电力电子液冷技术是指在电子设备冷却过程中，利用水或者类似的液体作为冷却介质带走设备中的热量。由于水的强制对流换热系数高达15000 W／（m2·K），是气体强制对流换热系数的百倍以上，因此对于大功率电子电力设备，采用水冷的方式冷却效率更高。因此众多的电力电子冷却系统，一般称为水冷，后面相关的液冷如没有特别提出一般以水冷代替水冷系统的设置取决于电压、电流与经济性等［47］。在低电压与低电流条件下，可以直接采用流水简化冷却系统。在低电压和高电流（＞3000 A）情况下，可以采用循环水冷却系统在高电压情况下，必须采用去离子水，以避免电腐蚀和漏电。

在某些电力电子设备中，由于设计电绝缘等问题，需要采用导热油、液态金属等介质冷却，基本原理与水冷相类似。

电力电子水冷（液体冷却）的冷却方式主要包括直接冷却和间接冷却两种。

1.直接冷却

直接冷却是将电力电子器件的发热部分直接放入冷却液或者用冷却液向设备表面喷洒或冲击从而直接接触并冷却器件。直接冷却可以是单相冷却，也可以是多相冷却。由于多相冷却利用了冷却剂的潜热，因此冷却效果更好，但需要采用特殊密闭装置，成本较高，且冷却液流量难以控制，因此使用受到较大的限制。

直接冷却有直接浸入式冷却、液体射流冷却、液体喷雾冷却等多种形式。直接浸入式冷却是将电力电子器件的发热部分直接浸入冷却介质，可有效减少热阻，但冷却介质需要具有惰性、绝缘性、高导热性等特性。液体射流冷却（见图2－3）是依靠高速流体冲刷带走热量，传热性能与射流速度密切相关，以水为冷却介质，射流速度达47 m／s时散热能力高达1700 W／cm2。

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图2－3 液体射流冷却

液体喷雾冷却和喷雾管翅换热器是利用多相散热原理在热源表面形成喷雾和液膜，然后经过外部冷板或者散热器将热量带走的冷却方式。由于喷雾冷却过程中，壁面液膜和气流之间同时具有热量和质量传递，因此其总传热量为

式中，hmd为质传递系数；iw和i分别为壁面和流体的湿度焓。

2.间接冷却

由于直接冷却存在热激波现象以及系统维护不便，所以逐渐被间接冷却所取代。间接液体冷却系统中，液体冷却剂与发热器件不直接接触。冷板是目前较成熟的间接冷却技术，具有结构简单、紧凑、表面传热系数高、温度梯度小、热负载均匀、换热面积大等特点。冷板的冷却液需要具备高导热性能，低挥发性、高沸点、良好的物理化学性质和电性能，常用的冷却液有水、碳氟化合物、硅脂、乙醇、乙二醇等。