Sai-Jie Cai · Mu-Chen Wang1 · Jun-Hong Chen · Zhuo Zhang 等6人 · Applied Energy · 2025年3月 · Vol.382

水管理和热管理对质子交换膜燃料电池的性能至关重要。本文设计了一种活性面积为25 cm²的透明单电池，用于在不同工况下表征水分布特性。在电池的设计与组装过程中，该方案克服了电池密封方面的技术挑战。通过神经网络对不同运行条件下录制的视频进行逐帧分析，实现了液态水的量化。为了进行对比分析，采用了阈值处理方法，并详细讨论了其优缺点。利用基于阈值处理结果生成的包含137帧的高质量训练集对神经网络进行训练。本研究探讨了温度、电压以及流场结构设计对水积累的影响。基于神经网络的语义分割方法在复杂工况下表现出优异...

解读: 该神经网络图像处理技术对阳光电源储能系统热管理具有重要借鉴价值。ST系列PCS和PowerTitan储能系统运行中的温度监测与水汽管理是关键挑战,文中基于语义分割的实时监测方法可应用于电池簇热失控预警。透明化设计理念启发iSolarCloud平台开发视觉诊断模块,通过热成像与AI识别实现储能柜内异常...

Rutger Kersjes · Prasanth Venugopal · Alte de Boer · Thiago Batista Soeiro · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月

针对Pipistrel Velis电动飞机提出功率分配系统,采用多源逆变器(MSI)集成电池储能系统和氢燃料电池增程器为电机供电。选择三相三电平T型逆变器处理两个独立直流电源和电机。针对储能系统和电机间功率传输管理挑战,引入多目标矢量调制(MOVM)策略,在变化条件下最大化燃料电池输出功率同时维持恒定电机功率。通过分离变换器输出矢量并引入可控功率传输角实现。描述该策略并提出计算最优功率传输角的方法。仿真和实验测试对比其他方案,在类似Pipistrel飞机典型飞行剖面条件下验证该方法。

解读: 该电动飞机多源逆变器技术对阳光电源航空电气化和多能源集成有创新启发。MOVM多目标矢量调制策略可应用于ST储能系统的混合能源管理,如电池-超级电容混合储能的功率分配优化。三电平T型逆变器多源集成技术对PowerTitan储能系统的多DC源协调控制有参考价值。该技术对阳光电源拓展新能源汽车和特种车辆领...

Alonso Lizana · Javier Pereda · Felipe Rubio · Felix Rojas · IEEE Transactions on Vehicular Technology · 2024年10月

燃料电池混合动力汽车（FCEVs）在重载及长续航车辆中具有应用前景，但传统架构需多个变换器协调燃料电池、电池/超级电容与电机间的能量分配，导致系统复杂且损耗增加。本文提出一种仅含6个半导体器件的单级三端口变换器（TPC），集成燃料电池、电池与交流电机的能量管理。采用多变量最优控制策略——有限控制集模型预测电流控制（FCS-MPCC），实现多源功率协同调控与电机驱动。通过定制耦合电感替代原有三个独立电感，有效抑制交流环流，降低电流幅值约20%，提升系统效率与功率密度。实验基于0.5kW样机及城市工...

解读: 该三端口变换器的FCS-MPCC控制技术对阳光电源车载动力系统产品线具有重要参考价值。其单级6开关拓扑实现燃料电池、电池与电机的集成控制，可直接应用于阳光电源OBC充电机及电机驱动系统的架构优化，减少功率级数降低成本。定制耦合电感抑制环流的设计思路可借鉴至ST储能变流器的多端口DC/DC模块，提升功...

Pulin Zhang · Diankai Qiu · Linfa Peng · Applied Energy · 2025年4月 · Vol.383

摘要 为了满足高功率输出的需求，大面积的质子交换膜燃料电池（PEMFCs）已成为研究的重点。然而，在实际应用中，燃料电池内部的非均匀反应难以避免，这会导致性能下降以及电堆寿命缩短。了解燃料电池内部物理量分布的变化规律，并准确预测其未来的内部状态，对于燃料电池的控制与维护至关重要。本文提出了一种多物理量融合图自编码器网络（MP-GAE），该模型是一种针对燃料电池性能及多物理场分布的瞬态预测模型，重点考虑了反应时间、空间位置以及多个物理场之间的耦合关系。基于图注意力机制和时序网络，构建了分段时序图注...

解读: 该PEMFC多物理场预测技术对阳光电源氢能业务具有重要借鉴价值。论文提出的MP-GAE时空预测模型可应用于我司燃料电池系统的智能运维:1)非均匀反应预测算法可集成至iSolarCloud平台,实现电堆性能衰减的预测性维护;2)多物理场耦合分析方法可优化燃料电池DC/DC变换器的动态响应控制策略;3)...

Wenzhuo Shi · Junyu Chen · Xianzhuo Sun · Zhengyang Hu 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年5月

针对多堆配置下燃料电池混合动力系统优化问题非凸、二进制变量多导致求解困难的问题，本文提出一种基于量子退火的三阶段调度策略。该方法在日前、日内和实时阶段分层解耦决策过程，结合各时段预测信息优化启停计划与功率分配。利用量子退火高效求解大规模二进制优化问题，并通过OPAL-RT实验平台验证。相比传统方法，所提方法计算速度显著提升，较DMPC方法快49.89倍，较Gurobi方法快22.25倍，且总运行成本分别降低14.66%和10.62%。

解读: 该量子退火优化算法对阳光电源氢储能系统和混合储能产品具有重要应用价值。三阶段调度策略可直接应用于PowerTitan储能系统的多堆燃料电池配置，解决大规模二进制优化难题。相比传统MPC方法，计算速度提升49倍且成本降低14.66%，可显著改善ST系列储能变流器在氢储能场景下的启停优化与功率分配效率。...

Yiyuan Huang · Maji Luo · Kun Jiang · Chuan Wang 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 膜加湿是目前商用车燃料电池系统中最普遍采用的加湿方法。然而，这种被动式加湿方式仅能满足湿度需求。为同时解决高功率燃料电池系统中的加湿与冷却问题，本文提出将空气辅助雾化加湿（AAAH）作为一种主动式加湿技术。然而，目前尚缺乏足够的实验研究来评估AAAH的适用性。本研究在高功率负载条件下观察了喷雾参数的影响，并在多种运行工况下将其与膜加湿（MH）进行了对比。实验结果表明，在采用AAAH时，阴极入口相对湿度与喷雾压力之间存在正相关关系。此外，该技术相较于MH能够实现更高的阴极入口相对湿度和更高的...

解读: 该空气辅助雾化加湿技术对阳光电源氢燃料电池系统及充电桩产品具有重要参考价值。研究中44.8%的系统效率提升和热负荷优化策略,可借鉴应用于我司大功率充电站的液冷散热系统设计。其水回收利用和动态响应控制逻辑,与我司PowerTitan储能系统的热管理技术形成协同,特别是在工商业场景下氢储一体化解决方案中...

Ze Liua · Mingyang Yangb · Xingwang Tangc · Lei Shib 等6人 · Applied Energy · 2025年12月 · Vol.401

摘要 阴极循环（CR）已成为缓解质子交换膜燃料电池（PEMFC）在低负载条件下加速退化的一种有前景的策略。尽管以往的研究主要集中在CR对外部性能的影响上，但其在高功率自增湿系统中提升耐久性的根本机制及运行特性仍缺乏充分理解。本研究首先通过严格控制的单电池实验，系统地探究了CR增强耐久性的机理。宏观分析表明，CR显著减缓了极化曲线的退化，在0.3 A/cm²时最大衰减降低达58.4%。微观表征揭示，CR主要缓解了电荷转移电阻和扩散电阻的增加，与无循环（NCR）模式相比，电化学活性表面积（ECSA）...

解读: 该PEMFC阴极循环增效技术对阳光电源氢能布局具有重要参考价值。研究揭示的氧稀释与增湿平衡机制可应用于燃料电池充电桩系统优化,通过动态调节循环泵速适配不同负载工况,延长电堆寿命62.7%。其怠速功率管理策略可借鉴至ST储能系统的待机能耗优化,结合iSolarCloud平台实现预测性维护。阴极催化层裂...

Xinyang Hao · Issam Salhi · Salah Laghrouche · Youcef Ait-Amirat 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年7月

本文提出了一种用于质子交换膜燃料电池（PEMFC）的四相交错Boost变换器鲁棒非线性控制器。该控制器采用基于反步法（Backstepping）的内环设计，通过递归过程将系统状态函数转化为误差变量的微分方程，实现了对燃料电池输出电流的精确控制。

解读: 该研究涉及的四相交错Boost拓扑与阳光电源在氢能制氢电源及储能DC-DC变换器领域的技术储备高度相关。燃料电池作为未来能源转型的重要补充，其高效DC-DC变换技术可直接应用于阳光电源的氢能系统解决方案中。反步滑模控制算法能够显著提升变换器在复杂负载下的动态响应速度和稳定性，建议研发团队关注该控制策...

Edwin Tonolo · Jefferson Soares · Eduardo Romaneli · Alceu Badin · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年9月

针对光伏及燃料电池系统，本文提出一种基于CCM模式交错式Boost变换器的无电流传感器MPPT方法。通过探索变换器开关单元特性及开关频率调制，在无需电流传感器的情况下实现最大功率点跟踪，有效降低了系统成本并提高了控制鲁棒性。

解读: 该技术对阳光电源的组串式光伏逆变器及户用光伏产品线具有重要价值。通过采用无电流传感器MPPT技术，可显著降低硬件成本并减少电流采样电路的故障点，提升逆变器的长期可靠性。交错式Boost拓扑能有效减小输入电流纹波，有助于延长光伏组件寿命并提升转换效率。建议研发团队评估该算法在DSP/MCU上的计算开销...

Haitao Zhu · Jing Zhu · Peiwang Zhu · Jin Xuan 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年8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...

Yuanwu Xu · Chang Jiang · Jingxuan Peng · Xiao-Long Wu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月

针对固体氧化物燃料电池（SOFC）的寿命与耐久性问题，本文提出了一种结合机理退化模型与粒子滤波的故障预测方法。该方法通过对退化过程建模，实现了对健康状态（SOH）、寿命终点（EOL）及剩余使用寿命（RUL）的有效评估，为提升燃料电池系统的可靠性提供了理论支撑。

解读: 阳光电源在氢能领域布局了电解槽及制氢电源系统。虽然本文聚焦于SOFC（燃料电池），但其提出的基于机理模型与粒子滤波的故障预测框架，对于阳光电源PEM电解槽系统的全生命周期健康管理（PHM）具有重要的参考价值。建议研发团队借鉴该文的退化建模思路，结合iSolarCloud平台的大数据积累，开发针对电解...

Chuang Sheng · Qian Xiang · Weiming Chen · Wenxuan Zhang 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月

为延长质子交换膜燃料电池（PEMFC）寿命，本文提出了一种集成机器学习与等效电路模型（ECM）的故障诊断框架，专门用于诊断膜干燥和水淹两种常见运行故障。通过燃料电池快速阻抗测试平台验证，该方法能有效提升系统运行的可靠性与稳定性。

解读: 阳光电源已布局氢能业务（电解槽电源及系统集成）。虽然本文聚焦于开放阴极燃料电池（PEMFC），但其提出的基于电化学阻抗谱（EIS）的故障诊断逻辑，对阳光电源的电解水制氢电源系统具有重要参考价值。特别是在电解槽的健康状态监测、膜堆性能衰减预测及水热管理优化方面，该研究中的机器学习与ECM融合建模方法，...

Lingling Cao · K. H. Loo · Y. M. Lai · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年10月

针对可再生能源系统中的功率变换器，输出阻抗设计对于抑制低频谐波电流、延长燃料电池及光伏电池等敏感电源寿命至关重要。本文系统地推导了一系列输出阻抗整形方法，旨在解决现有文献中方法碎片化的问题，并以燃料电池-电池供电的单相逆变系统为例进行了验证。

解读: 该研究提出的输出阻抗整形方法对于优化阳光电源的组串式光伏逆变器及储能变流器（PCS）的并网性能具有重要参考价值。通过主动整形输出阻抗，可以有效抑制光伏组件或电池侧的低频电流纹波，从而提升系统整体的可靠性与使用寿命。建议研发团队在PowerTitan等大型储能系统及户用逆变器中引入此类阻抗整形控制策略...

Zaixing Wang · Yi Lin · Yu Guo · Fengli Liang 等9人 · Applied Energy · 2025年4月 · Vol.384

可靠的离网能源供应在偏远地区和应急场景中仍然面临挑战，特别是对于通信基站而言，传统的单燃料系统常常面临燃料依赖性和供应中断的问题。在我们前期验证了现场制氢用多燃料重整技术的基础上，本研究开发了一种集成燃料重整与燃料电池技术的替代燃料灵活发电系统。首先通过实验验证该系统的可行性，随后通过仿真模拟评估多种系统结构。实验验证结果表明，甲烷、甲醇、乙醇、煤油和柴油五种燃料均能实现稳定的氢气生成和持续的电力输出。各燃料系统均可稳定输出接近500 W的功率，燃料转化率均超过95%，氢气含量高于70%，产氢速...

解读: 该多燃料制氢-燃料电池系统为阳光电源离网储能方案提供重要补充思路。针对通信基站等场景,可与ST系列PCS协同构建混合供电系统:燃料电池提供长时基载,储能系统负责功率调节与波动平抑。系统53.1%的能效及多燃料适应性,启发iSolarCloud平台开发燃料-储能协同优化算法。GFM控制技术可实现燃料电...

Iman Sarani · Zhiming Bao · Wenming Huo · Zhengguo Qin 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年2月 · Vol.325

摘要 全球日益增长的能源需求和环境问题迫切需要在高效、可持续能源技术方面取得重大进展。质子交换膜燃料电池是一种具有前景的清洁能源发电技术。然而，在停机期间存在的性能不稳定性和热管理挑战限制了其实际应用。因此，本研究采用一种综合方法来提升质子交换膜燃料电池的性能与效率。该方法结合响应面法与人工神经网络进行预测建模与优化，并利用相变材料在停机期间维持最佳运行条件。通过实施中心复合设计，评估了温度、压力以及进出口流量等关键运行参数对功率密度的影响。所建立的响应面法模型和人工神经网络模型均表现出较高的预...

解读: 该燃料电池热管理与优化技术对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。研究中采用的相变材料(PCM)热管理方案可应用于ST系列PCS及PowerTitan储能系统的温控优化,在环境温度波动时延长最佳工作温度维持时间达3-5倍。响应面法与神经网络预测建模思路(R²>98%)可集成至iSolarCloud平台,...

Li Linabc1 · Mingwei Sunac1 · Yifan Wu · Wenshi Huang 等11人 · Energy Conversion and Management · 2025年2月 · Vol.325

摘要 作为一种具有液化储存和运输优势的无碳氢（H₂）载体，氨（NH₃）被视为用于氢气生产和发电的一种有竞争力的清洁能源载体。本文设计了一种新型以氨为燃料的混合发电系统，该系统将氨分解反应器（ADR）、质子交换膜燃料电池（PEMFC）和微型燃气轮机（MGT）相结合，并采用热化学余热回收技术用于ADR。建立了系统级的热力学模型，以评估不同优化策略下的系统性能。模型计算结果表明，将氨分解温度从500 °C降低至350 °C，可使能量效率从33.5%提升至43.2%，因此提出了两种改进的集成策略。将部分...

解读: 该氨燃料混合发电系统对阳光电源氢能储能方向具有前瞻价值。其PEMFC与微燃机耦合架构可借鉴至ST储能系统的冷热电三联供场景,通过热化学回收提升能效至44%的思路,可启发PowerTitan储能电站集成燃料电池的热管理优化。氨作为零碳储氢载体的液化运输优势,契合大规模储能调峰需求。系统级热力学建模方法...

Xiaoyu Wang · Shouwen Yao · Pengyu Li · Yuyang Chen 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年4月 · Vol.330

摘要 本文提出了一种针对由燃料电池系统（FCS）、电池（B）和超级电容器（SC）组成的混合储能系统（HESS）的燃料电池混合动力重型牵引车（FCHHT）的最优混合能源容量配置方法。为此，提出了一种以单位里程（10^4 km）成本（UMC）为目标函数的评价指标，用于综合评估系统的初始成本、退化成本以及氢气消耗成本。此外，提出了一种基于平均功率与荷电状态（APS）的能量管理系统（EMS），其中给出了FCS与HESS之间的功率分配策略，并通过驱动循环功率需求的平均功率、FCS最高效率点功率、FCS最大...

解读: 该燃料电池混合动力重卡优化技术对阳光电源储能及充电业务具有重要借鉴价值。论文提出的电池+超级电容混合储能系统(HESS)架构与阳光电源ST系列PCS的多源协调控制理念高度契合,其基于平均功率和SOC的能量管理策略可应用于PowerTitan储能系统的功率分配优化。单位里程成本(UMC)优化方法为储能...

Wenjuan Zhao · Jun Wang · Bin Li · Enyi Hu 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年6月 · Vol.334

摘要 质子陶瓷燃料电池（PCFCs）是一种具有前景的碳中和发电技术，其利用在稳定的钇掺杂锆酸钡（BZY）电解质中表现出的高质子电导率。然而，由于烧结性能差以及电阻性晶界导致整体质子电导率降低，限制了其实际应用。在本研究中，我们提出了一种基于BZY电解质的免烧结超快质子陶瓷燃料电池（S-PCFC），该电池通过一种非晶粘结界面实现。S-PCFC通过一种简便且可扩展的干压工艺原位制备，避免了传统空气中高温烧结的需求。在电化学运行过程中，氢氧化锂与碳酸锂的熔融混合物被原位嵌入，在晶界处形成非晶粘结界面。...

解读: 该质子陶瓷燃料电池技术通过非晶粘附界面实现超快离子传输,对阳光电源氢能及储能系统具有启发意义。其免烧结工艺和原位界面调控思路可借鉴至电力电子器件封装优化,降低SiC/GaN功率模块的界面热阻。520℃下0.257 S·cm⁻¹的质子电导率突破,为分布式氢燃料电池-储能耦合系统提供新方向,可与ST系列...

Xinyan Xiua1 · Songsong Maac1 · Fafu Guo · He Liu 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年2月 · Vol.325

摘要 为应对飞机电力需求不断增长以及传统机载发电系统效率低下的问题，燃料电池受到了广泛关注。本文提出了一种将涡扇发动机与火焰辅助燃料电池（FFC）系统相结合的推进与发电一体化系统。值得注意的是，该系统所采用的FFC是一种新型的固体氧化物燃料电池（SOFC）。在本研究中，建立了涡扇发动机和FFC系统的热力学模型。基于建模结果，对FFC-涡扇发动机系统的性能与传统涡扇发动机进行了对比分析。此外，还开展了参数研究，包括涡扇发动机的各种设计参数、飞行工况以及FFC系统运行参数的影响。结果表明，当电动功率...

解读: 该燃料电池-涡扇发动机集成系统对阳光电源航空电气化领域具有启发意义。其能量管理架构与我司PowerTitan储能系统的多能源协同控制理念相通,特别是电功率分配比(EPF)优化策略可借鉴至EV充电站的源网荷协调。文中SOFC高温余热利用技术可启发ST系列PCS在工业储能场景的热电联供方案。建议关注燃料...

Peilin Liu · Xianwu Zeng · Jiawen Xi · Tom Feehally 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

燃料电池供电电动飞机是航空电气化的重要发展方向。作为主能源的燃料电池向动态变化的恒功率负载提供推进功率，储能系统则维持系统功率平衡并调节直流母线电压。本文建立了简化的多源直流网络等效模型，用于开展非线性稳定性分析，预测负载扰动下的系统动态特性。基于雅可比矩阵与系统特征值，推导了稳定性边界，并结合分岔理论对下垂控制参数、直流电容及线路电感等关键参数进行灵敏度分析。理论分析结果对机载直流网络的可靠设计具有指导意义，仿真与实验验证了主要结论。

解读: 该多源直流网络稳定性分析技术对阳光电源储能系统和新能源汽车产品线具有重要应用价值。文章提出的基于雅可比矩阵和分岔理论的非线性稳定性分析方法，可直接应用于ST系列储能变流器的下垂控制参数优化设计，特别是在多储能单元并联场景下，通过灵敏度分析优化直流母线电容和线路电感配置，提升PowerTitan大型储...