm，上述第一冷却液的液面与上述储液箱的顶面之间的距离为5mm～10mm。

3mm～5mm的距离确保了储能变流器的主要热源部分浸入第一冷却液中，从而直接与冷却液接触，提高热交换效率。相比于传统的空气冷却或间接接触冷却，这种方法可以显著降低热阻，加快热量从热源至冷却液的传递速度。

设置5mm～10mm的空气层作为缓冲区，可以避免冷却液因温度变化而体积膨胀直接接触到储液箱顶面，防止箱体内部压力过度升高，从而保证系统的安全性和稳定性。

5mm～10mm的空气层距离足以容纳冷却液因受热膨胀而产生的额外体积，同时为冷凝回流提供足够的空间。这样既避免了冷却液溢出的可能，也减少了冷却液因过热而汽化的风险，保持冷却系统的连续性和有效性。

通过维持适当的空气层，可以平衡储液箱内外的压力，减少因内部压力过高而导致的箱体变形或破裂的风险，增强了系统的防爆性能。3mm～5mm的浸没深度设计，结合箱体的密封措施，可以有效预防冷却液泄漏，保护周围电子设备不受损害。

精确控制冷却液的高度，避免了不必要的冷却液浪费，降低了系统的初始投资和运营成本。这种设计简化了储液箱的结构和制造过程，减少了对昂贵密封材料的需求，同时保持了系统的高效冷却和安全性。

通过精心设计第一冷却液在储液箱中的液面高度，既确保了储能变流器与第一冷却液的良好热交换，又通过设立安全的空气缓冲区，防止了冷却液的溢出和汽化，增强了系统的安全性、防爆和防漏性能。

一些实施例中，如图9所示，上述储液箱01上还具有防爆阀13，上述防爆阀13相对于上述储液箱01的底面在上述预设方向上的高度高于上述第一冷却液10的液面。

当箱体内由于温度升高导致第一冷却液10蒸发，产生气体，从而使得箱内压力增加时，防爆阀13可以自动开启，释放多余的气体，以防止储液箱01内部压力过高，避免箱体变形或破裂。防爆阀13的存在可以确保储液箱01内部气压与外部环境保持平衡，避免因气压差异导致的冷却液泄露或吸入空气中的湿气，保护系统在各种环境条件下的安全运行。

通过有效控制箱体内气压，防止冷却液异常蒸发和泄漏，从而减少了对冷却液的补充和更换频率，降低了维护成本和工作量。防爆阀13的设置可以有效应对突发的温度或气压异常情况，保护储能变流器21免受因内部压力剧增导致的损害，从而提高了系统整体的可靠性和运行稳定性。

防爆阀13的触发也可以作为一种系统过热的预警信号，提示维护人员系统可能处于温度异常状态，及时采取措施以避免更严重的故障发生。在浸没式冷却系统中，防爆阀13简化了散热系统的复杂性，无需额外的复杂机构来控制冷却液的温度和压力，实现了系统设计的高效和简化。

上述防爆阀13的设置，尤其是确保其在预设方向上的高度高于第一冷却液10的液面，为上述储液箱01提供了额外的安全保障，有效预防了因内部压力过载引起的箱体损坏，同时维持箱体内气压稳定，保护系统在各种运行条件下不受损害。有助于提高系统的整体性能和可靠性，同时降低了维护成本和复杂度。

在浸没式能量转换系统中，冷却液的液位监测和自动补充机制是确保系统可靠性和连续运行的关键环节。传统的液位检测方法，如浮球式液位开关或电极式液位传感器，可能存在与冷却液直接接触造成的腐蚀、污染或电气安全问题。为此，非接触式液位检测技术应运而生，它能够在不直接接触冷却液的情况下准确测量液位，同时通过集成的自动补充系统，保持冷却液的液位在安全范围内，无需人工频繁介入，提高了系统的自动化程度和安全性。

利用超声波的发射和接收原理，超声波从传感器发出，被冷却液表面反射后返回传感器，通过测量超声波往返的时间差，计算出冷却液的液位。非接触式测量可以避免冷却液对传感器的腐蚀，同时也避免了冷却液的污染，提升了系统的稳定性和可靠性。适用于各种类型的冷却液，包括油基和水基冷却液。

也可以采用雷达传感器发射微波脉冲，当遇到冷却液表面时，部分脉冲被反射回来，通过计算脉冲的飞行时间，可以确定液位高度。雷达检测不受介质的介电常数、温度、压力、蒸汽和泡沫的影响，提供了更高的测量精度和稳定性，尤其适合于长距离或高罐体的检测。适合于大型储能系统中的PCS箱体，尤其是那些需要频繁监测液位的场合。

在冷却液容器上安装非接触式液位检测传感器，监测液位。当液位低于设定的安全阈值时，自动补充系统自动启动，通过预设的补充路径（通常是顶部加注口或专用补充管路）向容器内添加冷却液。补充过程可以由电磁阀、泵送装置或重力流入等多种方式完成，具体取决于冷却液的性质和系统的布局。

例如：在冷却液容器外侧安装一个小型泵和电磁阀，一旦液位检测传感器识别到液位不足，电磁阀打开，泵开始工作，将存储在备用容器中的冷却液泵入主容器中，直到液位恢复到安全范围。通过智能算法，基于历史数据和当前工况，预测冷却液消耗的速度和趋势，提前触发补充机制（例如，冷却液的液位下降速度大于预设速度的情况下，开始对泵入冷却液），避免冷却液突然降至危险水平的情况发生。在补充系统中加入安全阀和溢流管路，确保即使补充过程中出现异常，也不会造成冷却液过满溢出，保证系统的安全性和液位控制的准确性。

通过采用非接触式液位检测与自动补充系统，浸没式能量转换系统减少了手动干预的需求，降低了运维成本。非接触式测量技术避免了直接接触引起的腐蚀和电气安全问题，自动补充机制保证了冷却液的充足，避免了系统因液位过低而导致的过热或其他故障。自动补充系统的设计通常考虑到了维护的便捷性，可以在不停机的状态下对补充系统进行维护，减少了设备停机时间，提高了系统的可用S性。

非接触式液位检测与自动补充系统是浸没式能量转换系统优化的一个重要方向，它通过先进的传感技术和智能控制手段，解决了传统液位检测与补充机制中存在的问题，极大提高了系统的运行效率、安全性和维护性。这种系统适合于大型、高功率密度的储能变流器（PCS）应用。

本申请的实施例还提供了一种储能系统，包括：任意一种上述的浸没式能量转换系统。

浸没式系统通过将整个能量转换系统（如PCS箱体）直接浸没在冷却液中，大大提高了热交换效率。冷却液可以紧密接触系统的所有热源，这种直接接触的热交换方式比空气冷却或间接液冷更加高效，有助于维持系统在高功率输出时的温度稳定。浸没式系统减少了对风扇和散热片等易损件的依赖，降低了设备的机械故障率，延长了系统部件的使用寿命。这种设计简化了系统结构，使得日常维护和故障排查更为简便，降低了维护成本和系统停机时间。浸没式系统的设计允许根据实际需要调整冷却液的类型、液位和循环速度，便于系统根据不同的功率需求和环境条件进行优化。这种设计还有助于模块化储能系统的构建，使得系统扩容或升级更容易实施，适应未来可能的功率需求变化。

通过上述优势，采用浸没式能量转换系统的储能系统能够实现更高性能、更低运行成本、更长使用寿命和更小环境影响，特别适用于需要高效、可靠、低维护和静音的电力应用。

本申请的实施例还提供了一种用电设备，包括：任意一种上述的浸没式能量转换系统。

浸没式系统通过直接将设备的关键发热部件（如IGBT模块、电容、电感等）浸入冷却液中，利用冷却液的高热导率特性，实现更快速、更均匀的热传导，提高散热效能，确保设备在高强度工作下也能保持稳定的工作温度。浸没式系统中，冷却液的循环路径设计更加简化，降低了对易损机械部件（如风扇）的依赖，减少了设备的维护需求，降低了维护成本和复杂度。静态冷却液循环减少了系统内的磨损，延长了设备整体的维护周期。有效地控制设备温度有助于维持电力电子元件的最佳工作状态，提升能量转换效率，减少能量损耗，增强设备整体性能。

综上所述，采用浸没式能量转换系统构成的用电设备，不仅在散热、噪音、可靠性等方面具有明显优势，还能提升设备的能量转换效率和环境适应性，降低维护成本，实现更高效、更安全、更环保的运行。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本申请的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本申请的精神和范围。任何本领域技术人员，在不脱离本申请的精神和范围内，均可作各种改动与修改，因此本申请的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。

Claims (15)

1.一种浸没式能量转换系统，其特征在于，包括：

储液箱，包括第一冷却液；

能量转换结构，所述能量转换结构为密封结构，所述能量转换结构包括沿预设方向依次设置的冷板和储能变流器，所述冷板和所述储能变流器位于所述储液箱中，所述储液箱中的所述第一冷却液完全浸没所述冷板和所述储能变流器，所述预设方向为所述储液箱的高度方向。

2.根据权利要求1所述的浸没式能量转换系统，其特征在于，还包括：

第一冷却装置，所述第一冷却装置位于所述储液箱的至少一侧，所述第一冷却装置通过第一管路与所述储液箱连通。

3.根据权利要求2所述的浸没式能量转换系统，其特征在于，所述储液箱还具有进液口和出液口，所述第一管路包括第一子管路和第二子管路，所述第一冷却装置通过所述第一子管路与所述进液口连通，所述第一冷却装置通过所述第二子管路与所述出液口连通，所述进液口与所述出液口均位于所述第一冷却液的液面以下。

4.根据权利要求3所述的浸没式能量转换系统，其特征在于，所述进液口与所述储液箱的顶面的距离小于所述出液口与所述储液箱的顶面的距离。

5.根据权利要求2所述的浸没式能量转换系统，其特征在于，所述浸没式能量转换系统还包括：

第二冷却装置，位于所述第一冷却装置的一侧，所述第二冷却装置通过连接结构与所述第一冷却装置连接。

6.根据权利要求5所述的浸没式能量转换系统，其特征在于，所述第二冷却装置为风扇，所述风扇的风向朝向所述第一冷却装置，所述风扇的风量为2.7平方米每分钟~3平方米每分钟。

7.根据权利要求6所述的浸没式能量转换系统，其特征在于，所述第二冷却装置位于所述第一冷却装置的第一表面上，所述第一表面为与所述储液箱的顶面平行且靠近所述储液箱的顶面的表面。

8.根据权利要求1所述的浸没式能量转换系统，其特征在于，所述储能变流器还包括功率电路板，所述功率电路板包括半导体元件，所述半导体元件位于所述功率电路板靠近所述冷板的一侧。

9.根据权利要求8所述的浸没式能量转换系统，其特征在于，所述储能变流器还包括绝缘层，所述绝缘层位于所述半导体元件与所述冷板之间。

10.根据权利要求9所述的浸没式能量转换系统，其特征在于，所述绝缘层包括至少一个绝缘结构，一个所述绝缘结构与一个所述半导体元件接触，一个所述绝缘结构在与所述冷板平行的表面上的正投影完全覆盖对应的所述半导体元件在与所述冷板平行的表面上的正投影。

11.根据权利要求1至10中任意一项所述的浸没式能量转换系统，其特征在于，所述冷板包括第二管路，所述第二管路与所述冷板靠近所述储能变流器的一侧内壁接触，所述第二管路中具有流动的第二冷却液。

12.根据权利要求1至10中任意一项所述的浸没式能量转换系统，其特征在于，所述第一冷却液的液面与所述储能变流器远离所述储液箱的底面的一侧表面之间的距离为3mm～5mm，所述第一冷却液的液面与所述储液箱的顶面之间的距离为5mm～10mm。

13.根据权利要求1至10中任意一项所述的浸没式能量转换系统，其特征在于，所述储液箱上还具有防爆阀，所述防爆阀相对于所述储液箱的底面在所述预设方向上的高度高于所述第一冷却液的液面。

14.一种储能系统，其特征在于，包括：权利要求1至13中任意一项所述的浸没式能量转换系统。

15.一种用电设备，其特征在于，采用权利要求1至13中任意一项所述的浸没式能量转换系统为所述用电设备供电。