Huan Yea · Fengxiang Chena · Yaowang Peia · Zhipeng Houb 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344

摘要 金属氢化物（MH）作为一种低压氢气储存介质，其固有的压力特性使其特别适用于家庭应用。然而，与直接电能储存方法相比，氢气储存路径的能量往返效率较低，凸显了开发有效废热回收策略的迫切需求。本研究旨在提升家用氢能储存系统的整体效率。首先建立了一个针对基于金属氢化物的氢能储存系统的集成热管理系统（ITMS）模型，并对水电解、金属氢化物及燃料电池部分进行了模型验证。随后分析了氢气吸收与解吸过程，通过联合调控流量、压力和温度以优化系统性能。评估并比较了电力-氢能-电力（P2H2P）和热电联产（CHP）...

解读: 该金属氢化物储能热管理技术对阳光电源户用储能系统具有重要参考价值。研究中P2H2P模式47%效率与CHP模式87.5%综合效率的对比,为ST系列PCS与户用光伏系统的热电联供方案提供优化思路。特别是Level-of-Hydrogen在5%-95%区间的温度控制策略,可借鉴应用于PowerTitan储...

Xikai Tuab · Zhiming Taoa · Jin Lva · Yin Guanb 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344

摘要 质子交换膜燃料电池（PEMFC）为无人机（UAV）提供了一种有前景的清洁能源解决方案。尽管在无人机应用中，风冷式PEMFC的空气化学计量比（ASR）在零加速度条件下的研究已较为广泛，但其在非零加速度条件下的最优行为仍鲜有探索，这阻碍了有效的热管理和输出性能优化。本文建立了一个耦合的PEMFC–UAV建模框架，以优化加速度及不同海拔条件下的ASR。结果表明，与零加速度条件相比，最优ASR随海拔高度和加速度的变化表现出显著差异。在海平面（0 m）处，ASR对加速度最为敏感：在0 m/s²时基准...

解读: 该PEMFC动态建模技术对阳光电源氢能储能系统及EV充电站具有重要参考价值。研究中的空气化学计量比自适应优化策略可借鉴至ST系列储能变流器的热管理系统,特别是在动态负载工况下的温度均匀性控制。非零加速度条件下的电压一致性提升方法(最高87.45%)可应用于PowerTitan储能系统的电池组管理,优...

Wentao Zhang · Xingchi Jiang · Zhu Cheng · Wenxin Hu 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344

摘要 辐射冷却（RC）是一种可持续的零能耗冷却技术，通过热辐射将热量散发至外太空，实现自发冷却，具有广阔的发展潜力。然而，辐射冷却材料（RCMs）的性能受到天气变化和冷却能力有限的制约，限制了其在多样化热管理需求中的应用。为克服这些局限性，本研究提出一种创新的热管理材料（TMM），该材料协同集成了辐射冷却与潜热存储功能，能够实现高效的热辐射、能量存储以及动态温度调节。其中，RC模块在白天和夜间均可被动地向外太空发射热辐射，确保持续冷却；相变材料（PCM）模块则吸收RC过程中多余的冷量，防止过度冷...

解读: 该辐射冷却与相变储热协同技术对阳光电源储能系统热管理具有重要价值。ST系列PCS和PowerTitan储能柜在高功率运行时面临散热挑战,该技术可实现零能耗被动冷却并通过PCM模块平抑温度波动,延长冷却时效252分钟。特别适用于户外储能柜和充电站设备,可降低主动冷却能耗20%以上,提升系统全天候热稳定...

Jingjing Bai · Yincai Zhao · Fangqiong Luo · Tong Sun 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344

摘要 在高湿度或大温度波动条件下，高功率器件表面通常会发生结露现象，导致腐蚀、短路和性能退化。传统的防结露方法难以满足此类器件高热流密度散热的需求。本研究提出了一种低成本、实用的防结露型变导热系数热管（VCHP），以应对兼顾防结露与高热流密度散热的双重挑战。通过对VCHP设计参数的优化发现，不可凝气体的充注压力是影响热阻的关键因素，而充液率和储液腔长度的影响相对较小。研究结果表明，VCHP在不同冷却条件和重力环境下表现出显著的可变热阻特性，在低功率下热阻可达1.95 °C/W，而在高功率下则降低...

解读: 该可变热导热管技术对阳光电源储能系统和大功率PCS具有重要应用价值。ST系列PCS和PowerTitan储能系统在高湿度环境下面临结露与散热的双重挑战,VCHP方案可实现低功率时热阻1.95°C/W防结露、高功率时0.09°C/W高效散热的动态平衡。特别适用于沿海储能电站、户外充电桩等高湿场景,可替...

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...

Haocheng Wang · Haoyu Wanga · Jing Wangc · Ding Luod 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

有效的热管理对于高功率器件（如金属氧化物半导体场效应晶体管）至关重要，因为过高的温度会降低其性能和可靠性。现有研究通常将热源简化为恒定功率区域，忽略了周期性热循环的影响。此外，针对循环功率负载下的热量累积问题缺乏深入研究，而在比较不同针翅几何结构时又常常忽视体积一致性。本研究通过建立一个基于碳化硅的金属氧化物半导体场效应晶体管系统的三维瞬态模型，弥补了上述不足；该系统可在150 °C以内稳定运行，并引入正弦变化的功率负载以及材料特定的产热区域。本文数值评估了不同类型相变材料、针翅形状及体积比下的...

解读: 该研究针对SiC-MOSFET周期性热循环管理,对阳光电源ST系列PCS和PowerTitan储能系统具有重要价值。研究提出的微胶囊相变材料结合膨胀石墨方案可降温15.7%并改善均温性36.9°C,可直接应用于功率模块散热优化。圆形翅片设计和12%体积配比策略为三电平拓扑中SiC器件热管理提供量化依...

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...

Qi Liua · Zijian Zhaoa · Zhe Lina · Haifeng Wangb 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342

流道结构的优化对于质子交换膜燃料电池（PEMFC）在提升功率性能过程中的热能与能量管理至关重要。本研究分析了在双极板中设计的新型波浪形流道对大规模PEMFC电堆功率性能的改善效果。该新型波浪形流道的特点在于氢气与空气波浪形流道在空间上的重叠布置，以及双极板中气体通道与冷却剂通道的非对称几何结构。通过实验评估了采用波浪形流道的大规模PEMFC电堆的功率密度。建立了三维耦合数值模拟模型，用于研究流动动力学、传热传质及电能输出特性。在不同冷却剂温度（60 °C至80 °C）条件下，对比讨论了气体流速与...

解读: 该PEMFC波浪流道优化技术对阳光电源氢能储能系统具有重要借鉴价值。研究中的热管理策略(60-80°C冷却温度优化)可应用于ST系列PCS的液冷系统设计,通过流道结构创新降低欧姆热源和熵产生。波浪流道产生的间歇速度模式增强传质的机制,可启发PowerTitan储能系统的散热通道优化,提升功率密度。三...

Chongkun Shaoa · Peilun Wanga · Ji Miab · Pengfei Jiang 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.341

采用吸热型碳氢燃料（EHFs）进行主动冷却是解决高超声速飞行器热管理问题的有效方案。EHFs的等压比热容是设计先进热管理系统的重要参数之一。然而，由于测量分辨率不足、燃料在热化学反应过程中组分发生变化以及能量守恒计算存在偏差，准确测量其等压比热容仍面临显著挑战。为应对上述挑战，本研究开发了一种新型分布式流动量热仪，其中量热微通道（Φ3.0 × 0.5，1000.0 mm）通过分辨率为0.45 mm的红外热成像技术被划分为2200个微元。基于轴向差异法，可沿微通道确定EHFs的位置-温度-组分之间...

解读: 该分布式流动量热法对阳光电源液冷热管理系统具有重要参考价值。ST系列储能变流器和PowerTitan系统在大功率运行时面临SiC器件散热挑战,文中提出的微通道高精度温度分布测量技术(0.45mm分辨率)可用于优化液冷微通道设计。特别是温度-位置-组分映射方法,能指导冷却液在298-1173K宽温域的...

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...

Zhihao Sun · Yanyan Li · Guanchen Liao · Xianglong Luo 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.334

质子交换膜燃料电池（PEMFC）是一种具有前景的清洁能源技术；然而，有效的热管理仍然是一个关键挑战，尤其是在高功率密度下，温度分布不均会严重影响电堆的性能和寿命。沸腾冷却利用冷却剂的相变过程，为提升PEMFC的热管理水平提供了潜在解决方案。尽管该技术前景广阔，但其在燃料电池电堆中的实际应用尚未得到充分探索。本研究旨在通过构建性能测试平台，系统评估在沸腾冷却条件下PEMFC的温度特性和输出性能，以弥补这一研究空白。采用壁面温差（Td）和温度均匀性指数（TUI）来评价温度均匀性，并重点分析冷却剂入口...

解读: 该PEMFC沸腾冷却技术对阳光电源氢能战略布局具有重要参考价值。研究中的相变冷却方案可借鉴至大功率PCS功率器件散热,特别是ST系列储能变流器中SiC模块的热管理优化。温度均匀性提升47-58%的成果,可应用于充电桩大功率模块设计,解决功率密度提升带来的局部过热问题。多参数协同优化方法论对iSola...

Junyoung Park · Sang J.Par · Ki Mun Bang · Hyungyu Jin · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.333

在热管理系统中集成热电制冷器（TECs）是一种解决局部散热问题的有前景的方法。实现高冷却速率所需的热电（TE）材料特性取决于TEC的工作模式——制冷或主动冷却，而该模式由TE支腿内部的傅里叶热流方向决定。因此，在应用TEC之前应优先分析其工作模式，以确保选用能够最大化冷却性能的TE材料。然而，以往研究常常忽略了外部热阻的影响，导致TEC工作模式的误判以及不恰当的TE材料选择，最终造成冷却速率降低。为解决这一问题，本文在考虑外部热阻的情况下对TEC的工作模式进行了分析。研究结果表明，只有当TE材料...

解读: 该热电冷却器外部热阻研究对阳光电源储能系统热管理具有重要价值。ST系列PCS和PowerTitan储能系统中功率器件(SiC/IGBT)存在局部热点,传统风冷效率受限。研究揭示的热电材料选型准则可优化储能柜内局部冷却方案,根据外部热阻确定制冷/主动冷却模式,提升功率密度。同时适用于充电桩大功率模块热...

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...

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...

Zhongwen Zhua1 · Xin Wangab1 · Weihai Jiang · Weizhi Wanga 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.328

近年来，由于热管理系统对燃料电池汽车的整体经济性、环境适应性和车辆耐久性具有深远影响，其受到了广泛关注。本研究开发了一种集成式利用余热的燃料电池汽车热管理系统，以提高环境适应性和能源利用效率。该系统集成了多个热管理回路，包括燃料电池系统、动力电池、电驱动系统以及乘员舱。通过设计一个换热器，实现了燃料电池余热的回收以及各回路热量的高效管理。六通阀的集成设计可实现多个热管理回路的灵活解耦控制，并合理利用电驱动系统产生的余热。此外，针对燃料电池热管理系统中电气附件能耗较高以及换热器引入的外部热干扰问题...

解读: 该燃料电池多模式热管理技术对阳光电源EV动力系统及储能热管理具有重要借鉴价值。其多回路耦合设计理念可应用于PowerTitan储能系统的电池热管理优化,通过PCS功率器件余热回收降低HVAC能耗。ADRC自抗扰控制算法可集成至充电桩及OBC产品,提升宽温域适应性。六通阀解耦控制思路启发ST系列PCS...

Chuan-Ke Liu · Mao-Lin Li · Shun Ma · Xin-Yi Liu 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.327

摘要 高功率直流快充（DC-HPC）有望推动电动汽车（EV）向高能效与低碳可持续方向发展，但在极端高温冲击下存在热失控风险。传统的冷却方法将电流传输与散热过程分离，在超大充电电流条件下难以实现高效的热管理与结构灵活性。本文提出一种基于液态金属（LM）的热-电耦合电流传输策略，构建了用于电动汽车超充的柔性协同供电线（FSPL），即使在超过1000 A的电流下仍可稳定工作。该液态金属基FSPL（LM-FSPL）兼具载流导通与主动冷却散热的协同功能，能够快速消除超高充电电流所产生的超高热流密度，从而促...

解读: 该液态金属热电耦合传输技术对阳光电源充电桩产品线具有重要价值。针对1000A+超大功率直流快充场景,液态金属同步实现载流与主动冷却,可显著提升充电站热管理效率。技术启示:1)可优化现有DC充电模块的热设计,突破功率密度瓶颈;2)柔性可弯曲特性适配充电枪线缆轻量化需求;3)62.7%的散热能力提升可降...

Soonbum Kwon · Dongchan Le · Se Hyeon Ham · Minwoo Le 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1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...

Si Chen · Mohamed Qenawy · Jiameng Tian · Zhentao Wang 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.326

摘要 在追求可再生能源与可持续能源解决方案的过程中，强化传热与传质过程至关重要。喷雾闪蒸蒸发（SFE）是一种快速的热力学现象，涉及过热液体的瞬时汽化，被视为能源系统中传热传质强化的一种先进手段。本综述全面阐述了SFE的基本原理、实验与数值研究进展及其在能源领域的潜在应用。尽管SFE过程中充分发展区的传热传质特性已被广泛研究，但由于缺乏先进的测量技术与精确的理论模型，对于密集喷雾条件下喷嘴出口附近的闪蒸雾化及相变行为仍缺乏深入理解。技术进步已通过先进的间歇性技术和纳米流体的应用，显示出提升效率与环...

解读: 该喷雾闪蒸蒸发技术对阳光电源光伏逆变器和储能系统热管理具有重要应用价值。SFE技术可显著提升SG系列逆变器功率器件散热效率,特别是SiC/GaN高功率密度模块的温度控制。在PowerTitan储能系统中,该技术可优化电池热管理,提高循环寿命和安全性。对于集中式光伏电站,SFE冷却可提升组件效率并降低...

Jigu Seo · Ram Vijayagopal · Namdoo Kim · Aymeric Rousseau 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1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...