Ercan M. Dede · Feng Zhou · Yuqing Zhou · Danny J. Lohan 等7人 · Journal of Electronic Packaging · 2025年1月 · Vol.147

电子器件的异质集成是下一代电子应用发展的关键，涵盖高功率密度能源转换系统及面向先进计算的芯粒与共封装光学架构。提升功能密度与运行性能是异质集成的核心目标，而有效的热管理对有源和无源器件均至关重要。增材制造技术为复杂热管理结构的设计与集成提供了新途径，支持多材料、拓扑优化及近芯片冷却方案的实现。本文综述了增材制造在电子热管理中的应用、设计方法及其面临的制造精度、材料兼容性与可靠性等挑战。

解读: 该增材制造热管理技术对阳光电源高功率密度产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统中，SiC/GaN功率器件的高集成度带来严峻散热挑战，增材制造可实现拓扑优化的复杂流道结构和近芯片冷却方案，突破传统散热器设计限制。对于三电平拓扑功率模块，多材料增材制造可优化热路径设...

Zhaobo Zhang · Xibo Yuan · Wenzhi Zhou · Mudan Chen 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2024年12月

功率模块封装仍然是阻碍碳化硅（SiC）器件在变流器中实现高功率密度和最佳可靠性的制约因素之一。本文提出了一种无热界面材料（TIM）的风冷功率模块架构，即芯片直接贴装在散热器上（chip - on - heatsink），以提高热性能和结构可靠性。芯片直接贴装在散热器上的封装方式无需热界面材料，即可将导电铜走线与氮化铝（AlN）陶瓷散热器结合在一起。这种无热界面材料的封装设计简化了制造工艺，因为芯片与散热器之间的层叠结构较少，从而省去了一些步骤，如在基板上粘贴底部铜层和组装散热器。本文制作了两种1...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项无导热界面材料（Non-TIM）的芯片直接散热封装技术对我们的核心产品线具有重要战略意义。在光伏逆变器和储能变流器领域，SiC功率器件的可靠性和散热性能直接决定了系统的功率密度和长期稳定性，而这正是我们追求高效率、小型化产品的关键瓶颈。 该技术的核心价值体现在三个维度...

Lewis Camero · Mark Winske · Ronan Bolto · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 大规模能源储存被视为实现脱碳的关键，但关于所需储能类型的最佳选择目前仍缺乏共识。季节性热能储存（Seasonal Thermal Energy Storage, STES）在一些国家（如丹麦和荷兰）的有效能源转型中已成为成熟的技术特征，但在英国，该技术仍处于边缘地位。本文通过五个地方供热项目的案例研究，探讨STES在英国可能的发展路径，以及大规模部署STES所面临的作用机制与挑战。基于对地方能源项目中STES出现与缺失情况的分析，我们识别出影响STES部署的关键因素，这些因素涉及技术、经济...

解读: 该研究揭示季节性储热(STES)在英国部署受阻的多层次因素,对阳光电源储能系统战略具有启示意义。PowerTitan及ST系列PCS虽聚焦电化学储能,但研究强调的'多层级政策协同'与'地方能源规划衔接'问题同样适用于电储能推广。建议:1)在英国等市场推广ESS方案时需加强与地方政府热电联供规划的整合...

Xianghao Mo · Daniel Ríos Linares · Regina Ramos · Miroslav Vasić · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月

提出采用时域有限差分(FDTD)方法的新型体素法用于功率变换器实时三维温度映射。该方法通过数字孪生(DT)提供功率变换器瞬态热行为,为功率变换器健康管理提供先进温度监测解决方案。核心特征是从物理设计到热仿真对功率变换器及其元件进行数字化。采用自适应网格技术应对FDTD计算需求,显著减少功率变换器热仿真所需资源。为确保实时监测在嵌入式系统上实现DT,分析DSP与FPGA适用性,结论是FPGA因热求解器并行化和SoC平台数据管理协同而理想。实验验证所提方法精度误差不高于5%。

解读: 该可嵌入数字孪生温度监测技术对阳光电源功率变换器健康管理有重要创新价值。体素FDTD方法可应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的实时热监测,实现精准温度预测和故障预警。FPGA实现的自适应网格DT对PowerTitan大型储能系统的在线热管理有借鉴意义,可优化散热设计并延长器件寿命。该技术对阳光电源...

Junhan Duana · Yi Hea · Xinchen Suna · Hongwen Yua 等6人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.288

摘要 优化现有建筑的光伏（PV）改造与设计策略，是推进建筑领域低碳转型和促进可持续发展的关键步骤。然而，在技术创新、高效建筑能源管理与财务可行性之间实现协调平衡仍是一项重大挑战。本研究构建了六种新的理想化整体式光伏屋顶热阻模型，以定量阐明安装光伏容量、安装角度与建筑能耗之间的关系。通过数值模拟，全面评估了改造前后建筑全年室内温度波动、能耗变化以及光伏发电潜力。研究结果表明，所有改造方案在夏季均能有效降低室内温度和能耗。相比之下，冬季表现出明显的热调控特征：白天室内温度下降，夜间则略有上升。其中，...

解读: 该研究对阳光电源屋顶光伏改造方案具有重要指导意义。文中光伏倾角优化与发电量关系可结合SG系列逆变器的MPPT算法,实现不同安装角度下的最大功率追踪。建筑全年能耗波动特性为ST系列储能PCS提供应用场景:夏季削峰、冬季夜间补偿供热。年减碳128.9吨的数据可纳入iSolarCloud平台碳资产管理模块...

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...

Simon Caron · Romain Laru · Andreas Kämpgen · Florian Sutter 等7人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.286

准确掌握接收器表面温度T_surf对于电站的安全、高效和持久运行至关重要。该温度分布通常通过地面长波红外（LWIR）热像仪进行实时测量。其标定需要预先了解接收器表面在LWIR波段的发射率ε_LWIR。该参数可通过便携式反射计在电厂定期维护期间登塔进行光学检测来获取，但测量过程十分繁琐。本文分析了一种基于被动短波红外（SWIR）比色测温的新测量原理，可同时测量表面温度T_surf和波段发射率ε_SWIR。第一种SWIR比色温度计采用两个窄带通滤光片，其中心位于水蒸气大气吸收带（1.4/1.9 µm...

解读: 该短波红外比率测温技术对阳光电源光热储能系统具有重要价值。针对熔盐储热场景,1.64/2.09µm双波段测温方案可在300°C以上实现0.5%精度的非接触温度监测,适用于ST系列储能系统的热管理优化。该技术可集成至iSolarCloud平台,实现熔盐接收器表面温度与发射率的实时同步测量,提升光热电站...

Haiyang Jiang · Jiajun Luo · Yan Guo · Ershun Du 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.379

摘要 季节性热储能（STS）能够以热能形式长期储存可再生能源，从而有效缓解可再生能源供应与热负荷需求之间的季节性不匹配问题。本文建立了基于水体的STS温度分布模型，并考虑了储罐周围土壤隔热效应的影响。考虑到常用的荷电状态（SOC）模型在可再生能源系统调度问题中无法详细描述随时间变化的热损失过程，本文提出了一种温度场修正方法，用于校正调度结果。通过在Garver 6节点系统和HRP-38系统上开展三个案例研究，验证了所提方法相较于SOC模型在管理STS方面的更高精度。由于对热损失过程进行了更详细的...

解读: 该季节性热储能调度技术对阳光电源储能系统具有重要价值。论文提出的温度场修正方法可优化ST系列PCS的长周期储能调度策略,特别是在PowerTitan等大型储能系统中,通过精确建模热损耗动态过程,可提升可再生能源消纳率、降低弃电。该方法可集成至iSolarCloud平台,实现跨季节能量管理优化,为热电...

Mohammad Karimzadeh Kolamroudi · Oluwasegun Henry Jaiyeob · Mustafa Ilkan · Babak Safaeie · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.301

摘要 在气候危机加剧和化石燃料枯竭的背景下，太阳能有望成为一种关键的可再生能源。尽管传统光伏（PVs）的效率有限，但聚光光伏-热（CPV/T）系统能够同时发电和产热，实现60%至80%的总效率，显著高于单独使用光伏系统所达到的效率。然而，CPV/T系统的性能高度依赖于辐照度波动、电池温度和跟踪误差等运行参数，这限制了其在实际应用中的广泛部署。人工智能（AI）技术，包括深度神经网络（DNNs）、强化学习（RL）以及混合算法，通过实现自适应热管理、故障检测、实时优化和高精度太阳跟踪，有效解决了上述问...

解读: 该CPV/T系统AI优化技术对阳光电源具有重要借鉴价值。文中深度神经网络实现的实时优化、故障检测和预测性维护技术,可直接应用于SG系列逆变器的MPPT算法优化和iSolarCloud平台的智能运维功能增强。AI驱动的热管理控制提升35%以上热稳定性的成果,对ST系列储能变流器的温控策略和PowerT...

Jiaxing Lia · Jingrong Oua · Shaohong Zenga · Long Chena 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 浸没式冷却（IC）是一种有效的电池热管理策略。然而，在过充条件下，针对大容量磷酸铁锂（LFP）电池，其化学相容性以及对热失控（TR）抑制效果的定量影响仍缺乏充分的实验验证。本研究设计了三种冷却模式：完全浸没（FI）、非浸没安全阀（NISV）和完全非浸没（NI）。实验结果表明，FI模式通过限制电池最高温度和温升速率，显著抑制了热失控的发生。特别是在1/3充电倍率（C）条件下，FI模式可完全避免热失控，最高温度被控制在110.45 °C，最低温升速率为0.15 °C/s。此外，在1/3C过充条...

解读: 该浸没式冷却技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。研究验证了液冷技术在磷酸铁锂电池过充场景下可将温升速率降至0.15°C/s,完全抑制热失控,危险评分降低78%。可直接应用于PowerTitan等大型储能系统的热管理优化,结合ST系列PCS的过充保护策略,提升电网侧储能安全等级。该量化指标体系为i...

Julius Zettelmeier · Raffael Schwanninger · Martin März · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月

氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）和硅金属氧化物半导体场效应晶体管功率器件在低温环境下的传导损耗大幅降低。因此，目前航空研究领域对低温冷却技术展开了广泛研究。然而，这样的低温环境会引发一种此前基本未被关注但对安全至关重要的“热失控”现象，且随着冷却液温度的降低，该现象会愈发严重。这种效应的产生是因为芯片产生的损耗随温度升高而增加的速度，比芯片能够传导出去的热量增加的速度更快。与室温下的常见情况不同，随意增大温度波动幅度并不能实现更高的电流密度。相反，当达到某个临界点后，系统将进入热自...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文揭示的低温功率半导体热失控现象具有重要的前瞻性意义，但也提示了潜在的技术风险。 GaN HEMT等功率器件在低温环境下导通损耗显著降低，这与我们在光伏逆变器和储能变流器中追求的高效率目标高度契合。特别是在大功率集中式逆变器和MW级储能系统中，若能通过低温冷却技术将...

Kang Xiang · Huangying Wuab · Congji Zhang · Guopeng Chenb 等6人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.299

摘要 随着全球能源需求的持续增长以及光伏（PV）技术的快速发展，太阳能光伏发电已成为可再生能源的重要支柱。然而，随着光伏组件集成密度和输出功率的不断提高，热管理问题日益突出，导致光电转换效率下降和使用寿命缩短。为解决上述问题，本研究提出了一种集热管理与能量收集功能于一体的复合式光伏系统，采用水凝胶结构实现高效散热，并集成铝-空气电池以实现同步降温与发电。实验结果表明，在太阳辐照强度为1200 W·m⁻²的条件下，该集成系统有效降低了光伏面板表面温度达19.25 °C，最大冷却效率达到44.35%...

解读: 该光伏热管理与能量回收复合系统为阳光电源SG系列逆变器的热设计优化提供重要参考。研究显示通过水凝胶结构实现19.25°C降温,可显著提升组件转换效率,这与我司1500V高功率系统的散热需求高度契合。铝空气电池的废热发电思路可启发PowerTitan储能系统的热管理创新,将冷却能耗转化为辅助电源。建议...

The Arduino board was programmed to log temperature data at regular intervals · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

在微电子组件中，高效的热管理对于微处理器的最优性能和可靠性至关重要。本研究探讨了用于将散热器粘接到微芯片上的压敏胶粘剂（PSAs）的热学、静态力学及蠕变性能，重点分析粘接覆盖率对导热性能、机械强度以及在持续载荷下长期变形行为的影响。由于剪切应力在垂直取向的微电子组件中普遍存在，因此特别针对剪切加载条件进行了分析，这对于理解此类粘接接头的长期可靠性具有重要意义。热学分析结果表明，完全粘接的散热器能够有效增强散热性能，而粘接不完全仅导致导热系数出现轻微下降。静态力学测试显示，完全粘接的试样整体上具有...

解读: 该研究对阳光电源储能系统散热可靠性设计具有重要参考价值。ST系列PCS和PowerTitan储能系统中功率器件(SiC/IGBT)与散热器的粘接质量直接影响热管理效率和长期可靠性。研究揭示的粘接缺陷对蠕变寿命的影响(室温下降150%,高温下降66%)为储能变流器热界面材料选型、粘接工艺控制及预测性维...

Joshua Mc Tigu · Zhiwen Ma · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.292

摘要 抽热式储能（Pumped Thermal Energy Storage, PTES）是一种电能存储系统，它将电能转换为热能进行储存，并在后续将其重新转化为电能。先前的研究表明，颗粒材料具有较低的初始投资成本，并可在较宽的温度范围内运行。采用颗粒储热的PTES系统相比使用熔盐储热的系统，能够实现更高的往返效率和比功率输出。本文探讨了将PTES与聚光太阳能发电（Concentrating Solar Power, CSP）相结合的混合系统。由于混合系统可共享大部分组件，因此相较于两个独立运行的...

解读: 该PTES-CSP混合储能技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要启示。颗粒介质储热可实现750-1200K宽温域运行,往返效率达62%,比熔盐方案更优。双模式概念与阳光电源光储一体化战略高度契合:同一套PCS可支持储能模式(>60%效率)和光伏发电模式(>40%热机效率)...

Qingru Wang · Yu Zhou · Xiaozhuang Lu · Xiaoning Zhan · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

针对射频高电子迁移率晶体管（RF HEMT）应用的GaN-on-Si材料，提出一种结合结构函数法与静态-脉冲I–V测量的热阻优化方法。通过提取不同器件结构下的瞬态热响应，利用结构函数分析热阻抗分布特征，识别主要热瓶颈。结合静态与脉冲I–V特性测量，量化自热效应并评估有效热阻。据此优化外延层结构与衬底工艺，显著降低器件热阻，提升散热性能与可靠性，为高性能GaN基射频器件的设计与制造提供指导。

解读: 该研究对阳光电源GaN器件应用有重要参考价值。结构函数法与静态-脉冲I-V测量相结合的热阻优化方法，可直接应用于SG系列高频光伏逆变器和ST系列储能变流器的GaN功率模块设计。通过优化外延层结构与衬底工艺，可显著提升GaN器件散热性能，有助于实现更高功率密度的产品设计。这对提高阳光电源新一代1500...

Giovanna Pallott · Elisa Marrasso · Chiara Martone · Nicola Luciano 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.394

摘要 科学研究已证明含水层储能（Aquifer Thermal Energy Storage, ATES）在以供暖需求为主的国家具有巨大潜力。然而，ATES同样有望在支持南欧城市脱碳方面发挥重要作用，为建筑提供可持续的供热与供冷服务。本文提出了一种针对两种不同电动热泵系统在罗马（意大利中部）小型区域供热与供冷网络中应用的对比性环境影响评估方法。传统系统采用空气源热泵，而所提出的方案则采用水-水热泵耦合含水层储能（ATES）的技术。基于动态模拟结果，本研究开展了一项时间依赖型环境分析，考虑了电力系...

解读: 该ATES地热储能技术为阳光电源储能系统拓展季节性储能应用提供重要参考。可结合ST系列PCS与PowerTitan储能系统,开发冷热电三联供解决方案:利用热泵技术实现地下含水层冷热储存,配合光伏发电与电储能系统形成多能互补架构。研究显示的22%碳排放降低潜力,验证了储能系统在建筑供冷供热领域的减碳价...

Longfei Li · Min Tang · Liang Chen · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年8月

本文提出了一种用于模拟电子封装热管理中所采用的热电冷却器（TEC）的高效方法。首先，将求解区域划分为三个不同的区域：热电装置区域（TDR）、散热器区域（HSR）以及集成电路与封装区域（ICPR）。为解决因热电腿的非线性特性导致的 TDR 计算效率低下问题，我们提出了一种新颖的一维等效热流模型（EHFM）来表示原始的三维结构。同时，将 HSR 和 ICPR 视为线性系统，并将它们对 TDR 的热效应在界面处转化为多端口热导网络（MTCN）。通过这种方式，不同区域仅在端口处通过温度和热流连续性条件进...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项热电制冷器高效仿真技术具有重要的应用价值。在光伏逆变器和储能系统领域，功率半导体器件的热管理一直是影响系统可靠性和效率的核心问题。随着产品功率密度不断提升，IGBT、SiC等功率器件的散热需求日益严峻，热电制冷器作为一种主动式热管理方案，可为局部热点提供精准温控。 该...

Qin Ye · Na Guo · Meijie Chen · Renewable Energy · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

被动式太阳能加热与辐射冷却因其无需电力的优势在降低全球能耗方面备受关注。然而，静态单一的辐射冷却或太阳能加热在寒冷或炎热天气下易导致过度冷却或过热。为此，本研究提出一种将潜热存储/释放与可逆太阳能加热-辐射冷却耦合的自适应热调控策略。利用商用形状记忆合金，在高太阳反射率（R¯solar＝0.95）与高热发射率（ε¯LWIR＝0.93）的辐射冷却模式和高太阳吸收率（α¯solar＝0.92）与低热发射率（ε¯IR＝0.08）的加热模式间实现临界温度下的自适应切换。引入高导热相变材料，凭借约1的潜热...

解读: 该自适应热调控技术对阳光电源户外储能与光伏系统具有重要应用价值。PowerTitan大型储能系统及SG系列逆变器在户外运行时面临严峻的温控挑战，传统主动散热耗能显著。该研究提出的可逆太阳能加热-辐射冷却耦合相变材料方案，可应用于储能柜体与逆变器外壳设计：高温时自动切换至高反射率（0.95）辐射冷却模...

Yiming Cao · Yingzhou Peng · Chongyu Zhao · Quanjie Wang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月

随着可再生能源的广泛应用，具备自同步并网能力的虚拟同步发电机（VSG）受到广泛关注。作为功率转换核心器件，IGBT因易发生故障而影响系统可靠性与寿命，成为研究重点。现有主动热控制（ATC）方法虽可调控IGBT芯片结温并延长寿命，但多需改动模块结构或导致电能质量下降，且忽视基频电流引起的长期热循环对周期性结温波动的影响。为此，本文提出一种基于开关频率调制的VSG内部IGBT主动热控制方法，有效降低IGBT平均结温及周期性结温波动。仿真与实验验证了该方法的有效性。

解读: 该基于开关频率调制的VSG热控制技术对阳光电源储能与光伏产品线具有重要应用价值。针对ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统，该方法可在不改动IGBT模块结构的前提下，通过动态调节开关频率有效降低功率器件平均结温及基频热循环引起的周期性温度波动，直接提升系统可靠性与寿命。对于阳光电源已广...

Longbing Yi · Xuefeng Zheng · Fang Zhang · Shaozhong Yue 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月

鉴于β - Ga₂O₃的热导率较低，有效散热对于维持其高输出功率和可靠性至关重要。本研究采用实验和数值方法，提出了一种使用热电冷却器（TEC）的β - Ga₂O₃肖特基势垒二极管（SBD）有源热管理模型。SBD产生的热量可通过热电（TE）材料的珀尔帖效应有效散发到周围环境中。实验结果表明，当TEC输入电流为6 A时，即使SBD输出功率达到25 W，管壳温度仍保持在25℃以下，与TEC关闭时相比，结温最大降低了74.5℃。当TEC输入电流为3 A时，SBD的净输出功率达到11.8 W，提升比例为3...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于热电制冷器的β-Ga2O3肖特基二极管主动热管理技术具有重要的战略意义。β-Ga2O3作为超宽禁带半导体材料，其击穿电压可达Si器件的10倍以上，理论上能够显著提升光伏逆变器和储能变流器的功率密度与效率。然而，其固有的低热导率（约为SiC的1/10）一直是制约商业化...