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本发明公开了基于蓄冷模式的高能激光热管理系统及其控制方法,该系统包括低温制冷回路系统、内循环载冷回路系统、外循环冷却回路系统和控制系统；控制系统分别与低温制冷回路系统、内循环载冷回路系统和外循环冷却回路系统电性连接；低温制冷回路系统通过板式换热器与内循环载冷回路系统换热,实现热交换和冷量的传递；内循环载冷回路系统和外循环循环冷却回路共用一个开式水箱,实现低温载冷剂和吸收废热后的高温载冷剂相混合,达到吸收废热目的。本发明采用基于低温载冷剂蓄冷后吸收激光废热的方式,能够大幅度降低热管理系统的体积、重量和运行功耗,特别适用于短时工作、长时间待机运行的车载、机载等移动平台上所布设的高能激光系统。