Jianqin Fuac · Hao Lia · Guanjie Zhang · Yaorui Shena 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344

摘要 优化热管理系统的设计参数对于提升电动汽车的整体能效和动态性能至关重要。本研究构建了一个包含详细热管理系统的高保真车辆仿真模型，并采用正交实验设计方法系统性地探索设计空间。在此基础上，利用极端梯度提升算法（extreme gradient boosting）建立了高精度的代理模型，并提出了一种多群体多目标灰狼优化器以应对复杂多维的帕累托前沿求解问题。结果表明，极端梯度提升模型在所有优化目标上的平均预测误差均低于3%，表现出较强的泛化能力。与传统基准算法相比，所提出的多群体多目标灰狼优化器展现...

解读: 该多目标优化技术对阳光电源电动汽车解决方案具有重要价值。研究中的热管理系统优化方法可直接应用于OBC车载充电机和电机驱动系统的热设计,通过XGBoost代理模型和灰狼优化算法实现能效提升27%以上。该技术框架可迁移至充电桩功率模块散热优化,结合阳光电源SiC器件特性,优化冷却系统参数配置。同时,多目...

Gulenay Alevay Kilic · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.343

摘要 氢燃料电池系统中的热管理对于系统的效率和耐久性至关重要，而中冷器的优化直接影响这些系统的性能。本研究采用三维计算流体动力学（CFD）方法，在多种翅片几何形状、布置方式和运行条件下，对用于氢燃料电池系统中的叉流式水冷中冷器的热液性能进行了全面研究。针对三角形和I形翅片结构，在垂直和水平布置方式下，分别在空气入口温度为353 K和373 K、空气流速从1至12 m/s（涵盖层流到过渡流态）的条件下开展了参数化分析。数值模型通过文献中已有的实验数据进行了验证，平均绝对百分比误差为10.4%。结果...

解读: 该CFD热仿真技术对阳光电源氢能及热管理系统具有重要价值。研究中I型翅片垂直布置在过渡流态下热传递性能提升35%的发现,可直接应用于ST系列储能变流器和充电桩产品的散热优化设计。特别是j/f比优化方法能指导功率器件(SiC/IGBT模块)冷却系统设计,在保证传热效率同时降低泵功耗。建议将该仿真方法集...

Zhenghao Yanga · Yang Dub · Guangyu Jiab · Xu Gaob 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.343

摘要 椭圆转子发动机（ERE）因其高能量密度和紧凑设计，有望作为特种动力替代传统的往复式发动机。然而，其特殊的偏心结构导致点火时刻燃烧室呈现扁平化形态，不利于完全燃烧。为优化热力学效率与排放特性，本文通过数值模拟方法，基于缸内压缩流场构建了适用于ERE的湍流射流点火构型（TJI-ERE）。设计了三种不同的射流方向——前向射流（FJ）、垂直射流（VJ）和后向射流（BJ），并分别设置孔径为1 mm（D1）、2 mm（D2）和3 mm（D3）的喷射孔口。通过机理分析，系统研究了射流火焰传播与双向涡旋形...

解读: 该椭圆转子发动机湍流射流点火技术的流场耦合优化思路,对阳光电源增程式电动汽车动力系统具有重要参考价值。研究中的多物理场耦合仿真方法可应用于我司电驱动系统的热管理优化,特别是电机冷却流场与温度场的协同设计。射流方向与孔径对燃烧效率的影响机制,可启发储能变流器ST系列的散热风道设计,通过调控气流方向提升...

Dhoni Nagaraj · Arshad Javed · Satish Kumar Dubey · Sanket Goel · Energy Conversion and Management · 2025年1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...

Zhipeng Huaa · Jintao Wua · Jiong Tangb · Xianguang Caob 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.341

摘要 氢燃料电池系统为高效利用氢能提供了有前景的途径。在传统热电联产系统主要关注燃料电池堆余热回收的基础上，本文提出的创新性多级回收技术进一步全面考虑了阴极排气总热量（包括显热和潜热）、排气动能、功率转换装置热量以及辅助部件热量的回收。为此搭建了实验平台以评估这些技术，重点在于评估排气潜热回收对系统性能的影响——这是该领域的首次评估。实验结果表明，在燃料输出功率为85 kW时，排气总热量回收可达10.75 kW，分别是排气动能回收、功率转换装置热量回收和辅助部件热量回收的4.30倍、10.24倍...

解读: 该燃料电池多重热回收技术对阳光电源氢能储能系统及热电联供方案具有重要借鉴价值。研究中阴极排气全热回收(显热+潜热)占比最高,峰值达10.75kW,这与阳光电源ST系列PCS的热管理设计理念高度契合。功率转换装置余热回收技术可直接应用于SiC/GaN功率器件的热管理优化,提升系统综合效率8.82%-1...

Hyeonrok Choi · Youngjae Leea · Won Yang · Changkook Ryub 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.341

摘要 氢气是一种有前景的零碳燃料，可用于减少发电过程中的CO2排放，并正越来越多地被整合到燃气轮机联合循环（GTCC）系统中。本研究通过分析两种理想化的运行工况——固定透平入口温度（TIT）和固定燃气轮机（GT）输出——对一台600 MWe级GTCC电厂在掺氢燃烧条件下的热力性能进行了评估，并进一步提出了一种维持联合循环总输出恒定的负荷跟随策略。采用过程模拟模型，在三种环境条件下评估了氢气掺混对燃气轮机性能、烟气成分以及底部循环系统（包括余热锅炉（HRSG）和蒸汽轮机（ST））的影响。氢气掺烧带...

解读: 该氢气掺烧燃气轮机研究对阳光电源综合能源系统具有重要参考价值。氢储能与ST系列储能变流器结合可构建电-氢-电耦合系统,通过电解槽制氢消纳光伏过剩电力,掺氢燃气发电调峰时可利用PowerTitan储能系统平抑功率波动。研究中的负荷跟踪策略与阳光电源GFM控制技术理念契合,可优化多能互补微网的动态响应。...

Meryame Soumhi · Yassine Zalim · Zakia ELAhmadi · Fayrouz El Hamdani 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.337

摘要：聚光太阳能发电站（CSP）在可持续能源生产方面具有巨大潜力，但其效率常受到干旱气候下极端环境条件和有限水资源的制约。本研究针对适用于摩洛哥地区太阳能塔式电站的简单型和再压缩式超临界CO2布雷顿循环，在不同功率规模下对其设计工况及变工况性能进行了分析。研究目标是评估功率规模对循环效率和涡轮机械设计的影响，比较两种循环的性能表现，并识别出在恶劣环境中提升系统性能的最优参数。通过对两种循环构型开展详细的参数敏感性分析，确定了可提高循环效率的总回热器导热系数最优值。为验证模型的准确性，将计算结果与...

解读: 该超临界CO2布雷顿循环研究为阳光电源光热储能一体化系统提供重要参考。研究表明再压缩循环可减少12%集热场面积,这与我司PowerTitan储能系统的高功率密度设计理念契合。简单循环在高温环境下的适应性优势,可指导ST系列PCS在干旱地区的热管理优化。离网工况分析方法可应用于iSolarCloud平...

Haitao Zhu · Jing Zhu · Peiwang Zhu · Jin Xuan 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.337

摘要 间歇性可再生能源可能导致固体氧化物电解池（SOECs）内部产生热振荡，从而影响其结构完整性和运行安全。本文构建了一个管状SOEC的数值模型。在准阶跃电压响应条件下，观察到单电池模型可在0.5秒内快速从一个稳态过渡至另一个准稳态，同时保持产热稳定，表明稳态数据可用于预测动态状态下的性能表现。本文提出一种融合了经实验数据验证的多物理场仿真模型、深度神经网络与遗传算法的混合建模方法，用于评估SOEC在稳定热工况下的性能表现，尤其适用于接入波动性可再生能源输入的情形。在维持热中性的前提下，比较了四...

解读: 该SOEC动态运行多目标优化技术对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。文中针对间歇性可再生能源引起的热振荡问题,提出的混合建模方法(多物理场仿真+深度神经网络+遗传算法)可应用于ST系列PCS和PowerTitan储能系统的热管理优化。特别是其四种控制策略对比和准稳态快速响应(0.5s)的研究思路,可...

Azmain Rashid Raiy · Samiuzzam · Yasin Khan · Mohammad Monjurul Ehsan 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.337

摘要 本研究探讨了一种创新性的集成制冷与发电联合系统的热力与经济性能，该系统结合了再热再压缩主压缩间冷超临界CO2（sCO2）循环与双效吸收式制冷循环。为评估不同输入参数对系统性能的影响，开展了详细的参数化研究。所提出的联合系统被设计用于利用核反应堆提供的600 MW热能。从热力学和㶲经济模型中提取的数据集被用于构建响应面回归模型（RSM），并通过多种误差矩阵评估其预测精度。随后，将二次回归模型与遗传算法（GA）相结合，针对三个目标函数——能量利用系数（EUF）、㶲效率（ηex）和单位产品总成本...

解读: 该核能驱动的超临界CO2联合循环技术对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。其多目标优化方法(能效、火用效率、成本)可应用于ST系列储能变流器的热管理优化,响应面-遗传算法建模思路可用于PowerTitan系统的多工况协同控制策略开发。超临界CO2循环的高效换热理念启发液冷储能系统设计,而冷热电联供架构...

Jianing Chen · Xueming Yang · Jie Cui · Yinqiao Huo 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.336

摘要 太阳能热发电技术在全球低碳能源转型中具有巨大潜力，但其大规模发展仍受到太阳辐射间歇性、系统稳定性等挑战的制约。本研究聚焦于硅藻土改性的钙基材料，揭示了硅藻土改性使放热反应机理由A3模型转变为D2模型，显著降低了8.69%的活化能，并使指前因子提高了18.19%。对填充床反应器中的放热过程进行了深入研究，阐明了温度场、反应程度及压力场的演化规律。提出了一种引入中间进气通道的创新设计，使反应时间缩短了28.57%。构建了一种新型热化学太阳能热发电（TSTPG）系统，从反应器释热特性的角度系统考...

解读: 该热化学储能技术为阳光电源ST系列储能系统提供了长时储能技术路径参考。研究中的填充床反应器放热特性优化、中间气流通道设计缩短反应时间28.57%的创新思路,可启发PowerTitan储能系统的热管理优化。4E综合评估方法(能量、火用、经济、环境)与阳光电源iSolarCloud平台的多维度系统评估理...

Huichao Zhu · Pan Zhao · Zhaochun Shi · Weihan Xu 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.336

摘要 为应对全球对清洁能源和淡水日益增长的需求，特别是在岛屿和沿海地区，提出了一种创新性的电-热-淡水三联产系统，该系统集成了氨燃料质子陶瓷燃料电池（NH₃-PCFC）、燃气轮机（GT）和气隙膜蒸馏（AGMD）。基于热力学、电化学、经济学及环境科学理论，建立了全面的4E（能量、㶲、经济、环境）数学分析模型，推导出多种性能评价指标，并量化了各组件中的不可逆损失。评估了系统的可靠性、可行性与竞争力，并对不同子系统、组件及运行模式的性能进行了比较。针对七个关键参数，开展了局部敏感性分析、全局输入-输出...

解读: 该氨燃料三联供系统的4E优化方法对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。其多目标遗传算法优化策略可应用于PowerTitan储能系统的能量管理,通过调节充放电电流密度、温度等参数实现能效与成本的帕累托最优。系统45.78%的火用效率和94.69%的综合能效为ST系列PCS的热管理优化提供参考。特别是其敏...

Chengyu Zhang · Guopeng Yub · Youcai Liang · Guorui Linga · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.336

摘要 为应对不断上升的燃油成本以及航空排放带来的环境问题，本文提出了一种集成的多学科研究框架，用于探索以氢为燃料的回热式旋翼机动力装置概念。整体方法涵盖了一系列分析，包括旋翼机飞行动力学、涡轴发动机仿真、氢气储存以及回热器性能评估。此外，在改装旋翼机的背景下开展了设计空间探索和重量 penalty 评估，以考察系统集成性与整体性能。针对多种推进构型进行了对比研究，包括以煤油或氢为燃料的简单循环与回热循环，重点关注燃油经济性与有效载荷能力。分析表明，储氢罐重力效率和回热器热有效性是影响系统重量 p...

解读: 该氢燃料旋翼机动力系统研究对阳光电源氢能储能及充电站产品具有重要参考价值。研究中热回收器效率提升23-44%的能效优化思路,可应用于ST系列储能变流器的热管理系统设计。氢储能罐重量效率评估方法,可借鉴至PowerTitan储能系统的能量密度优化。多学科集成分析框架对阳光电源开发氢能充电站及氢-电混合...

Yuan Hea · Chun Yang · Yu-Bing Tao · Ya-Ling He · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.334

摘要 热电发电机（TEG）在废热利用和清洁能源发电中发挥着重要作用。然而，目前对TEG结构与其安全温度之间的关系关注不足，且尚未有关于TEG在外层空间应用的研究报道。本研究建立了在外层空间运行的TEG三维热-电-力耦合模型，并对其电学与力学性能进行了分析。首先，对比了三种不同结构和工作温差下的典型TEG工况，阐明了TEG应用于外层空间时所具有的优势（高效率与高功率密度）以及面临的问题（高热应力）。随后，系统分析了TEG的结构参数与运行参数对其电学和力学性能的影响，确定了关键设计变量并揭示了变量间...

解读: 该热电发电机热-电-机械耦合优化研究对阳光电源SiC功率器件热管理具有重要参考价值。文中铜排应力集中问题与我司ST系列储能变流器、SG光伏逆变器的母排设计高度相关。其多参数协同优化方法可应用于电动汽车驱动系统功率模块散热设计,特别是SiC器件在高功率密度工况下的热应力控制。三维耦合建模思路可移植至充...

Wenjuan Zhao · Jun Wang · Bin Li · Enyi Hu 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.334

摘要 质子陶瓷燃料电池（PCFCs）是一种具有前景的碳中和发电技术，其利用在稳定的钇掺杂锆酸钡（BZY）电解质中表现出的高质子电导率。然而，由于烧结性能差以及电阻性晶界导致整体质子电导率降低，限制了其实际应用。在本研究中，我们提出了一种基于BZY电解质的免烧结超快质子陶瓷燃料电池（S-PCFC），该电池通过一种非晶粘结界面实现。S-PCFC通过一种简便且可扩展的干压工艺原位制备，避免了传统空气中高温烧结的需求。在电化学运行过程中，氢氧化锂与碳酸锂的熔融混合物被原位嵌入，在晶界处形成非晶粘结界面。...

解读: 该质子陶瓷燃料电池技术通过非晶粘附界面实现超快离子传输,对阳光电源氢能及储能系统具有启发意义。其免烧结工艺和原位界面调控思路可借鉴至电力电子器件封装优化,降低SiC/GaN功率模块的界面热阻。520℃下0.257 S·cm⁻¹的质子电导率突破,为分布式氢燃料电池-储能耦合系统提供新方向,可与ST系列...

Kangjie Liu · Zhiyu Han · Junbo Zhang · Ziwei Tang 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332

摘要 重型卡车在汽车领域中占据了相当大比例的石油消耗和二氧化碳排放。然而，其向低碳可再生能源的转型进程却落后于乘用车。本研究系统评估了多种低碳燃料动力系统及燃料-电力混合系统在重型长途卡车上的性能、能耗、全生命周期成本（TCO）以及油井到车轮（WTW）的二氧化碳排放表现。所考虑的燃料包括液化天然气（LNG）、甲醇、氢气和电能，而评估的混合系统构型则涵盖串联式、并联式和混联式。首先对这些柴油-电力混合系统的结构参数进行了优化，以提升其性能与成本效益。结果表明，混联式设计为最有效的构型，并被进一步应...

解读: 该研究揭示重卡混合动力与低碳燃料的协同减排路径,对阳光电源充电桩及储能业务具有战略价值。研究证实电池-燃料混合系统优于纯内燃机,验证了阳光电源充电站配套储能系统的市场潜力。氢能与甲醇重卡的TCO分析表明,需通过可再生能源制氢/醇降低全生命周期碳排,这与阳光电源光伏-储能-制氢一体化解决方案高度契合。...

Arun Monda · Amish Kumar Gauta · Neeraj Khare · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332

摘要 混合能量收集装置通过同时利用多种能源来发电，有望提升功率效率。然而，为了从混合器件中实现更高的效率，两个独立器件的输出功率需要具有可比性。本文研制了一种集摩擦纳米发电机（TENG）和热电发电机（TEG）于一体的单一混合器件，能够同时收集热能和机械能。该混合器件中的TEG部分在温差ΔT约为12.5 K时产生约35 μW/cm²的最大功率密度，而TENG部分单独工作时也产生了约32 μW/cm²的最大功率密度。由于热电与摩擦电组件的功率密度相近，使得该混合器件具有更高的整体效率。与以往报道的结...

解读: 该混合能量收集技术对阳光电源电动汽车驱动系统具有启发意义。TENG-TEG混合器件同时捕获机械振动和热能,功率密度达32-35 μW/cm²,混合输出提升37%。可应用于电动汽车OBC充电机和电机驱动系统的余热回收与振动能量捕获,优化辅助电源设计。结合阳光电源三电平拓扑和SiC功率器件技术,可提升驱...

Juhuan Qin · Haozhong Huang · Hualin Lu · Zhaojun Li · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332

摘要 深度强化学习已成为实现混合动力汽车在线优化能量管理的有力候选方法。然而，以往的研究尚未考虑混合电驱动系统中关键部件整体热特性对系统性能的影响。本文针对插电式混合动力汽车，提出一种基于深度确定性策略梯度算法并考虑电驱动系统热特性的能量管理策略，旨在将电池和电机的温度控制在安全范围内，同时提升车辆的整体性能。首先，构建了电池与电机的温度模型，并将其引入能量管理策略框架中；其次，采用基于深度确定性策略梯度的智能算法调节权重系数，以实现多目标之间的协调优化。基于多种典型循环工况开展了仿真实验，结果...

解读: 该深度强化学习热管理策略对阳光电源电动汽车驱动系统及储能产品具有重要价值。在电机驱动器方面,可借鉴其温度预测模型优化功率器件(SiC/IGBT)热管理,降低损耗并延长寿命;在储能PCS(ST系列)中,可应用DDPG算法实现电池热状态动态调控,提升PowerTitan等系统循环寿命;在充电桩OBC产品...

Jing Nie · Jinchen Xu · Tongzheng Guo · Jiawei Wang 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332

摘要 本研究提出一种在太阳能烟囱中引入内置金属隔板的设计，以增强流体与固体之间的对流换热性能。基于曼萨纳雷斯（Manzanares）原型，通过数值模拟分析了太阳辐射强度、涡轮压降以及环境温度对流动场和热液性能的影响。采用响应面法建立输出功率预测模型。结果表明，在特定运行条件下，与原型相比，金属隔板显著提高了热效率，输出功率相对提升了9.28%，集热效率提升了21.61%，并在特定工况（SR = 1000 W/m²，ΔP = 140 Pa，环境温度 = 308 K）下实现了最大输出功率89.607...

解读: 该太阳能烟囱金属隔板强化传热技术对阳光电源光热-光伏混合系统具有启发价值。其响应面优化方法可应用于ST系列储能系统的热管理设计,通过金属隔板结构提升PCS功率模块散热效率。研究中的铝钢复合结构与蜂窝穿孔设计理念,可借鉴至PowerTitan集装箱式储能系统的被动散热优化,降低主动冷却能耗。建议结合i...

Rabih Al Hadda · Charbel Mansour · Namdoo Kim · Jigu Seo 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1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...

Bin Yu · Huashun Li · Chengze Gu · Ao Shen 等10人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.328

摘要 降低足式机器人的重量可提高其续航能力、机动性和承载能力，使其能够执行更为复杂的任务，例如从在平坦地形上行走过渡到完成具有挑战性的跳跃动作。作为液压驱动足式机器人的核心能源，液压动力单元（HPU）的重量占整个机器人总重的50%以上，具有显著的减重潜力。然而，HPU的设计与尺寸参数较为复杂，影响其重量的关键因素尚不完全明确，导致难以进行有针对性的优化。为解决上述问题，本文提出一种基于Sobol敏感性分析方法的足式机器人轻量化液压动力单元（LHPU）设计方案。首先，建立了LHPU关键部件的重量模...

解读: 该液压动力单元轻量化设计方法对阳光电源电动汽车驱动系统具有重要借鉴意义。文中基于Sobol敏感度分析的参数优化思路可应用于电机驱动器、车载充电机(OBC)等产品的轻量化设计,通过识别关键影响参数实现40%以上减重。该方法可指导阳光电源优化电驱动系统的电机-控制器匹配、散热结构集成化设计,提升新能源汽...