Daniel C. Ludois · Peter Killeen · Aditya N. Ghule · Stewart Innes 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年7月

同步静电电机（SEMs）的转矩源自电压而非电流，因此即使在堵转状态下，其传导损耗也很低。此外，这类电机的制造所需的半贵金属材料要少得多，例如完全不使用稀土材料，铜的使用量减少超过90%等。这些特性使其在低速工业应用中具有显著优势，本文旨在评估同步静电电机作为分数马力直驱泵、输送机或风扇的可行性。低传导损耗的优势不仅体现在堵转状态，还能使电机实现轻量化、高转矩密度，在低速应用（转速低于300转/分钟）中无需冷却系统。本文介绍了一款由铝、玻璃纤维和塑料制成的360瓦（1/2马力）、18牛·米、200...

解读: 该同步静电电机技术对阳光电源工商业光伏及储能系统的直驱应用具有参考价值。其低导通损耗特性可启发ST储能变流器在风扇、泵类辅助设备的电机选型优化，降低系统待机损耗。电压驱动原理与阳光电源SiC器件的高压快速开关特性契合，可探索在充电桩冷却系统、光伏追踪器直驱电机中的应用。低速高转矩特性适用于Power...

Rafal Wrobel · Thomas C. Werner · Xu Deng · Daniel Noal · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年6月

本文阐述了用于太阳能高空（20 千米）平台应用（HAPS）的超轻型电动机开发过程的关键方面。这里考虑采用一种具有外转子和集成式直接风冷的径向磁通永磁（PM）电机拓扑结构。所分析的太阳能飞机的任务剖面要求电机在起飞时具备高转矩过载能力（2.5 倍），并在高空巡航运行时实现高效率（大于 95%）。因此，在确定电机尺寸时，需要在这两个运行点之间实现良好的平衡。起飞时电机的有效热管理对于实现紧凑的电机设计至关重要。此外，电机设计应能够实现简单且经济高效的制造和组装过程，电机组件的所有结构元件均使用轻质复...

解读: 该超轻量永磁电机技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要借鉴价值。文中针对极端环境的电磁优化设计、高功率密度与高效率实现方案，可直接应用于电机驱动系统的轻量化改进。多物理场耦合仿真方法可优化SG系列逆变器及ST储能变流器的散热设计，提升功率密度。极低气压下的散热验证技术为高原、极寒等特殊工况下的Pow...

Hongjin Guo · Guorui Xu · Xueshen Cui · Yi-an Yan 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年6月

交流励磁发电电动机（ACEGM）因其灵活且强大的功率调节能力，在变速抽水蓄能电站中得到了广泛应用。然而，ACEGM端部的热点温度可能会限制其功率调节范围。为了研究定、转子端部结构件的温度分布规律，建立了ACEGM端部的三维电磁 - 流体 - 热耦合模型。研究了不同运行工况下，端部铁心、齿压板、定子压板和转子护环的磁通密度、损耗和温度。通过热分析，确定了定、转子端部的热点位置。研究了定、转子端部热点温度随有功功率和无功功率变化的情况。根据定、转子端部部件的热极限确定了ACEGM的功率调节范围。该研...

解读: 该ACEGM热管理技术对阳光电源抽水蓄能储能系统具有重要应用价值。研究揭示的端部热点温度与功率调节能力的耦合机制，可直接应用于ST系列储能变流器的热设计优化，通过建立热-电耦合模型预测变工况下的温升特性，提升PowerTitan大型储能系统在频繁充放电切换时的动态响应能力。热点温度监测与控制策略可集...

Ahmed Hembel · Bulent Sarlioglu · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年6月

有效的热管理对于电机至关重要，其中绕组是主要的热源。目前采用的冷却方法，如定子外壳冷却和喷油冷却，需要热量穿过定子磁轭或绕组的轴向长度，导致效率低下。本研究提出了一种新颖的槽内冷却设计，该设计将3D打印的热交换器直接与绕组集成在一起，解决了高功率密度电机高效散热的难题。该设计的特点是扁平铜线绕组与采用增材制造工艺生产的导热、电绝缘聚合物热交换器相粘结。通过使冷却液更接近绕组，所提出的设计提高了载流能力并降低了工作温度。与传统液冷电机相比，这种结构在减小定子槽尺寸的同时，使绕组和槽内的电流密度分别...

解读: 该增材制造换热器技术对阳光电源的电力电子产品散热优化具有重要启发。主要可应用于：1)大功率储能变流器ST系列的IGBT/SiC模块散热系统优化，提升功率密度；2)新能源汽车OBC及电机驱动系统的集成散热方案设计，实现小型化；3)户外型光伏逆变器SG系列的内部功率器件冷却优化。通过在关键热点区域植入定...

R. Manikandan · R. Raja Singh · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年5月

功率半导体模块通常包含多个芯片，以满足电动汽车和工业应用对电流和电压额定值的要求。绝缘栅双极型晶体管（IGBT）模块底板上的焊点疲劳是功率转换器中的一种重要失效模式。这些失效在涉及常规驾驶、再生制动和加速的电动汽车应用中尤为突出。本研究引入了一种新方法，通过关注外壳的温度差异来评估IGBT模块在底板焊点疲劳过程中的健康状况。本文提出了一种精确的电热模型，可有效确定IGBT模块的结温。所设计的电热模型通过考虑器件级和模块级热参数的影响，精确估算了结温。在ANSYS和PLECS环境中，为IGBT模块...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对三电平NPC拓扑中IGBT模块的非侵入式状态监测技术具有重要的应用价值。尽管该研究聚焦于电动汽车领域，但其核心技术完全适用于我们的光伏逆变器和储能变流器产品线。 IGBT模块的底板焊层疲劳是功率变换器的主要失效模式，这一问题在光伏和储能系统中同样突出。光伏逆变器面...

Ti Chen · Takeshi Tokuyama · Yohan Ko · Hiroyuki Tatsumi 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年3月

本研究介绍了一种全油冷轮毂驱动系统的开发与评估。设计了一种新型油冷却液——流体B，该冷却液具有高闪点、低粘度的特点，并且即使经过大量老化测试，仍具备出色的绝缘性能。研究探索了分子结构对流体性能的影响，揭示了使用窄馏分基础油和长主链分子结构的优势。此外，本研究还利用汉森溶解度参数加深了对不同油类溶胀行为的理解。最后，提出并评估了一种六合一直接油冷汽车功率模块，与传统水冷功率模块相比，其热阻显著降低，达到了26.3平方毫米·开尔文/瓦。研究结果表明，通过仔细研究材料兼容性并进行适当的热管理，直接油冷...

解读: 该双面直喷油冷技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。研究中的高绝缘油冷介质和双面散热结构可直接应用于车载OBC充电机和电机驱动控制器的功率模块热管理，有效降低SiC/IGBT器件结温波动，提升功率密度。该方案对PowerTitan储能系统的液冷PCS模块设计也有借鉴意义，特别是在高温、高负...

Pujan Adhikari · Mona Ghassemi · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年12月

功率模块封装的未来取决于碳化硅（SiC）、氮化铝（AlN）和金刚石等（超）宽带隙[（U）WBG]材料的发展。然而，突破这些材料的应用界限在绝缘系统方面面临重大挑战，绝缘系统必须承受相关的严苛参数。这些挑战带来的后果包括高电场、空间电荷积累、电树枝化和局部放电（PD），所有这些都可能导致功率模块故障。本文深入探讨了（U）WBG功率模块绝缘材料面临的这些挑战，以及近期旨在缓解三相点（TPs）电场应力和解决局部放电问题的研究。文章首先探讨了三相点的高电场问题，接着研究了在高频、高温等实际运行条件下，封...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于超宽禁带功率模块封装绝缘技术的综述具有重要战略意义。随着公司在光伏逆变器和储能系统领域持续推进高功率密度、高效率产品开发，SiC等宽禁带半导体器件的应用已成为核心技术方向。然而，论文揭示的绝缘系统挑战——高电场应力、空间电荷积累、电树枝和局部放电问题——正是制约我们...

Sina Vahid · Salar Koushan · Towhid Chowdhury · Ayman M. EL-Refaie · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年10月

本文针对一台功率为250千瓦、转速为5000转/分钟的表贴式永磁电机，通过基于热管的液冷热管理系统，对增材制造线圈的热管理系统及其性能进行了全面研究。文中描述并讨论了热管和液冷测试装置。通过实验结果对热性能进行了分析，结果表明本文提出的热管理系统是有效的。在80 Arms至140 Arms的电流水平以及高达800 Hz的频率下，对单冷凝器和双冷凝器液冷配置进行了测试。对这些冷却系统的比较表明，两种配置对AlSi10Mg增材制造线圈均有效。对于所提出的系统，热负荷未超出任何一种冷却方法的能力范围，...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于增材制造线圈及热管理系统的研究具有重要的战略参考价值。该研究聚焦于250 kW表贴式永磁电机的热管理优化，这与我们在储能变流器、大功率光伏逆变器以及新能源汽车驱动系统中面临的核心技术挑战高度契合。 增材制造空心导体线圈技术为我们的产品设计提供了新的可能性。相比传统...