Taoufiq Kaoutar · Hasna Louahli · Pierre Schaetze · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.341

摘要 本研究探讨了基于氢能源系统的集成与优化，重点在于将金属氢化物（MH）储氢与质子交换膜燃料电池微型热电联产（PEMFC MCHP）系统相结合，应用于住宅领域。该MH储氢系统与热泵耦合运行，充放电压力为10 bar。采用COMSOL 6.1版本软件，利用固体与流体传热模块及Brinkman方程模块建立模型，并通过实验数据进行验证，同时应用机器学习方法（前馈神经网络）对MH动态过程进行预测性建模。研究发现，较小的500 NL储氢罐具有较高的质量比热需求，但氢气动力学性能更优，可在一小时内达到约7...

解读: 该氢储能-燃料电池mCHP系统研究对阳光电源储能及户用产品线具有重要参考价值。金属氢化物储能的热管理优化思路可借鉴至ST系列储能变流器的温控策略;研究中采用的机器学习预测建模方法与iSolarCloud平台的预测性维护技术高度契合,可用于优化户用光伏-储能系统的充放电策略;燃料电池mCHP的冷热电联...

Wenjie Qiac · Jiaxing Yanga · Zhigang Zhang · Jieyang Wuab 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.340

摘要 电池热管理是纯电动汽车面临的主要挑战之一，热失控事件引发了公众安全担忧。针对车辆动力电池在高放电倍率下模块温度过高及热均衡性不足的问题，本文提出一种基于电池模组温度分布特性的新型圆柱形锂离子电池缠绕式冷却带结构。通过对四种冷却结构的热-水力性能进行对比分析，结果表明所提出的结构在电池热管理应用中表现出更优的性能。在固定质量流量条件下，系统研究了冷却带几何结构对热管理性能的影响。热-水力分析表明，主通道高度为24 mm、支通道高度为16 mm的分叉式冷却带设计可使散热效率达到最大。采用正交试...

解读: 该圆柱电池缠绕式冷却带技术对阳光电源储能系统和充电桩产品具有重要应用价值。针对PowerTitan等大型储能系统,该分叉式冷却结构可优化电池热管理,降低最高温度6.31K并减少39.02%压力损失,提升系统安全性和能量密度。对于充电站大功率快充场景,该技术可改善电池包温度均匀性,延长循环寿命。建议结...

Javad Mohammadpour · Danah Ruth Cahanap · Danish Ansari · Christophe Duwig 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.340

摘要：聚光光伏（CPV）系统因其高效率和紧凑的设计，能够支持绿色氢气生产，并有助于实现联合国可持续发展目标7（经济适用的清洁能源）。然而，若热管理不当，其性能和使用寿命会受到显著影响。为应对这一挑战，本研究提出了一种数据驱动的框架，可在提升CPV系统热性能优化效果的同时，降低对计算密集型仿真的依赖。本文评估了一种新型变高度针翅片散热器，旨在最小化最高温升、温度不均匀性以及压降。研究评估了五种基于树结构的机器学习（ML）模型，包括决策树、随机森林、梯度提升、XGBoost和CatBoost，其中C...

解读: 该CPV热管理优化技术对阳光电源高功率密度产品具有重要借鉴价值。研究中采用的机器学习驱动多目标优化方法可应用于ST系列储能变流器和SG系列大功率逆变器的散热设计优化,通过CatBoost等算法替代传统CFD仿真,显著降低热设计迭代成本。变高度翅片散热器设计理念可用于PowerTitan储能系统功率模...

M.A.Bamdez · G.R.Molaeimanes · R.Mohammadi Saman Kand · M.Mostajera · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.339

摘要 电动汽车已成为应对日益加剧的化石燃料消耗与环境污染问题的有前景解决方案。然而，运行温度条件在决定电动汽车电池效率与安全性方面起着关键作用。将电池温度维持在最佳范围内，对于确保车辆高效可靠运行至关重要。本研究选取伊朗三个不同气候区——温带（德黑兰）、寒带（大不里士）和热带（班达尔阿巴斯）——进行分析，强调了环境温度与太阳辐射对电池效率、能耗及整车性能的重要影响。通过构建车辆仿真模型，研究评估了乘员舱与电池的热动态特性，并着重指出，为延长电池寿命并提升车辆可靠性，需将乘员舱温度维持在22 °C...

解读: 该研究揭示不同气候区电动汽车能耗与电池老化规律，对阳光电源充电桩及储能系统设计具有重要参考价值。寒冷地区加热需求使能耗增加18%，而温暖地区电池容量衰减加速至10%。建议：1)充电站配置ST系列储能系统，结合气候特征优化充放电策略；2)开发智能热管理算法，通过iSolarCloud平台实时监测环境温...

Xiang-Wei Lin · Zhifu Zhou · Maochang Liu · Bin Chen 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.336

摘要 电池储能系统在应对可再生能源间歇性方面正变得日益重要，但其广泛应用仍受到热管理问题的制约。然而，单一的热管理策略难以保障储能电池系统的整体性能。本研究针对280 Ah锂离子电池包，提出了一种结合拓扑翅片结构、相变材料与主动液冷的混合热管理策略。建立了流-热-相变耦合的数值模型，并通过实验验证了其准确性。同时，定义了一种新的综合评价参数，用于表征热管理系统整体性能。基于此，开展了对比研究，评估了三种冷却策略的效率。尽管混合设计带来了额外质量，但拓扑翅片结构不仅在相变材料中构建了高效的导热通路...

解读: 该混合热管理技术对阳光电源PowerTitan等大容量储能系统具有重要应用价值。研究中的拓扑翅片-相变材料-液冷三重耦合方案,可直接应用于ST系列PCS配套的280Ah电芯模组热管理优化。其综合评价参数降低0.2-0.273的性能提升,为iSolarCloud平台的预测性维护提供热模型支撑。代理模型...

Rong Xu · Kaiyuan Wang · Zhongguo Zhao · Wenhu Li 等12人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.334

摘要 相变材料在热管理领域具有广泛应用，但由于光热转换效率低和易泄漏等问题，其在新能源转换与存储领域的应用受到限制。本研究通过溶液共混、定向冷冻、化学气相沉积处理和真空浸渍方法制备了一种垂直取向的聚乙烯醇/MXene/正二十八烷复合相变材料。MXene的引入拓宽了材料的光吸收光谱，增加了复合相变材料的表面粗糙度，有助于形成额外的热传导通路并提高负载能力。通过化学气相沉积法对材料进行甲基三乙氧基硅烷改性后，显著增强了聚乙烯醇/MXene气凝胶与正二十八烷之间的相互作用，进一步提升了材料的负载能力、...

解读: 该复合相变材料技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。其97.1%的光热转换效率和236 J/g高焓值可优化PowerTitan储能柜的热管理系统,解决电池模组散热难题。垂直取向结构与MXene增强的0.42 W/(m·K)热导率,可应用于ST系列PCS功率器件散热设计,提升SiC/IGBT模块可靠...

Christopher Gradwohl · Dan Cornelius Maxim · Shama Islam · Thomas Kienberger · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.334

摘要 全球能源格局正在经历一场向更清洁、更可持续以及可再生能源转型的深刻变革。然而，可再生能源固有的间歇性、储能能力有限以及电网输电约束，导致电力供需出现显著波动。为维持电网的稳定性与韧性，亟需先进的灵活性调节措施，尤其是在中低压配电网中。热泵结合热能储存系统时，能够提供一种可控且适应性强的负荷形式，可根据电网运行状况进行调节，因而展现出良好的应用前景。本研究探讨了在分布式能源系统中，通过灵活调控热泵运行以满足供热需求的理论潜力，旨在提升可再生能源的消纳水平并降低局部电网负荷。与以往侧重于系统设...

解读: 该研究的热泵-储能协同优化策略对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要应用价值。通过多目标优化框架实现自发自用率提升与成本降低的平衡,可直接应用于iSolarCloud平台的智能调度算法。研究验证的日前电价需求响应策略,可增强阳光电源储能系统在中低压配电网的削峰填谷能力,为热泵...

ELSaeed Saad ELSihyac1 · Mostafa M.Abd El-Samiebc1 · Mohamed I.Hassan Ali · Zuyuan Wanga · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.333

摘要 在聚光光伏/热（CPV/T）系统中，由于存在显著的热损失以及光伏电池与热吸收体之间热解耦不足，有效利用太阳光谱仍具挑战性。本研究报道了一种新颖的旁路式CPV/T设计，采用水既作为光谱液体滤波器（SLF），又作为主动冷却剂，并结合相变材料（PCM）实现被动冷却。通过详细的三维计算流体动力学模拟，探讨了混合CPV/T-PCM/SBS（光谱光束分离）系统的整体性能，并确定了最大化能量产出和经济可行性的关键参数。虽然增加SLF厚度有助于提高热回收效率，但由于光伏波段内的光传输减少，导致发电量下降；...

解读: 该CPV/T光谱分离与相变储热技术对阳光电源ST系列储能系统和SG光伏逆变器产品线具有重要启示。研究中的多物理场耦合优化方法(光学-热学-流体协同)可应用于PowerTitan储能热管理设计,通过相变材料被动冷却提升电池安全性。光谱分离思想可启发光伏逆变器MPPT算法优化,针对不同光谱条件动态调整工...

Hyung Won Choia1 · Ja Ryong Kooa1 · Yong Tae Kang · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332

摘要 本研究提出了一种新型混合系统，将热泵（HP）与吸附热电池（STB）相结合，旨在实现热能储存的电气化。该集成方式能够同时提升热能的数量与品质，有效缓解能源供需之间的不匹配问题。为评估并优化该系统在实际应用中的性能，本文分析了三个关键性能指标：系统性能系数（COP）、储能效率和储能密度（ESD）。鉴于这些指标的最优运行点存在相互冲突，本文引入了一个加权性能指标（WPI），对各基础指标赋予相应权重。该方法有助于制定综合优化策略，并针对不同实际应用场景确定最优运行条件。结果表明，在进水温度为35 ...

解读: 该热泵-吸附式储热电池混合系统对阳光电源ST系列储能产品具有重要启示。研究中的加权性能指标优化方法(WPI)可借鉴至PowerTitan储能系统的多目标协同控制策略,平衡功率密度、能量密度与系统效率。其热量品质提升技术与阳光电源PCS的能量管理算法存在协同潜力,可应用于工商业储能场景的冷热电三联供系...

Yue Yang · Mostafa M.Abd El-Samiebca1 · Ahmed M.I.Abutali · Mohamed I.Hassan Ali 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332

摘要 聚光光伏/热系统的热稳定性和光谱吸收问题仍然制约着其效率的提升。本研究提出了一种新型聚光光伏/热系统，采用集成选择性液体滤光器与相变材料的混合光谱滤光装置。创新的数值方法被应用于实现三维多物理场建模，独特地考虑了相变材料在相变过程及不同波长下的光学行为变化。在完成模型验证后，性能分析探讨了运行条件和设计参数对产出、效率以及市场可行性的具体影响。研究结果表明，将相变材料与选择性液体滤光器相结合可有效增强热管理能力，稳定光伏组件温度，并改善光谱吸收特性，从而提高整体产出。所提出的系统设计实现了...

解读: 该CPV/T混合光谱滤波技术对阳光电源SG系列光伏逆变器及储能系统具有重要启示。相变材料的光谱调控与热管理机制可优化我司1500V系统的温度稳定性,提升MPPT算法在高温工况下的追踪精度。研究中的多物理场耦合建模方法可应用于PowerTitan储能系统的热管理优化,特别是SiC器件在高功率密度场景下...

Haoyuan Chen · Kunfeng Liang · Chunyan Gao · Yunpeng Zhang 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.332

摘要 随着纯电动汽车的快速发展，相关技术问题仍然存在，高效可靠的热管理系统是提升整车性能的核心挑战之一。本研究提出一种多模式直接冷却热管理系统，旨在满足温度控制需求的同时，优化能源效率、成本及环境影响。建立了系统的实验与仿真平台作为数据来源，并构建了包含三个指标的热力学分析框架，利用实验数据评估不同运行参数对系统性能的影响。结果表明，系统蒸发温度升高5 °C时，在两种模式下总能量损失降低约12.6%，环境影响减少4.65%，但成本均增加约12%；系统在不同运行模式下均存在一组最优运行参数。在热力...

解读: 该热管理多目标优化技术对阳光电源电动汽车充电及储能热管理系统具有重要价值。研究中的热力学三指标评估体系(能效、成本、环境影响)可应用于ST系列PCS和PowerTitan储能系统的温控优化,通过遗传算法实现参数虚拟标定,提升18.2%火用效率同时降低30.9%环境影响。该方法可指导阳光电源OBC车载...

José Eduardo Sanson Portella Carvalho · Florian Pradell · Romuald Rullièr · Rémi Revellin · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.329

摘要 实现能源转型需要采取良好的实践，以实现更优的能源管理并提高能效，同时广泛利用可再生能源和储能技术，并将其优化以满足用户需求。在此背景下，本文建立了一种数值模拟方法，研究适用于巴西里约热内卢典型并网住宅建筑的三联供（电力、供热和制冷）系统方案。所研究的混合式制冷、热、电联产系统配置主要由光伏组件、小型压缩空气储能系统（包括带有中间冷却器和预热器的压缩机与透平以及两个空气储罐）以及作为热能储存装置的水箱组成。该系统在准稳态工况下通过能量、㶲、㶲经济与环境（4E）分析进行综合评估。全年运行分析使...

解读: 该混合CCHP-光伏-压缩空气储能系统研究对阳光电源户用储能解决方案具有重要参考价值。系统实现94.3%电力自给率和44.3%三联供效率,验证了光储一体化在住宅场景的技术可行性。可结合阳光电源SG系列户用逆变器、ST系列PCS及PowerTitan储能系统,通过iSolarCloud平台实现季节性负...

Antoine Laterr · Guido Francesco Frat · Vincent Lemort · Francesco Contino · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325

摘要 在住宅系统中，光伏（PV）能源的日益广泛应用带来了诸多挑战，尤其是应对日间和季节性的间歇性问题。为了减少弃电并最大化自发自用率，分布式灵活性方案至关重要。在此背景下，卡诺电池——结合热泵、储热系统和热机的技术——在与光伏发电协同实现热电综合管理方面展现出良好前景。然而，目前尚未明确实现最大成本效益所需的经济模型（投资成本、电价体系）和控制策略（热能/电能释放、季节性影响）。因此，本研究探讨了将卡诺电池集成至一个配备光伏系统的20户住宅区的可行性。通过采用二次约束线性规划模型，识别出在不同投...

解读: 该卡诺电池技术为阳光电源户用储能系统提供重要启示。研究证实热泵+储热+发电机组合在零上网电价场景下经济性最优,与公司ST系列PCS及PowerTitan储能方案形成互补。可探索将热电联供功能集成到户用光储系统中,通过iSolarCloud平台实现热电协同优化控制。动态电价下储能容量需求增加,验证了阳...

Subhani Shaik · Vandana Kumari Jh · Ganghyeon Ba · Duckjong Kim · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325

摘要 在快速发展的储能技术领域，实现高效性与可持续性已成为关键目标，其中吸附过程发挥着至关重要的作用。由于气凝胶基结构具有固有的多孔性和可定制的架构，能够显著促进传热与传质性能，因此该吸附过程可从中获得巨大优势。然而，尽管已有大量研究致力于优化气凝胶微观结构以提升吸附性能，但将这些材料集成到实际储能系统中仍面临挑战。为克服这一难题，本文提出一种流动驱动的定向冷冻铸造技术，可在管状部件表面集成具有径向取向孔道网络的气凝胶，形成高度有序、类似鳍片的结构。该创新方法显著提升了气凝胶在真实储能系统中的实...

解读: 该气凝胶定向冷冻铸造技术对阳光电源储能系统具有重要价值。通过径向孔网络结构实现的35%吸附/解吸时间缩短和61%功率密度提升,可直接应用于ST系列PCS和PowerTitan储能系统的热管理优化。该技术的快速传热传质特性能显著改善电池热失控防护和温控效率,降低HVAC能耗。建议在储能集装箱级联散热方...

Xiang-Wei Lin · Ming-Yu Shi · Zhifu Zhou · Bin Chen 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325

摘要：基于锂离子电池构建储能系统已成为缓解可再生能源间歇性问题、提高其利用效率的有前景途径。在此背景下，热管理技术需在不消耗大量功率的前提下维持电池的温度水平与热均匀性。然而，传统冷板通常采用试错法设计，存在热性能与流动阻力之间的权衡难题。本研究针对电池模组提出了一种融合电化学、流体动力学和传热场的多物理场耦合模型，同时引入多目标拓扑优化方法，在给定约束条件下自由演化嵌入冷板内的流体域分布。多目标函数采用归一化加权求和方法构建。在此基础上，通过响应面法建立设计参数（即雷诺数和权重系数）与冷板性能...

解读: 该多目标拓扑优化冷却技术对阳光电源ST系列储能系统及PowerTitan产品具有重要应用价值。研究针对280Ah大容量棱柱电池的液冷板优化,通过多物理场耦合模型和遗传算法实现热管理性能与压降的最优平衡,相比传统直通式冷板换热能力提升15.6-42.2%。该方法可直接应用于阳光电源液冷储能系统的冷板设...

Magui Mam · Elie Solai · Tommaso Capurs · Amelie Danlo 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325

摘要 锂离子电池技术的快速发展伴随着新能源存储时代在各个领域的到来，例如交通（电动汽车）、电力生产与调度。随着对更高性能、更长寿命和更高安全性的需求不断增长，开发复杂的建模方法已成为预测和优化电池行为的关键工具。本综述整合了当前锂离子电池建模领域的最新进展，涵盖从颗粒级模拟到电池包级热管理系统的多个尺度，涉及粒子尺度的简化方法、微观尺度的电化学模型以及包含热效应和产热预测的电池尺度电气模型。此外，作者强调了将高精度的基于物理机制的模型与热力学方法（如电化学-热耦合模型）相结合的日益增长趋势，以全...

解读: 该多尺度锂电池建模技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要应用价值。电化学-热耦合模型可优化BMS热管理策略,提升电池安全性和寿命预测精度。粒子级到Pack级的多尺度仿真方法可指导储能系统热失控防护设计,增强iSolarCloud平台的预测性维护能力。该建模框架亦可应用于充...

Jilin Rena · Shucheng Zhang · Hongxiao Zheng · Xiang Yina 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.346

摘要 R744热管理系统（TMS）由于CO2作为制冷剂具有环境友好性和优异性能，被视为电动汽车（EVs）的有前景解决方案。然而，当前研究仍局限于台架试验和仿真，未能全面评估其在真实车辆运行场景下的动态应用效果，因而难以有效延长续航里程。本研究构建了能量流动态测试系统，并在电动汽车环境试验实验室中开展了实车实验。采用动态能量流动态分析方法，总结了环境温度、热管理需求、车速及行驶时间对能量流分布的具体影响。通过逐步细化时间尺度的分析过程，获得了更为丰富的电动汽车能量流动信息，揭示了R744 TMS的...

解读: 该R744热管理系统动态能流分析技术对阳光电源电动汽车充电站及储能系统具有重要借鉴价值。研究揭示的温度、车速对能耗分布的影响规律,可应用于充电站智能调度策略优化,通过iSolarCloud平台实现充电功率动态调节。其区间次优控制方法可启发ST系列PCS的热管理优化,在环境温度波动时保持系统稳定性。动...

Longbing Yia · Xuefeng Zheng · Yuan Liua · Wen Honga 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.345

摘要 能量转换与功率器件热管理的重要性推动了对高转换效率和高效散热技术的研究。本文通过理论与实验方法，将β相氧化镓（β-Ga2O3）肖特基势垒二极管（SBDs）集成于热电模块（TEM）上，实现了热能回收与主动冷却的双向运行模式。结果表明，提高换热系数可显著提升TEM的性能。对于热电发电机（TEG），最大净输出功率和净转换效率分别提高了0.82 W和3.2%，相较于自然对流条件下的性能，提升了约6.7倍和2.6倍。对于热电制冷器（TEC），考虑SBD输出功率改善后，性能系数（COP）从2.88提升...

解读: 该β-Ga2O3肖特基二极管与热电模块集成技术对阳光电源功率器件散热管理具有重要参考价值。研究展示的双向运行模式(废热回收发电+主动冷却)可应用于ST系列PCS和SG逆变器的热管理优化,特别是SiC/GaN器件的高功率密度应用场景。热电发电效率提升6.7倍和TEC性能系数提升22.2%的数据,为EV...

Morteza Khoshvaght-Aliabadi · Afsaneh Nasrolahzadeh · Seyed Hosein Mazloumi · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344

摘要 管理高热流密度电子器件的热负荷仍是电子工业中的主要挑战，推动了对先进散热器设计和高效冷却剂的需求。本研究探讨了基于新型混合结构（结合直通道与波纹通道）的超临界CO2（sCO2）冷却散热器在不同质量通量和运行压力下的性能表现。结果表明，波纹段内产生的迪恩涡显著增强了湍流动能，并破坏了热边界层，使传热系数提高了约50%，并在研究的操作范围内使基底温度降低了约10 K。对于以直通道为主的模型，增加sCO2质量通量可更显著地改善传热性能；而对于以波纹通道为主的模型，压降对质量通量变化更为敏感。尽管...

解读: 该超临界CO2混合式散热技术对阳光电源储能系统和大功率变流器具有重要应用价值。研究显示的50%传热系数提升和10K温降可直接应用于ST系列PCS和PowerTitan储能系统的功率模块散热优化,特别是SiC/IGBT器件的热管理。直-波纹混合通道设计可改善温度均匀性(温差<5K),有助于提升三电平拓...

Shiwei Huab · Shuo Zhang · Shiqing Chena · Xinjing Zhanga 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344

摘要 金属氢化物储氢是一种具有高储氢密度和低压特性的固态储氢方式。其性能面临吸氢过程余热未回收、释氢依赖电加热等挑战。有效的热管理对于推动金属氢化物大规模储氢应用至关重要。本研究提出一种基于热泵结合蓄热的金属氢化物热管理系统，以提升能量利用效率。该系统通过热泵回收吸氢过程产生的低品位热量，并将其升级为可用于释氢过程的高品位热量；蓄热单元则用于降低能耗，并在吸氢与释氢过程中快速提供所需热量。建立了热管理系统与金属氢化物反应器的耦合仿真模型，分析了在不同水温条件下系统的性能表现，包括水温与合金温度变...

解读: 该热泵-储热耦合氢储能热管理技术对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。金属氢化物储氢的吸放热特性与ST系列储能变流器的热管理需求高度契合:通过热泵回收吸氢过程低品位热并升级用于放氢,系统COP达5.4,较电加热提升470%,可显著降低PowerTitan等大型储能系统的温控能耗。该技术可启发阳光电源在...