Chengdai Chen · Tao Lin · Fengqin Han · Linfeng Zhong · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.341

摘要 针对电池在高倍率放电、大电流运行及快速功率释放等工况下的热调控需求，本文提出一种高效的金属辅助热电冷却（TEC）电池热管理系统（BTMS），并构建了一种快速温度控制模型及其建模方法，以平衡电池产热与热电散热之间的关系。在恒定倍率和变倍率放电条件下进行的实验验证表明了该模型的有效性，同时通过综合分析揭示了TEC系统的运行动态、性能阈值以及增强热管理能力的优化路径。实验结果表明，在恒定放电倍率（0.75 C–1.50 C）下，通过优化TEC工作电流，所提出的热调控模型可将电池峰值温度有效控制在...

解读: 该热电制冷电池热管理技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。在ST系列PCS和PowerTitan储能产品中,高倍率充放电场景下电池温控是关键挑战。研究提出的TEC快速温控模型可将峰值温度控制在26±4.8°C,温度稳定速度提升62.5%,能耗仅占2.55-11.26%,为储能系统电池包热管理优化提...

Wei Li · Shini Lin · Honghao Xi · Yuan Qin 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.391

摘要 钠离子电池（SIBs）因其资源丰富和优异的电化学性能，被认为是大规模储能系统（LSESS）中极具前景的技术。然而，SIBs的安全性鲜有讨论，而热稳定性对其电池应用至关重要，尤其是在LSESS中的应用。本研究揭示了由钠化负极产热主导的Na₃Fe₂(PO₄)(P₂O₇)||硬碳（NFPP/HC）软包电池的热失控机制。基于电池和材料层面的产热分析表明，硬碳（HC）与电解液之间的放热反应在100 °C时即开始发生（NFPP与电解液的放热反应发生在约230 °C），且负极与电解液的反应释放大量热量，...

解读: 该钠离子电池热失控机理研究对阳光电源PowerTitan等大规模储能系统安全设计具有重要参考价值。研究揭示硬碳负极在100°C即开始放热反应,远低于正极材料230°C,且隔膜熔点接近热失控触发温度。这为ST系列PCS的热管理策略优化提供依据:需在电池簇级别加强温度监测,设置更严格的100°C预警阈值...

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。...

Ting Wang · Xiangxuan Li · Ting Ma · Qiuwang Wang · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344

相变材料（PCMs）具有优异的热稳定性、循环性能和高储能密度，广泛应用于热能储存系统中。然而，传统储热单元结构简单，导致传热路径单一，储热效率较低，严重限制了能量的有效利用。由于相变过程中实验方法的局限性，当前的优化手段主要依赖于对温度场、流场、固液界面以及液相分数、熔化时间等全局参数的整体分析，缺乏对局部区域的详细分析与评估，难以揭示热性能提升背后的机理。本研究通过改变储热单元的边界条件和长宽比，采用热阻分析方法，系统地分析了局部与全局的流动及传热行为。研究发现，储热单元内部会出现明显的“树状...

解读: 该相变储热技术对阳光电源PowerTitan储能系统的热管理优化具有重要参考价值。研究提出的'树状'热阻分析方法可应用于ST系列PCS及电池簇的散热结构设计,通过识别高热阻区域优化散热路径,相比传统直翅片可降低23.96%热阻。该方法可指导储能柜内部风道布局和液冷管路设计,提升功率器件散热效率,延长...

Arash Kazemia · Changying Xiang · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 在高密度城市环境中，城市太阳能的部署通常受限于屋顶可用性、建筑高度以及遮挡效应。本研究提出了一种稳健且以数据驱动的框架，整合高分辨率地理信息系统（GIS）数据、三维建筑模型和详细的都市形态信息，用于评估多种太阳能技术的潜力，包括标准光伏系统、光伏光热（PVT）系统（例如采用水、空气或制冷剂作为传热介质）以及太阳能热系统（例如平板型或真空管集热器，使用水或空气作为传热介质）。以香港为案例进行研究，分析揭示了城市几何形态的影响，结果显示考虑遮挡效应后，屋顶太阳辐射量平均减少31%。在所评估的技...

解读: 该研究对阳光电源城市光伏解决方案具有重要参考价值。研究显示光伏热电联产(PVT)系统在高密度城市环境中能实现最高综合能源产出(15.99 TWh/年),这与阳光电源SG系列逆变器的多场景适配能力高度契合。针对城市遮挡导致辐射降低31%的挑战,可通过MPPT优化技术和iSolarCloud平台的智能监...

Dudul Das · Manosh C.Pau · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.297

摘要 满足低温热能需求的可再生能源是当前迫切所需，因其占能源消费总量近一半。采用热能储存技术可通过提高可靠性和效率来加速可再生热能在能源结构中的占比。本文通过将石蜡基相变材料（PCM）封装于多孔生物炭中，开发出一种新型热能储存材料，以提高导热性能并防止泄漏。该复合材料被置于矩形腔体内，并从顶部采用卤素光源照射，以模拟实际太阳加热过程。为达到较高辐照度，设计并使用了聚光比为4×的交叉复合抛物面聚光器（CCPC）。本研究包括对纯RT28与RT28-软木生物炭复合材料的对比分析。本文提出了一种解决方案...

解读: 该相变储热技术对阳光电源储能系统具有重要启示价值。文中生物炭复合材料提升80%热导率的方法,可借鉴于ST系列储能变流器和PowerTitan系统的热管理优化,改善电池模组温控均匀性。CCPC聚光技术在低辐照区的应用思路,与我司光伏逆变器MPPT优化技术协同,可拓展光热-光伏-储能一体化解决方案。直接...

Chengxu Chen · Xiaoze Du · Lizhong Yang · Alessandro Romagnoli · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.386

摘要 提出了一种具有不同填充比的级联多层填充床热能储存（TES）单元，以提升其热性能。建立了一个用于模拟流体传热的同心分散模型，并通过实验验证了其有效性。在此基础上，设计了四种结构方案，研究相变材料在不同熔点下填充比对填充床TES系统热性能的影响，包括均衡层、上重层、中重层和下重层结构。采用响应面法与因子分析法进行多因素多目标优化。不同于以往仅设计若干不同相变材料填充比构型的研究，本研究着重探讨填充比与热性能之间的相互作用关系，以及为实现最佳热性能各层最优填充比的确定。结果表明，下重层结构具有最...

解读: 该级联填充床相变储热技术对阳光电源PowerTitan液冷储能系统和ST系列PCS具有重要参考价值。研究中的多目标优化方法(充电时间778分钟、能量利用率62%、储能容量99.76MWh)可应用于我司储能热管理系统设计,特别是底重层配置的高能量利用率(61.72%)与我司液冷技术追求的高效散热目标一...

Hao Wang · Weiding Wang · Yukai Liu · Yongquan Lai 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.324

摘要 光伏/热（PV/T）系统通过回收废热并降低光伏电池的工作温度，为提升能量转换性能提供了有前景的解决方案。数值模拟可进一步优化这些PV/T系统的性能。然而，目前报道的PV/T模型多采用简化假设，未能充分考虑太阳能电池局部区域的电-热耦合效应，因而难以准确反映其内在的物理机制。为解决这一问题，本文建立了一种基于漂移-扩散方程的钙钛矿PV/T系统新型光-电-热耦合数值模型。该模型能够在网格单元尺度上研究光学、电学与热学能量之间的能量转换机制。基于所建立的模型，通过一种改进的加权总效率评价指标，分...

解读: 该光-电-热三维耦合模型对阳光电源SG系列光伏逆变器及光伏热电联产系统具有重要价值。研究揭示的温度-效率关联机制可优化MPPT算法,通过实时温度补偿提升发电效率;环境温度每升高40°C导致8.45%效率损失的发现,为逆变器散热设计及降额曲线优化提供理论依据。模型中光照强度与最优流量的匹配策略,可应用...

Munna Kumar · Sanjay Kumar · Satyender Singh · Vishal Bhall 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.326

摘要 在光伏（PV）/热耦合系统中，为实现较高的热性能，近期已有研究报道采用基于液体吸收体的光谱分束方法。目前此类新型耦合系统的技术水平仍局限于理论研究或实验室规模的原型测试。因此，亟需开展专门针对光谱分束系统实时性能监测的实验研究。本文在印度气候条件下，对一套全尺寸的光谱分束光伏/热耦合系统进行了户外实验测试。在分析该耦合系统性能时，考虑了光伏面板与热系统之间不同空气间隙的情况，并对比了有无背部冷却装置的情形。研究选用了几种常用的液体滤光介质，包括乙二醇/水混合液（50–50 vol%）、乙醇...

解读: 该光谱分离PV/T混合系统技术对阳光电源SG系列光伏逆变器产品具有重要参考价值。研究实现72.7%综合效率和54.5°C温升,验证了光热解耦设计可有效降低组件温度、提升发电效率。可启发我司在逆变器MPPT算法中集成温度补偿优化策略,并结合iSolarCloud平台实时监测组件温度特性,为分布式光伏系...

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...

Aneesh Chandra Nunn · Olav Galtelan · Laurent Georges · Yi Zong · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.326

摘要 本研究提出了一种创新性基于生物蜡相变材料的枕板式热能储存装置在为一栋四层高的研究建筑提供空间供暖时的最优控制策略的设计与开发。ZEB实验室中的水力供暖系统包括电动热泵、热能储存装置以及水力散热器。为模拟该热系统的相变动态特性，建立了面向控制的数值动态模型，并进行了验证。为了可靠且准确地预测建筑物的逐时供暖负荷，开发了一个14节点的电阻–电容（Resistance–Capacitance）热网络模型，用作决策支持工具。基于已验证的系统模型，进一步开发了一种基于模型的最优预测控制策略，用于热能...

解读: 该研究的模型预测控制(MPC)策略与阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统高度契合。文中基于动态模型的需求响应优化可直接应用于我司储能系统的能量管理策略,通过响应分时电价实现40%-50%的成本削减。其柔性因子接近1的控制效果验证了储能系统提供电网辅助服务的能力,可增强我司ESS解决方...

Yizheng Tang · Cao Zhan · Lingyu Zhu · Weicheng Wang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月

碳化硅（SiC）功率模块在高温下性能优于传统硅器件，其热特性受材料温度依赖性显著影响。基于电热耦合的结温估算因迭代中频繁更新温度相关参数而效率低下。本文提出一种高效的多芯片SiC功率模块结温估算方法，构建了包含温度相关参数的非线性状态空间方程的三维集总热模型（LTM）。利用有限元仿真获得的动态热响应曲线，结合自适应粒子群优化（APSO）算法精确辨识非线性热参数。采用梯形规则-二阶后向微分（TR-BDF2）法分两阶段求解，兼顾稳定性与计算效率，计算速度较传统龙格-库塔法提升1948倍，误差控制在约...

解读: 该SiC功率模块高效结温估算技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，SiC器件已广泛应用于提升功率密度和效率，精准的结温估算可优化热管理设计，提升系统可靠性。TR-BDF2算法相比传统方法计算速度提升近2000倍，可集成至iSolarCloud智能运维平...

Shuai Huang · Tian You · Yudong Xi · Applied Energy · 2025年1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...

Yiou Qiu · Zhen Liu · Linzheng Fu · Mingming Yi 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年5月

随着大型芯片热管理需求的增长，铟因其固有的高导热性和良好的延展性，被认为是一种理想的热界面材料（TIM）。对于大型倒装芯片封装而言，如何提高其可靠性，尤其是在温度循环条件下的可靠性，仍是一项挑战。本研究以大型倒装芯片封装为研究对象，采用有限元模拟与实验相结合的方法，系统分析了温度循环条件下铟的蠕变行为和形态演变。在此基础上，运用基于应变的科芬 - 曼森模型预测了铟的疲劳寿命。为提高温度循环条件下铟层的可靠性，采用实验设计（DOEs）模拟方案分析了不同结构参数对疲劳寿命的影响。结果表明，靠近芯片边...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于铟基热界面材料在大尺寸倒装芯片封装中的热机械可靠性研究具有重要的技术参考价值。在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中，大功率IGBT、SiC等功率半导体器件的热管理一直是制约系统可靠性和功率密度提升的关键瓶颈。 该研究通过有限元仿真与实验相结合的方法，系统分析了铟材...

Aezid-Ul-Hassan Najmi · Abdul Wah · Rohith Prakash · Oliver Schopen 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.387

摘要 燃料电池混合动力电动汽车（FCHEVs）有望满足道路交通中高功率需求，同时减少温室气体排放。然而，尽管前景广阔，FCHEVs在进入当前汽车市场的过程中仍面临诸多挑战，其中热管理是主要挑战之一。除了显著降低FCHEVs的效率外，辅助负载以及加热和冷却需求还可能由于加热/冷却效率低下而导致电动部件寿命缩短，进而影响工作温度。本综述指出，现有研究主要集中于各个子系统，对FCHEVs整体热管理集成的关注较为有限。诸如废热回收（WHR）等新型策略被证明可将质子交换膜燃料电池（PEMFC）的效率从40...

解读: 该燃料电池混合动力热管理技术对阳光电源EV解决方案具有重要参考价值。文中提出的废热回收(WHR)系统可将效率提升至90%,可借鉴应用于我司OBC充电机和电机驱动系统的热管理优化。相变材料(PCM)技术可集成到充电桩温控设计中,提升极端温度下的充电效率。结合iSolarCloud平台的预测性维护能力,...

Sourav Kumar · K.S.Redd · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.341

摘要 本研究建立了一个浓度比为2.5X的扩展复合抛物面聚光器-光伏光热（ECPC-PVT）系统模型，集成了匀光器以改善太阳辐照分布，并配置了散热器以管理表面加热。该研究通过调整散热器几何结构和冷却流体参数，为优化基于ECPC的PVT系统提供了理论依据。本文考察了两种散热器结构——方形和圆形上升管，其水力直径范围从6 mm到16 mm，对其光学与热学性能进行了评估。采用蒙特卡洛光线追踪（MCRT）方法分析了在2024年10月22日从早晨7时至下午16时全天时段内ECPC接收面上的太阳辐照分布情况。...

解读: 该ECPC-PVT光热耦合技术对阳光电源SG系列光伏逆变器具有重要参考价值。研究中方形散热器配置实现16.30%功率效率和84.67%光学效率,为我司1500V高功率密度逆变器的热管理优化提供依据。MCRT光通量分析方法可应用于MPPT算法改进,提升非均匀光照下的发电效率。热流耦合仿真技术可指导SG...

Aakash Mani · Jahar Sarkar · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年7月

热冲击、引脚设计和电流曲线也可能影响分段式热电冷却器（STEC）的瞬态性能和可靠性，但目前尚未有相关研究。因此，本研究对具有两种不同引脚几何形状（方形和圆形横截面）的STEC进行了详细的三维瞬态分析。研究了包括脉冲电流曲线、分段引脚比例和热冲击情况在内的各种运行条件对STEC的瞬态过冷、性能系数和热应力的影响。结果表明，在测试的电流脉冲形状中，二次电流脉冲表现出最佳的冷却性能，与在最佳电流下的稳态最低温度相比，方形引脚配置的温度降低了5.3 K，圆形引脚配置的温度降低了6.1 K。此外，分析强调...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项分段式热电制冷器（STEC）的瞬态热-机械特性研究具有重要的战略价值。在光伏逆变器和储能系统中，功率半导体器件（如IGBT、MOSFET）的局部热点问题一直是制约系统功率密度提升和可靠性保障的关键瓶颈。该研究提出的热电制冷技术为精准热点管理提供了新的解决思路。 该论文...

作者未知 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年1月

背面电源传输网络（BSPDN）被视为下一代芯片设计的变革性技术。然而，与传统的正面电源传输网络（FSPDN）相比，它带来了重大的热挑战。对CPU热点区域的建模分析表明，BSPDN导致的温度比FSPDN大约高45%。为应对这些热挑战，我们系统地探索了传导和对流冷却解决方案。这些方案包括使用热导率在[0.2至1000 W/（m·K）]范围内的先进键合界面、采用各种后端线路（BEOL）层配置（堆叠、交错和隔离）、使用先进的BEOL金属材料（如铜、钌和钴互连），以及在背面金属（BSM）区域嵌入微通道冷却...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于背面供电网络（BSPDN）热管理技术的研究具有重要的借鉴意义。虽然该研究聚焦于CPU芯片设计，但其多尺度热管理方法论与我们在功率电子领域面临的散热挑战高度相关。 在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中，IGBT、SiC/GaN等功率半导体器件的热管理一直是制约功率密...

Yang He · Shun Wan · Shi Zhou · Zeming Huang 等6人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

针对绝缘体上硅（SOI）器件热管理难题，本文从热学与力学协同角度研究了亲水性键合与表面活化键合技术在Si/SiC界面构建中的应用。通过优化界面键合工艺，显著提升了界面热导率并增强了结构可靠性。结合微观结构表征与热-力耦合模拟，揭示了界面质量、化学键合状态及粗糙度对热输运性能的影响机制，为高功率密度集成电路的高效散热提供了可行的技术路径与理论支持。

解读: 该Si/SiC界面热管理技术对阳光电源SiC功率器件应用具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG系列大功率光伏逆变器中，SiC MOSFET的高功率密度运行面临严峻散热挑战，SOI基SiC器件的界面热阻直接影响结温控制。研究中的表面活化键合技术可显著降低Si/SiC界面热阻，提升器件热导率，有助于P...

Lijun Shiab1 · Yanming Liub1 · Chaoyan Sunc · Yingjun Guoc 等10人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.343

太阳能光伏发电系统在解决偏远寒冷地区农村能源问题方面具有重要作用。本研究提出了一种创新的离网型光伏能源供应系统，该系统区分了电能与热能之间的能量品位差异。夜间供暖需求主要由热能储存系统满足，而生活用电则通过每栋建筑配置的紧凑型3.12 kWh电池进行灵活管理，以最小化投资成本。引入变功率技术，实现热能输出与太阳能发电的精确匹配。研究结果表明，在严寒季节，该系统在不依赖电网的情况下可实现90.5%的光伏发电消纳率，全天维持平均室内温度15.2°C，并达到100%的太阳能占比。太阳能储热墙最多可储存...

解读: 该光伏-热储能耦合系统为阳光电源户用离网解决方案提供创新思路。系统通过能量品位分级利用,夜间采暖需求由热储能满足,仅配置3.12kWh小容量电池应对生活用电,光伏消纳率达90.5%,显著降低储能成本。可结合阳光ST系列PCS与SG户用逆变器,通过变功率热交换技术优化MPPT控制策略,在严寒地区实现1...