Meghavin Bhatasan · Amy Marie Marconne · Energy Conversion and Management · 2025年11月 · Vol.343

摘要 由于功率密度不断提高以及功率分布日益动态化，热管理在电力电子模块中正发挥着越来越关键的作用，尤其是在汽车应用领域。相变材料（PCM）已成为这些模块中有效热管理的一种有前景的解决方案。然而，目前对于使用PCM时这些模块的热行为理解仍存在不足，特别是在考虑实际器件几何结构和功率分布方面。本文评估了包含基于相变材料的热能存储（TES）的新模块架构相对于传统架构的热性能。我们基于驾驶循环提取出真实的瞬态热负荷条件进行分析，并采用三个性能指标进行全面的性能比较：平均时间最大温升、最大温升速率以及瞬态...

解读: 该相变材料热管理技术对阳光电源电动汽车驱动产品线具有重要价值。针对OBC充电机、电机驱动器等功率模块,PCM热缓冲可有效应对瞬态热冲击,抑制温度峰值达33%。双面冷却+铜基复合PCM架构可优化SiC/GaN器件散热设计,提升功率密度。该技术还可回收废热用于电池预热,降低能耗。建议在ST系列PCS和充...

Kai Cao · Zehou Li · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年9月 · Vol.36.0

随着电动汽车（EV）功率模块对热稳定性和功率密度需求的不断提升，传统封装技术面临诸多挑战，包括导热性能不足、高温可靠性有限以及环境兼容性欠佳等问题。本文系统综述了两种关键的高温电子封装技术——烧结与瞬态液相（TLP）键合技术的最新研究进展。重点探讨了银（Ag）、铜（Cu）和镍（Ni）基烧结材料在功率模块应用中的微观结构调控机制，分析了颗粒尺寸、形貌及溶剂选择对烧结致密度、电导率、热导率和机械强度的影响。本文还比较评述了压力烧结、无压烧结和激光辅助烧结等先进工艺，聚焦其在降低孔隙率、抑制氧化以及增...

解读: 该高温封装技术对阳光电源功率模块产品具有重要应用价值。银铜烧结和瞬态液相键合技术可显著提升SiC/GaN功率器件的热导率和高温可靠性,直接优化ST系列储能变流器、SG光伏逆变器及电动汽车驱动系统的功率密度与热管理性能。多模态颗粒设计和无压烧结工艺可降低封装成本,激光辅助烧结技术有助于三电平拓扑模块的...

Sungtaek Hwang · Eun Pyo Hong · Min-Ki Kim · Dong Keun Jang 等5人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年9月

与传统的横向配置相比，垂直堆叠式共源共栅氮化镓（GaN）功率器件具有显著的电气优势，包括降低寄生电感、设计紧凑以及功率密度高等。然而，将硅MOSFET直接堆叠在GaN HEMT上方会带来重大的热挑战。本研究确定了三个主要的热问题：芯片之间的相互加热、散热路径受限以及焊料空洞导致的热退化。有限元分析（FEA）模拟表明，由于这些影响，堆叠式设计的峰值温度比横向设计大约高30%。模拟还显示，焊料空洞，尤其是硅MOSFET下方的焊料空洞，会干扰垂直热流并加剧热点的形成。通过使用定制制造的模块在重复开关操...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文揭示的垂直堆叠共源共栅GaN功率模块技术对我们在光伏逆变器和储能系统领域的产品升级具有重要参考价值。垂直堆叠架构能够显著降低寄生电感、提升功率密度，这与我们追求高效率、小型化逆变器的产品路线高度契合，特别是在户用储能和工商业储能系统中，紧凑设计可直接转化为系统成本优势...

Zeyu Zhang · Yunxiang Yang · Jing Guo · Fei Liu · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年7月

狄拉克源场效应晶体管（DSFET）被认为是未来低功耗电子器件的一个有前景的候选方案。然而，电子 - 声子（e - ph）散射效应和自热效应（SHE）对亚阈值摆幅（SS）和电子电流的影响尚未得到全面研究。在本文中，我们使用非平衡格林函数（NEGF）方法研究了DSFET中的e - ph散射效应和SHE。我们模拟了一种以二硫化钼（MoS₂）作为沟道和漏极材料的特定DSFET。结果表明，在偏置电压 ${V} _{\text {d}}=0.5$ V时，e - ph散射使DSFET的亚阈值摆幅从48 mV/...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于Dirac源场效应晶体管（DSFET）的研究揭示了未来低功耗电子器件的重要技术路径，对我们在光伏逆变器和储能系统的功率半导体应用具有前瞻性参考价值。 该研究深入分析了电子-声子散射和自热效应对DSFET性能的影响，发现其亚阈值摆幅（SS）仅为58 mV/decad...

Lingfeng Tang · Haipeng Xi · Yongguan Wang · Zhanbo Xu · Applied Energy · 2025年6月 · Vol.388

摘要 商业建筑中的供暖、通风与空调（HVAC）系统可作为灵活性资源，促进可再生能源在电力系统中的集成。然而，冷水机组复杂的运行特性以及水循环与空气循环耦合下的多区域热动态特性导致HVAC系统控制模型复杂度高，限制了其运行灵活性的充分挖掘。为解决该问题，本文提出一种融合物理感知深度学习的模型预测控制（MPC）方法，以实现面向需求响应的深度灵活商业建筑HVAC系统控制。首先，采用具有高逼近能力的深度学习模型捕捉冷水机组的运行特性，并结合物理约束模块以保证运行约束的满足；多区域热动态则利用基于先验建筑...

解读: 该物理感知深度学习MPC技术对阳光电源工商业储能系统具有重要应用价值。论文中HVAC柔性调控思路可迁移至ST系列PCS的需求响应场景:利用深度学习建模复杂负荷特性,结合物理约束保证设备安全运行;图卷积网络建模多区域热动态的方法,可借鉴用于PowerTitan多簇电池热管理协同优化;混合整数线性化嵌入...

作者未知 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年4月

在这封信中，我们表明，通过采用重掺杂沟道以降低沟道电阻，并使用高导热性的碳化硅（SiC）衬底来增强散热，基于碳化硅衬底的β - Ga₂O₃射频（RF）功率金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）能够在C波段应用中实现高输出功率密度（${P}_{\text {out}}$）。通过这些措施，基于碳化硅衬底的β - Ga₂O₃射频MOSFET展现出730 mA/mm的漏极电流密度（${I}_{\text {D}}$）和81 mS/mm的峰值跨导（$g_m$）。因此，其截止频率（${f}...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项β-Ga₂O₃射频功率MOSFET技术虽然聚焦于C波段高频应用，但其底层技术突破对我们的核心业务具有重要启示意义。 该研究通过重掺杂沟道降低通态电阻和采用高导热SiC基板抑制自热效应的技术路径，与我们在光伏逆变器和储能变流器中面临的功率密度提升和热管理挑战高度契合。特...

Zheng-Lai Tang · Yang Shen · Bing-Yang Cao · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年3月

电子设备中的自热效应会导致局部热点，对其性能和可靠性产生不利影响，在氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）等高功率密度器件中尤为明显。除了增强散热外，通过结构设计减少热量产生可以有效调节自热效应。本研究基于漂移 - 扩散模型，利用电热模拟方法研究了非对称倾斜场板（FP）对GaN HEMTs自热效应的调节作用。此外，采用蒙特卡罗（MC）模拟方法研究了在非傅里叶热传导条件下，倾斜场板对声子弹道输运的影响。结果表明，倾斜场板使电位分布更加平滑，降低了沟道中的最大电场强度，从而降低了最大发热密度...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于GaN HEMT器件自热效应调控的研究具有重要的战略意义。GaN功率器件凭借其高频、高效、高功率密度的特性，已成为我们新一代光伏逆变器和储能变流器的核心技术方向。然而，自热效应导致的局部热点一直是制约GaN器件在大功率应用中可靠性的关键瓶颈。 该研究提出的倾斜场板...

作者未知 · IEEE Electron Device Letters · 2024年12月

α - Ga₂O₃是有望推动下一代电力电子技术发展的超宽禁带半导体之一。然而，由于其热力学不稳定且热导率较低，过热问题阻碍了α - Ga₂O₃器件的应用。本研究揭示了多指α - Ga₂O₃金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）中热串扰的不利影响。通过第一性原理计算和基于激光的泵浦 - 探测测量确定了α - Ga₂O₃的热导率（室温下约为12瓦每米开尔文）。进行了器件热特性表征和建模，以设计一种脊椎形多指器件布局，该布局通过分散整个器件的发热分布来减轻热串扰。

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于α-Ga₂O₃超宽禁带半导体的热管理研究具有重要的战略参考价值。α-Ga₂O₃作为新一代功率半导体材料，其超宽禁带特性（约5.0 eV）理论上可实现更高的击穿电压和更低的导通损耗，这对我们的光伏逆变器和储能变流器等核心产品的效率提升具有显著意义。 该研究揭示的热串...

Toshiyuki Oishi · Ken Kudar · Yutaro Yamaguchi · Shintaro Shinjo 等7人 · Solid-State Electronics · 2025年12月 · Vol.230

本文通过实验结果与器件仿真相结合的方法，研究了氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN HEMTs）在导通状态下低频Y参数随漏极电压的变化特性。利用矢量网络分析仪，在栅极电压为0 V、漏极电压从3 V到30 V、温度范围从室温至120摄氏度的条件下，系统地测量了频率范围为10 Hz至100 MHz的宽带Y参数。在Y22和Y21的虚部（Im）中观察到六个具有峰值的信号。这些峰值被分为两类：一类出现在约5 MHz附近，在阿伦尼乌斯图中呈现负斜率；另一类出现在150 kHz以下，其激活能可通过阿伦尼乌斯图估算...

解读: 该GaN HEMT低频Y参数特性研究对阳光电源功率器件应用具有重要价值。研究揭示的自热效应(5MHz峰)和陷阱效应(150kHz以下峰)机理,可直接应用于EV驱动系统中GaN器件的热管理优化和可靠性设计。通过Y参数频域分析技术,可改进OBC充电机和电机驱动器中GaN开关的动态特性建模,优化三电平拓扑...

Hao Daia · Ehtesham Alia · Xinhai Xua · Mingming Zhang 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年11月 · Vol.344

摘要 微流体燃料电池（MFC）通常采用两种微流体电解质进行发电，该系统还可与加热系统集成以实现微流体冷却，从而形成一种冷电联供技术。为实现这一目标，需要显著提高电解质的流速，以确保较强的冷却效果。传统的MFC研究长期避免进入超高流速区域，主要是出于流动稳定性的担忧；然而，本研究首次证明，即使在高达100 mL/min（Re = 677.4）的流速下，仍可维持稳定的共层流状态，从而有效利用超高流速区域以增强冷却能力。当室温电解质以100 mL/min的流速流动时，面对5 W/cm²热负荷的加热系统...

解读: 该微流体燃料电池的冷热电联供技术对阳光电源电动汽车驱动系统具有重要启示。其超高流速下的热管理方案可应用于我司电机驱动器和车载充电机(OBC)的散热优化,特别是功率密度提升42%的电极布局优化思路,可借鉴至SiC/GaN功率器件的热设计中。该技术在5W/cm²热负荷下实现79%温降的能力,为充电桩和储...

Dhoni Nagaraj · Arshad Javed · Satish Kumar Dubey · Sanket Goel · Energy Conversion and Management · 2025年10月 · Vol.342

摘要 热电制冷器（TECs）利用珀尔帖效应实现高效冷却，为热管理提供了一种紧凑且可靠的解决方案。本研究通过在COMSOL Multiphysics中进行数值建模，系统地研究了关键设计参数和运行参数对器件性能的影响。分析的关键输入参数包括热电臂高度、臂间间距、输入电流以及传热系数（h）。评估的性能指标包括制冷量（Qc）、功耗、性能系数（COP）和温差（ΔT），重点在于实现最大效率。采用先进的统计方法，包括实验设计（DOE）和方差分析（ANOVA），以量化这些参数的重要性并优化TEC的性能。结果表明...

解读: 该热电制冷器多物理场优化技术对阳光电源电动汽车驱动系统及储能热管理具有重要价值。研究中的电流-热耦合建模方法可直接应用于SiC功率器件散热设计,DOE/ANOVA统计优化思路可指导ST系列PCS和充电桩的热管理系统参数整定。特别是电流输入与传热系数对COP的协同影响分析,为PowerTitan储能系...

Enyao Xiang · Chengmin Li · Dongsheng Yang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月

对碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）进行精确的器件建模、短路（SC）预测和保护，需要精确测量其在高漏源电压下的饱和特性。然而，传统的曲线追踪仪受到功率限制、寄生元件的影响，尤其是受器件固有导通时间的限制，这些因素共同限制了 $di/dt$。这使得表征高压、大电流区域的器件行为变得困难，因为达到稳态所需的较长时间会导致显著的自热效应，降低测量精度，甚至损坏器件。本文提出了一种测试拓扑，使用多个并联器件作为辅助开关来控制测量过程，并在保持被测器件正常导通的同时加...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项SiC MOSFET高压饱和区增强表征技术具有重要的战略价值。作为光伏逆变器和储能变流器的核心功率器件，SiC MOSFET的精确建模直接关系到产品的可靠性设计和性能优化。 该技术通过多器件并联辅助开关和高阻抗栅极驱动电路，突破了传统曲线追踪仪的测试瓶颈，能够在高压大...

Keyan Zhu · Guangming Zhang · Chen Zhu · Yuguang Niu 等5人 · Applied Energy · 2025年8月 · Vol.391

摘要 提升热电联产（CHP）机组的综合性能对于消纳可再生能源和实现节能减排具有重要意义。为此，本文提出一种基于强化学习（RL）与多目标模型预测控制（MOMPC）的双层优化策略，以提升CHP机组的灵活性与经济运行性能。首先，构建了CHP机组模型，并将其各类参数纳入MOMPC的滚动优化过程中，作为下层跟随者以求解基础控制问题。其次，提出了一种融合双延迟深度确定性策略梯度（TD3）算法与MOMPC的双层优化策略（TD3-MOMPC），将TD3智能体设定为上层领导者；通过分解复杂的灵活性需求与CHP机组...

解读: 该双层优化策略对阳光电源储能系统(ST系列PCS/PowerTitan)具有重要应用价值。TD3强化学习与多目标MPC结合的架构可借鉴至储能参与调频调峰场景:上层TD3智能体动态调整MPC权重和预测时域,下层MPC执行功率控制,实现灵活性与经济性平衡。该方法可优化储能系统在新能源消纳中的充放电策略,...

Mina Montazeria1 · Carl Remlingerb1 · Benjamin Bejar Haro · Philipp Heer · Applied Energy · 2025年7月 · Vol.390

摘要 机器学习在智能建筑领域经历了显著的发展，无论是在建筑建模还是能源管理方面均是如此。数据驱动方法利用可获得的测量数据，绕过基于物理模型的缓慢且昂贵的校准过程，从而提供更高的适应性、更低的维护成本以及更大的灵活性。然而，这些模型的质量依赖于历史数据，而新建建筑可能缺乏足够的历史数据。本文提出了一种从温度建模到供暖控制完全数据驱动的模块化方法，在将控制器从源建筑迁移到目标建筑时仅需少量数据。该控制器由两个模块组成：一个深度强化学习代理，用于管理期望的室内温度；以及一个针对每个房间特定的执行动作映...

解读: 该模块化数据驱动控制技术对阳光电源储能系统(ST系列PCS、PowerTitan)及充电站热管理具有重要价值。其深度强化学习架构可迁移至储能温控优化,仅需少量现场数据即可适配不同容量电池簇的热管理策略。物理一致性建模思路可融入iSolarCloud平台,实现储能系统26%以上能耗优化。模块化acti...

Juuso Rautio · Tommi J. Kärkkäinen · Markku Niemelä · Pertti Silventoinen 等7人 · IET Power Electronics · 2025年7月 · Vol.18

高湿度及腐蚀性气体环境可导致功率半导体模块隔离沟道内产生枝晶腐蚀，随时间推移，枝晶可能引发隔离区短路，造成器件失效。本文研究表明，适度加热可有效抑制商用硅凝胶封装功率模块中枝晶的生长，从而提升模块在恶劣环境下的长期可靠性。该方法无需改变现有封装结构，具有良好的工程应用前景。

解读: 该枝晶腐蚀抑制技术对阳光电源功率模块可靠性提升具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，IGBT/SiC功率模块长期工作于高湿、盐雾等恶劣环境，隔离沟道枝晶腐蚀是导致模块失效的关键因素。研究提出的加热抑制方法可直接应用于现有封装结构：利用模块自身损耗或增设微功耗加热单元，将沟道温度维...

Aezid-Ul-Hassan Najmi · Abdul Wah · Rohith Prakash · Oliver Schopen 等6人 · Applied Energy · 2025年6月 · Vol.387

摘要 燃料电池混合动力电动汽车（FCHEVs）有望满足道路交通中高功率需求，同时减少温室气体排放。然而，尽管前景广阔，FCHEVs在进入当前汽车市场的过程中仍面临诸多挑战，其中热管理是主要挑战之一。除了显著降低FCHEVs的效率外，辅助负载以及加热和冷却需求还可能由于加热/冷却效率低下而导致电动部件寿命缩短，进而影响工作温度。本综述指出，现有研究主要集中于各个子系统，对FCHEVs整体热管理集成的关注较为有限。诸如废热回收（WHR）等新型策略被证明可将质子交换膜燃料电池（PEMFC）的效率从40...

解读: 该燃料电池混合动力热管理技术对阳光电源EV解决方案具有重要参考价值。文中提出的废热回收(WHR)系统可将效率提升至90%,可借鉴应用于我司OBC充电机和电机驱动系统的热管理优化。相变材料(PCM)技术可集成到充电桩温控设计中,提升极端温度下的充电效率。结合iSolarCloud平台的预测性维护能力,...

Mohammad Ateeb Munshi · Mehak Ashraf Mir · Mayank Shrivastava · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月

在本研究中，我们首次展示了一种基于 p 型氧化物（AlTiO）钝化的器件级解决方案，用于提高 AlGaN/GaN 金属 - 绝缘体 - 高电子迁移率晶体管（MIS - HEMT）的静电放电（ESD）可靠性。我们进行了全面的 ESD 测试，包括采用标准传输线脉冲（TLP）以及超快传输线脉冲（VF - TLP）的关态、半开态、浮栅和反向栅 - 源极应力测试。此外，还在半开态下对漏极施加非破坏性 ESD 脉冲，以研究其对器件性能的影响。与传统的 SiN 钝化 GaN MIS - HEMT 相比，所提出...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于p型氧化物钝化层的GaN MIS-HEMT静电放电（ESD）可靠性增强技术具有重要的战略价值。GaN功率器件凭借其高频、高效、高功率密度特性，正成为光伏逆变器和储能变流器等核心产品的关键技术方向，但ESD脆弱性一直是制约其大规模应用的瓶颈。 该研究通过AlTiO ...

Rabih Al Hadda · Charbel Mansour · Namdoo Kim · Jigu Seo 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年5月 · Vol.332

摘要 随着电动汽车（EV）普及率的上升以及对更长续航里程的需求日益增长，优化能源效率变得尤为关键，尤其是在极端天气条件下，而热管理是实现这一目标的核心环节。用于座舱气候控制和电池温度调节的巨大能耗可使整车能量需求增加超过50%，从而严重限制车辆续航能力。本研究针对三款主流电动汽车——2020款雪佛兰Bolt、2019款日产Leaf Plus和2020款特斯拉Model 3，开展了热管理系统（TMS）的对比分析，评估其在不同气候条件下的TMS结构配置与运行性能。通过结合在美国阿贡国家实验室受控试验...

解读: 该研究对阳光电源EV充电及储能热管理具有重要参考价值。文中对比的三种热管理方案(双蒸发器+PTC、热泵+风冷)在极端温度下的能耗差异显著:-7°C时热泵方案续航损失仅19.3%,远优于PTC的28-31%。这为阳光电源充电桩产品优化提供启示:可开发智能温控充电策略,在极端天气下动态调整充电功率曲线以...

Soonbum Kwon · Dongchan Le · Se Hyeon Ham · Minwoo Le 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年3月 · Vol.327

摘要 丙烷制冷剂被认为可用于热泵系统，以提高电动汽车的续航里程并减少其环境影响。在使用丙烷时，为满足安全法规要求，应采用单回路和双回路间接热泵系统。然而，目前针对采用丙烷的单回路与双回路热泵系统之间的性能对比研究较少，尚难以确定哪种间接系统更适合用于电动汽车。本研究比较了在电动汽车中采用带余热回收模式的单回路和双回路热管理系统的能量、经济和环境性能，涵盖制冷与制热工况。在从电池和电机回收废热的情况下，在固定制冷/制热容量条件下，单回路系统在制热和制冷工况下的性能系数分别比双回路系统高出8.3−1...

解读: 该研究对阳光电源电动汽车热管理系统具有重要参考价值。单回路间接热泵系统在制冷制热工况下COP分别提升38-49.5%和8.3-11.0%,且生命周期成本降低9.4%,可应用于我司电驱动系统及充电桩的热管理优化。研究中的电池和电机余热回收技术可与我司储能系统PowerTitan的热管理方案结合,通过优...

Jigu Seo · Ram Vijayagopal · Namdoo Kim · Aymeric Rousseau 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年2月 · Vol.326

摘要 本研究通过分析环境温度对可用电池能量（UBE）、暖通空调（HVAC）能耗以及动力系统能量损失的影响，探讨其对电动汽车（EV）续航里程的作用。在热环境舱内利用底盘测功机开展了多种温度条件下的试验，以深入研究上述影响机制。结果表明，较低温度会导致电动汽车中锂离子电池的可用电池能量下降。在−18 °C时，可用电池能量相较于22 °C条件下减少了4%至8%。电池热管理策略对可用电池能量的损失具有显著影响，不同热管理策略导致了不同程度的可用电池能量减少。暖通空调系统的能耗，尤其是用于车内供暖的部分，...

解读: 该研究揭示环境温度对电动汽车能耗的多维影响,对阳光电源充电桩及储能系统设计具有重要参考价值。研究表明-18°C时续航降低60%,主要源于电池可用能量下降、HVAC能耗激增及动力系统损耗增加。这启发我们在充电站解决方案中集成预热功能,利用PowerTitan储能系统的热管理技术优化低温充电策略;在车载...