Xu Zhang · Nikolaos Iosifidis · Yifei Wu · Haiyong Wan 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月

多电飞机系统中日益提高的功率密度在飞行周期内的过流与故障工况下对电力电子器件的热管理提出了严峻挑战。本文对比研究了液态金属相变材料（PCM）、热电冷却（TEC）和热管三种热管理策略在过流条件下的响应时间尺度与热性能。结果表明，PCM响应时间为秒级，而TEC与热管可达毫秒级。三者相较传统模块均显著降低了热阻，降幅分别为35%、21%和45%。其中热管结构热阻最低，结温降低最显著，且在过流循环测试中有效减小了平均结温和结温波动，延长了器件寿命。

解读: 该过流热管理研究对阳光电源功率模块设计具有重要参考价值。热管方案热阻降低45%、毫秒级响应特性可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列大功率光伏逆变器的IGBT/SiC模块散热优化，有效应对电网故障穿越、短路保护等过流工况。相比传统风冷方案，热管技术可显著降低结温波动，延长功率器件寿命，提升Powe...

Vishank Talesara · Paul. D. Garman · James L. Lee · Wu Lu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年1月

石墨烯在热管理领域具有巨大潜力。功率电子设备中的发热问题会导致性能衰减甚至失效。针对单层或少层石墨烯热容极小的问题，本文提出了一种新型化学气相沉积（CVD）生长的厚石墨烯纳米材料，旨在有效提升大功率开关器件的散热性能，从而提高功率模块的可靠性与功率密度。

解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有显著的工程价值。随着PowerTitan系列储能系统及组串式逆变器向更高功率密度演进，功率模块（如SiC/IGBT模块）的散热瓶颈日益突出。引入厚CVD石墨烯作为新型热界面材料或散热增强层，可有效降低结温，提升器件在高温环境下的输出能力，并延长产品寿命。建议研发团队关...

Fen Guo · Zhao-Jun Suo · Xin Xi · Yu Bi 等6人 · IEEE Access · 2025年5月

三维集成电路3D IC已成为集成电路重要方向，带来更高集成度、更高功率密度和更短导线长度。然而热管理挑战成为3D集成发展的关键限制之一，迫切需要解决方案。为应对这一挑战，研究人员深入调查3D IC关键结构内的传热技术。本文旨在综述热管理技术文献，特别强调三个关键领域的进展：热界面材料TIM、硅通孔TSV和散热器设计。TIM、TSV和散热器结构的持续研究创新为解决3D IC热管理问题提供了多样化方法和技术解决方案。期望该综述文章能帮助学术界和工业界研究人员了解3D IC传热最新技术，提供更好的研究...

解读: 该3D IC热管理技术对阳光电源功率模块封装具有重要参考价值。阳光SiC和GaN功率器件采用高集成度封装，面临严峻的热管理挑战。该研究的热界面材料和散热器优化方法可应用于阳光储能变流器和光伏逆变器的功率模块设计。通过优化TIM材料选择和散热结构设计，降低器件结温，提升功率密度和可靠性。结合阳光三电平...

Wenjie Qiac · Jiaxing Yanga · Zhigang Zhang · Jieyang Wuab 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年9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...

Jun Zhang · Huixian Shen · Haiyan Sun · Zhihuan Wang · IET Power Electronics · 2025年6月 · Vol.18

本文从热参数的角度，综述了功率半导体器件的健康状态监测、结温估计、寿命预测及热管理技术。通过建立精确的热模型，可有效反映器件内部的热行为，进而提升其运行可靠性。文中分析了不同热模型的适用性及其在实时监测与寿命评估中的应用，强调了热-寿命关联模型在预测器件退化过程中的关键作用，为功率电子系统的可靠性优化提供了理论支持。

解读: 该热模型综述对阳光电源功率器件可靠性提升具有重要价值。在ST储能变流器和SG光伏逆变器中，IGBT/SiC模块的结温估计与寿命预测是核心技术难点。文中的热-寿命关联模型可直接应用于PowerTitan储能系统的实时健康监测，通过精确热模型实现功率循环与温度循环下的退化预测，优化三电平拓扑的散热设计。...

Pan Guo · Weiguo Chena · Junyu Lua · Ligang Zhang 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年11月 · Vol.343

摘要 相变材料（如石蜡）在热能存储方面具有广阔前景，但存在导热系数低以及熔融过程中结构不稳定的问题。本文报道了一种受生物启发的重力导向组装方法，用于制备形状自适应的相变复合材料，该方法将铜纳米片集成到聚二甲基硅氧烷（PDMS）基体中，形成类似贻贝结构的互锁层状支架。 hierarchical 铜纳米片网络使面内导热系数提升至4.27 W·m⁻¹·K⁻¹（是纯石蜡的20倍），并具有5:1的各向异性比，实现了快速的横向热扩散。PDMS基体赋予材料柔韧性和形状自适应能力，而互锁的铜纳米片则对熔融石蜡起...

解读: 该仿生铜纳米片相变复合材料技术对阳光电源储能及光伏系统具有重要应用价值。其84.8%光热转换效率和4.27 W·m⁻¹·K⁻¹导热系数可优化PowerTitan储能系统的热管理性能,降低PCS功率模块温升。柔性形状自适应特性适用于SG系列逆变器复杂散热结构,特别是1500V高压系统的SiC/GaN器...

Masahiro Nomura · Sebastian Volz · Zhiting Tian · Applied Physics Letters · 2025年8月 · Vol.127

近年来，半导体和热电材料的热管理技术取得显著进展，成为实现碳中和的关键手段。现代电子与光电子器件需高效散热与热能转换以提升性能并保障可靠性与效率。随着器件尺寸缩小至纳米尺度，传统宏观热输运理论已不适用，亟需深入理解界面、纳米结构及异质系统中的声子输运机制。声子工程融合理论建模、纳米热测量、先进材料开发与材料信息学，推动了该领域的快速发展。

解读: 该热声子工程与热管理技术对阳光电源功率器件及储能系统具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统中，SiC/GaN功率模块的纳米尺度热输运特性直接影响系统可靠性与效率。声子工程理论可优化功率模块界面热阻设计，提升三电平拓扑器件散热性能。在SG系列光伏逆变器的1500V高压...

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...

Tianchan Yu · Shurong Liu · Xianting Li · Wenxing Shi · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 电动汽车（EV）在低温环境下行驶里程显著衰减的一个关键原因是热管理系统的高能耗。目前，热泵技术与废热回收技术已被广泛应用于提升热管理系统能效，缓解低温环境下电动汽车续航里程的下降问题。然而，传统的废热回收热泵系统以环境空气和废热作为热源，仅在单一蒸发温度下运行，导致在低温工况下热泵性能较差，原因是低品位的空气热源限制了高品位废热的回收效率。为解决上述问题，本文提出一种适用于电动汽车的双蒸发温度热管理系统，该系统可在单蒸发温度模式与双蒸发温度模式之间切换，从而匹配环境空气与废热热源的能量品位...

解读: 该双蒸发温度热管理技术对阳光电源电动汽车解决方案具有重要参考价值。研究揭示的分级能量管理策略可应用于我司OBC车载充电机和电驱系统的热管理优化,通过废热回收与环境热源的协同利用,可降低25%的制热能耗。该技术思路可延伸至储能系统PowerTitan的液冷热管理,通过PCS功率器件废热分级回收提升系统...

Bence Szi · Martin János Mayer · Viktor Jozs · Applied Energy · 2025年4月 · Vol.384

摘要 为了避免电解液发生热致沉淀，钒氧化还原液流电池的电解液温度应维持在5–40 °C之间。因此，必须配备在线热管理系统，而这会影响电池的效率。本文进行了详细的热分析，考虑了集装箱结构、内部热辐射、全球辐照度以及系统与环境之间的热交换关系，并在全球八个不同气候条件的气象站开展了研究。为满足安全运行阈值要求，采用了一种混合式热管理系统以最小化加热和冷却的能量消耗，该系统包括控制风门、冷却风扇、空调设备以及电解液的加热与冷却回路。仿真分别在一年中最冷和最热的连续10天内进行，以确定所需的保温层厚度以...

解读: 该钒液流电池热管理研究对阳光电源PowerTitan储能系统具有重要参考价值。文章提出的混合热管理策略(风冷+空调+电解液温控)可应用于ST系列PCS的温控优化,特别是极端气候下的能效管理。研究显示热管理系统在极热条件下消耗达11%输入功率,这为阳光电源储能系统在全球不同气候区的部署提供了热设计依据...

Magui Mam · Elie Solai · Tommaso Capurs · Amelie Danlo 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年2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...

Gerard Delette · Ulrich Soupremanien · Serge Loudot · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年7月

本文提出了一种高频紧凑型变压器设计方法，重点研究了磁芯和绕组的热管理。针对7kW双有源桥（DAB）DC-DC变换器，旨在实现磁芯体积大幅缩减（99%）并集成串联电感（8.7 μH）。

解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心产品线，特别是储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及光储一体化系统中的DC-DC变换环节。DAB拓扑是实现高效双向能量转换的关键，通过优化高频变压器的热管理与集成设计，可显著提升功率密度，降低系统体积与成本。建议研发团队借鉴文中磁芯与绕组热耦合分析方...

Tingli Rena · Congju Liab · Applied Energy · 2025年12月 · Vol.399

摘要 全球变暖带来的日益严峻的挑战使得对可持续冷却解决方案的需求达到了前所未有的高度。在众多技术中，基于二氧化钒（VO2）的材料因其在高效热管理方面的潜力而成为极具前景的候选者。单斜相VO2（M1）与金红石相VO2（R）在相变温度（Tc）下发生的可逆绝缘体-金属相变，会引发光学性质的突变，从而实现动态辐射调控。然而，这类材料的实际应用受到固定相变温度以及光谱调制能力有限的制约。本文系统综述了通过元素掺杂策略及微/纳米结构工程优化VO2热致变色性能的最新研究进展。这些性能增强的基于VO2的材料在智...

解读: VO2温控辐射材料的相变光学调控特性对阳光电源储能热管理具有创新价值。PowerTitan等大型储能系统面临温度波动导致的效率损失,VO2材料可实现被动式动态散热,降低空调能耗15-25%。其智能窗应用可优化集装箱式储能舱温控,SiC/GaN功率器件的散热设计也可借鉴其自适应辐射调节机制。建议关注掺...

Van De Walle · El Sachat · Sotomayor Torres · De La Cruz 等6人 · Applied Physics Letters · 2025年5月 · Vol.126

β-Ga2O₃、AlN、AlGaN和金刚石等超宽禁带（UWBG）半导体材料因其优异的电子特性，成为高功率、高频器件的关键候选材料。然而，除金刚石和AlN外，这些材料普遍具有较低的热导率，难以满足高功率密度下的散热需求，带来严峻的热管理挑战。因此，亟需结合新型器件结构的先进热管理方案以抑制器件峰值温度过度升高。同时，具备高空间和时间分辨率的精确器件级热表征技术对于验证和优化热设计、提升器件性能与可靠性至关重要。本文综述了当前应用于UWBG半导体器件的主要热学计量方法。

解读: 该超宽禁带半导体热学计量技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG光伏逆变器中，SiC/GaN等宽禁带器件的热管理直接影响系统功率密度和可靠性。文中提出的高时空分辨率热表征方法可用于优化PowerTitan储能系统的三电平拓扑功率模块设计，精确定位热点并验证散热方案。对于15...

Junyoung Park · Sang J.Par · Ki Mun Bang · Hyungyu Jin · Energy Conversion and Management · 2025年6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...

Yogendra K. Joshi · Aaron H. Smith · Richard C. Eden · Sumit K. De · Journal of Electronic Packaging · 2025年9月 · Vol.147

自1992年成立以来，DARPA微系统技术办公室持续推动半导体器件领域的变革性进展。这些器件广泛应用于各类微系统中，其经济寿命取决于半导体材料本身及封装结构的机械耐久性。热管理方案直接影响微系统的性能与可靠运行寿命。该研究涵盖多尺度、多物理场的热调控技术，致力于提升高密度集成电子系统的散热效率与长期稳定性，支撑下一代高性能微系统的发展。

解读: DARPA的多尺度热管理技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。在SiC器件方面，多物理场耦合的热调控方法可直接应用于ST系列储能变流器和电动汽车驱动系统的功率模块设计，优化SiC MOSFET的结温控制与散热结构。针对高密度集成系统的热管理方案，可提升PowerTitan大型储能系统和SG系列大功...

Haibo Huoa · Sheng Xua · Jianing Lia · Fang Wanga 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年10月 · Vol.342

摘要 可逆固体氧化物电池（rSOC）可通过在电解池（EC）模式和燃料电池（FC）模式之间的双向转换，有效平抑可再生能源发电的波动性功率输出。然而，频繁的负载变化会引起严重的温度波动，进而导致rSOC内部产生热损伤。为在平抑风电输出波动的同时维持系统的热安全性，本文提出一种内-外双环热管理策略，即内环温度控制与外环功率管理相结合的rSOC系统控制架构。其中，内环温度控制采用前馈控制器调节燃烧器燃料比（BFR），并结合模糊PID控制器稳定rSOC温度，从而确保在所有运行工况下实现有效的热管理；在外环...

解读: 该rSOC双向储能与热管理技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要参考价值。其内外双环控制策略可借鉴至PCS功率管理:内环温度控制对应功率器件热管理,外环功率调度对应电网调频响应。0.6A/s恒定变化率抑制温度波动的思路,可应用于SiC/IGBT模块的dI/dt控制,降低热...

Lucas Andrade Militão · Bruno Bertoldi · André Giovani Leal Furlan · Marcelo Lobo Heldwein 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月

电感与变压器的热管理对电力变换器设计至关重要。本文研究了静止空气中磁性元件的热网络模型，旨在提供快速且准确的温度预测，以优化电路热设计。针对现有模型应用受限的挑战，文章探讨了提升热建模精度与效率的方法，为电力电子系统的热可靠性设计提供了理论支撑。

解读: 电感是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan及PowerStack储能系统中的核心磁性元件，其热设计直接影响系统的功率密度与长期运行可靠性。该文提出的热网络模型可集成至阳光电源的研发流程中，替代部分耗时的有限元仿真，实现对磁性元件温升的快速评估。建议研发团队将其应用于高功率密度PCS产品的热设计...

Shuai Huang · Tian You · Yudong Xi · Applied Energy · 2025年3月 · Vol.382

摘要 随着现代高速铁路的快速发展以及极端高温天气频率的不断增加，无砟轨道板因热问题引发的开裂和上拱离缝等问题日益突出。然而，当前针对无砟轨道板的热管理技术仍较为有限，主要依赖冷却管和涂层等方法。冷却管系统通过在轨道板内部布置流体管道实现散热，虽具有一定效果，但存在能耗高、安装复杂及维护困难等问题。作为一种环境友好且节能的被动冷却方式，辐射冷却涂层在建筑屋顶、外墙以及光伏组件上的应用效果已得到验证，有望改善无砟轨道板的热环境，缓解其热致病害。本文首先回顾了辐射冷却技术的基本原理，继而综述了常见辐射...

解读: 该辐射冷却技术对阳光电源光伏及储能系统具有重要应用价值。文中提到的辐射冷却涂层已在光伏组件上验证有效,可降低表面温度约10°C,这与我司SG系列逆变器和PowerTitan储能系统的热管理需求高度契合。采用TiO₂、BaSO₄等反射材料和多层结构设计的被动冷却方案,可优化我司户外设备的温控性能,降低...

Xavier Perpina · Miquel Vellvehi · Robert J. Werkhoven · Jiri Jakovenko 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年4月

本文通过仿真与实验手段研究了高流明LED灯驱动器的热管理策略。针对低压大电流（18V-620mA）和高压小电流（110V-85mA）两种场景，利用红外热成像、热电偶及多尺度仿真方法对驱动器的热性能进行了深入评估。

解读: 该文章聚焦于电力电子产品的热管理与可靠性仿真，虽然其应用场景为LED驱动，但其采用的“多尺度仿真”与“红外热成像验证”方法论对阳光电源的核心业务具有参考价值。在组串式逆变器和PowerStack储能系统等高功率密度产品中，热设计是决定寿命的关键。建议研发团队借鉴文中多物理场耦合仿真的思路，优化功率模...