Kaining Kuang · Jianjun Kuang · Yuanxi Chen · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年8月

在电力电子应用中，薄膜电容器在滤除纹波电流和稳定直流母线电压方面起着至关重要的作用。由于金属化薄膜电容器的老化行为与温度高度相关，因此准确估算其热点温度至关重要。然而，传统的估算方法，如有限元分析（FEA）和简化的集总热网络（LTN）模型，分别在计算效率和准确性方面存在局限性。本文首先从准确性和计算效率的角度对传统热建模方法进行了综述，并对定制电容器进行了温升实验以支持这一分析。其次，采用变阶福斯特热网络模型实现对电容器运行过程中热点温度的准确高效估算。最后，研究了温度估算误差对电容器寿命预测的...

解读: 薄膜电容器在阳光电源的光伏逆变器和储能变流器等核心产品中承担着纹波电流滤波和直流母线电压稳定的关键功能，其可靠性直接影响系统整体寿命和运维成本。该论文提出的快速热网络模型技术对我司产品开发和运维服务具有重要应用价值。 从业务价值看，该技术通过可变阶Foster热网络模型实现了电容器热点温度的高精度...

Rong Xu · Kaiyuan Wang · Zhongguo Zhao · Wenhu Li 等12人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.334

摘要 相变材料在热管理领域具有广泛应用，但由于光热转换效率低和易泄漏等问题，其在新能源转换与存储领域的应用受到限制。本研究通过溶液共混、定向冷冻、化学气相沉积处理和真空浸渍方法制备了一种垂直取向的聚乙烯醇/MXene/正二十八烷复合相变材料。MXene的引入拓宽了材料的光吸收光谱，增加了复合相变材料的表面粗糙度，有助于形成额外的热传导通路并提高负载能力。通过化学气相沉积法对材料进行甲基三乙氧基硅烷改性后，显著增强了聚乙烯醇/MXene气凝胶与正二十八烷之间的相互作用，进一步提升了材料的负载能力、...

解读: 该复合相变材料技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。其97.1%的光热转换效率和236 J/g高焓值可优化PowerTitan储能柜的热管理系统,解决电池模组散热难题。垂直取向结构与MXene增强的0.42 W/(m·K)热导率,可应用于ST系列PCS功率器件散热设计,提升SiC/IGBT模块可靠...

Taoufik Brahim · Abdelmajid Jemni · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.333

摘要 本研究针对在真实突尼斯气象条件下运行的聚光型光伏光热线性菲涅尔反射器（CPVT-LFR）系统，采用空气和水作为冷却工质进行了数值模拟研究。建立了一种准瞬态数学模型，用于预测反射系统各材料层中的温度分布，并评估其热性能与电性能。通过参数化分析优化了太阳能的综合利用效率。结果表明，气冷系统的平均综合效率为78.67%，比水冷系统的综合效率（32.46%）高出58.73%。尽管气冷系统在热性能方面表现更优，其年热能产量达到水冷系统的11.9倍，但水冷系统产生的电功率是气冷系统的1.37倍。此外，...

解读: 该CPVT-LFR聚光光伏热联产技术对阳光电源SG系列光伏逆变器产品具有重要参考价值。研究揭示了冷却系统对光伏电气性能的显著影响,水冷方案电力输出提升1.37倍,这为我司1500V高功率逆变器的热管理优化提供了设计依据。不同工况下存在电效率与热效率的最优流量平衡点,可启发我司MPPT算法在高温环境下...

Ruishen Li · Jili Zhang · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.346

摘要 直接膨胀供液方式由于蒸发器过热度及制冷剂分配不均的问题，通常仅限于小规模的光伏-热系统。本研究提出、开发并应用了一种新型的大规模过量供给光伏-热泵系统，并集成了机械泵。该系统由四台压缩机组成的并联机组和一个包含84个模块的光伏-热阵列构成。研究在典型冬季条件下对所提系统的运行特性和供暖性能进行了对比分析。结果表明，该系统在多种工况下均能稳定运行，排气温度低于110°C，吸气过热度变化范围为0–3.3 K。在晴天（环境温度为1.1°C）条件下，系统将水从12.4°C加热至72.2°C时，平均...

解读: 该大规模光伏热泵系统对阳光电源SG系列光伏逆变器与ST储能系统的耦合应用具有重要启示。研究中84组件阵列的MPPT优化技术可提升我司1500V系统在低温工况下的发电效率。系统COP达2.91且75%天数实现电力自给,验证了光伏-热泵-储能一体化方案的可行性。建议将该过冷循环控制策略集成到iSolar...

Longfei Li · Min Tang · Liang Chen · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年2月

本文提出了一种用于电子系统热管理中热电冷却器（TEC）模拟与设计的高效方法。首先，将整个电子系统划分为两个区域：热电装置区域（TDR）和非热电区域（NTR）。由于TDR包含大量具有非线性特性的热电装置，这对高效模拟和优化构成了严峻挑战。因此，我们提出了一种新颖的一维等效热阻模型（ETRM）来表征热电装置。另一方面，NTR主要包括陶瓷基板、热界面材料（TIM）、有源芯片和无源散热器，可将其视为线性系统。因此，采用宏建模技术将NTR对TDR的影响转化为界面处的多端口热阻网络（MTRN）。通过这种方式...

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与设计技术具有重要的应用价值。在光伏逆变器和储能系统中，功率半导体器件（如IGBT、MOSFET）的热管理直接影响系统效率、可靠性和使用寿命。该论文提出的等效热阻模型（ETRM）和多端口热阻网络（MTRN）方法，能够在保证精度的前提下将计算效率提升29...

Lanhua Liu · Ruilin Wang · Yuhao Wang · Wenjia Li 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325

作者对原文致谢部分出现的错误表示歉意。致谢部分中提到的第一个国家自然科学基金委员会（NSFC）资助项目的编号应为“52106014”，而非“5210060338”。作者对由此造成的任何不便深表歉意。

解读: 该CCHP系统与太阳能热能及储能集成研究虽为勘误说明,但原文涉及的冷热电联供与储能优化技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要参考价值。多能互补系统的能量管理策略可启发我们优化储能系统在工商业场景的冷热电协同控制算法,提升iSolarCloud平台对综合能源系统的智能调度能...

Mahmoud M.Abd-Elhady · Osama M.Agwa · Mohamed K.Bayoumy · Rahaf B.Rizk 等5人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.299

摘要 本研究通过集成冷却、聚光和跟踪技术，对混合光伏-热系统的性能进行了实验性研究。该研究针对光伏面板存在的若干关键问题进行了探讨，包括因表面温度过高导致的效率下降、所需安装面积较大以及太阳能捕获效率不理想等。设计了一套综合性的实验装置，包含采用辊压式换热器的主动水冷系统、平面镜聚光器以及双轴太阳跟踪器。该系统在埃及达米埃塔大学的实际户外气候条件下，以三种不同配置进行了测试，并与传统光伏面板的性能进行了对比。结果表明，冷却、跟踪与聚光机制相结合的配置实现了最高的性能提升，相较于传统面板，其相对电...

解读: 该混合光伏-热系统研究对阳光电源SG系列逆变器和储能系统具有重要参考价值。研究中40%的电效率提升和75%的热回收效率,验证了多技术集成的协同效应。双轴跟踪与聚光技术可优化我司MPPT算法在高辐照场景的控制策略,主动水冷方案为大功率1500V系统的热管理提供新思路。该系统的电热联供模式与PowerT...

作者未知 · IEEE Electron Device Letters · 2025年1月

α - Ga₂O₃是有望推动下一代电力电子技术发展的超宽禁带半导体之一。然而，由于其热力学不稳定且热导率较低，过热问题阻碍了α - Ga₂O₃器件的应用。本研究揭示了多指α - Ga₂O₃金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）中热串扰的不利影响。通过第一性原理计算和基于激光的泵浦 - 探测测量确定了α - Ga₂O₃的热导率（室温下约为12瓦每米开尔文）。进行了器件热特性表征和建模，以设计一种脊椎形多指器件布局，该布局通过分散整个器件的发热分布来减轻热串扰。

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于α-Ga₂O₃超宽禁带半导体的热管理研究具有重要的战略参考价值。α-Ga₂O₃作为新一代功率半导体材料，其超宽禁带特性（约5.0 eV）理论上可实现更高的击穿电压和更低的导通损耗，这对我们的光伏逆变器和储能变流器等核心产品的效率提升具有显著意义。 该研究揭示的热串...

Xinyu Wang · Jianlong Kang · Yaokang Lai · Yichao Duan 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月

热特性准确评估对半导体器件高可靠性运行至关重要。在瞬态热阻抗测量TTIM期间，大功率加热阶段与小功率测量阶段之间的非热开关瞬态效应NSTE掩盖了器件早期散热特性，导致结温Tj测量延迟并损害TTIM准确性。为解决该问题，所提电流源在非热开关瞬态期间提供额外电流路径，无需外部控制电路即可自主停用。该方法实现的加速Tj测量有效降低热估计误差。首先详细分析揭示NSTE的潜在机制，然后提出集成瞬态补偿电路的新型脉冲电流源以消除调节延迟并减少寄生电容充电时间。在Simcenter MicReD Power ...

解读: 该瞬态热阻抗测量技术研究对阳光电源功率器件可靠性测试有重要参考价值。结温Tj测量延迟从500μs降至100μs以下的技术进步可应用于阳光ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的SiC/GaN功率模块出厂测试和在线监测。瞬态补偿电路消除NSTE的方法为阳光iSolarCloud平台的数字孪生热管理系统...

Jingjing Bai · Yincai Zhao · Fangqiong Luo · Tong Sun 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344

摘要 在高湿度或大温度波动条件下，高功率器件表面通常会发生结露现象，导致腐蚀、短路和性能退化。传统的防结露方法难以满足此类器件高热流密度散热的需求。本研究提出了一种低成本、实用的防结露型变导热系数热管（VCHP），以应对兼顾防结露与高热流密度散热的双重挑战。通过对VCHP设计参数的优化发现，不可凝气体的充注压力是影响热阻的关键因素，而充液率和储液腔长度的影响相对较小。研究结果表明，VCHP在不同冷却条件和重力环境下表现出显著的可变热阻特性，在低功率下热阻可达1.95 °C/W，而在高功率下则降低...

解读: 该可变热导热管技术对阳光电源储能系统和大功率PCS具有重要应用价值。ST系列PCS和PowerTitan储能系统在高湿度环境下面临结露与散热的双重挑战,VCHP方案可实现低功率时热阻1.95°C/W防结露、高功率时0.09°C/W高效散热的动态平衡。特别适用于沿海储能电站、户外充电桩等高湿场景,可替...

Chunyi Guo · Jiaqing Zhang · IEEE Transactions on Power Delivery · 2024年10月

在基于线路换相换流器的高压直流输电（LCC-HVDC）送电的新能源场站（REFs）与火电打捆系统中，可能存在次同步扭振相互作用（SSTI）风险。引入构网型（GFM-based）光伏变流器有望缓解该问题，但其渗透率对SSTI阻尼的影响尚不明确。本文建立系统的小幅信号模型，通过特征根分析研究GFM型光伏有功出力占比对SSTI阻尼特性的影响。结果表明，在火电占比较低时，GFM光伏可提升SSTI阻尼；而在火电占比较高时反而削弱阻尼。进一步分解系统阻尼路径，识别主导路径以揭示其内在机理。在此基础上，提出一...

解读: 该研究对阳光电源SG系列光伏逆变器的构网型GFM控制策略优化具有重要价值。针对光伏-火电打捆经LCC-HVDC外送场景，研究揭示了GFM光伏渗透率与SSTI阻尼的非线性关系，为阳光电源开发自适应GFM控制算法提供理论依据：在低火电占比时提升GFM出力以增强系统阻尼，高火电占比时动态调整GFM参数避免...

Shiwei Huab · Shuo Zhang · Shiqing Chena · Xinjing Zhanga 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.344

摘要 金属氢化物储氢是一种具有高储氢密度和低压特性的固态储氢方式。其性能面临吸氢过程余热未回收、释氢依赖电加热等挑战。有效的热管理对于推动金属氢化物大规模储氢应用至关重要。本研究提出一种基于热泵结合蓄热的金属氢化物热管理系统，以提升能量利用效率。该系统通过热泵回收吸氢过程产生的低品位热量，并将其升级为可用于释氢过程的高品位热量；蓄热单元则用于降低能耗，并在吸氢与释氢过程中快速提供所需热量。建立了热管理系统与金属氢化物反应器的耦合仿真模型，分析了在不同水温条件下系统的性能表现，包括水温与合金温度变...

解读: 该热泵-储热耦合氢储能热管理技术对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。金属氢化物储氢的吸放热特性与ST系列储能变流器的热管理需求高度契合:通过热泵回收吸氢过程低品位热并升级用于放氢,系统COP达5.4,较电加热提升470%,可显著降低PowerTitan等大型储能系统的温控能耗。该技术可启发阳光电源在...

Hang Wan · Yuyang Gong · Chuangyin Dang · Shengwei Wang 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.382

摘要 潜热储能（LHTES）在建筑中被用于提升建筑能源灵活性，例如削峰填谷或灵活负荷调节。以往实践中，LHTES单元的充放热过程通常按照预设的时间表进行，在特定时间段内完全充满或完全释放，缺乏对其充放热速率或功率的精确控制。随着热储能逐渐成为平衡热能供给与负荷需求的重要参与者，精确的功率控制对于释放建筑能源灵活性变得愈发重要。本文探讨了LHTES单元的功率控制问题，旨在开发一种高效的方法以实现对LHTES单元充放热速率的参考目标跟踪。研究解决了若干具有挑战性的问题，包括在LHTES单元非线性的热...

解读: 该相变储热功率控制技术对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。文中基于模型预测的精确功率跟踪策略与我司ST系列PCS的先进控制算法理念高度契合。卡尔曼滤波状态观测器可应用于PowerTitan储能系统的SOC精确估算和功率调度优化,解决非线性动态响应难题。该研究的削峰填谷与柔性负荷调控思路可增强我司ES...

Hamidreza Mortazavy Benia · Hamed Mortazavi · Nick Bennett · Mohammad S.Islam · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.346

摘要 超临界二氧化碳（sCO2）流动具有独特的热力学特性，能够提高太阳能碟式斯特林发动机的热效率及整体系统性能，从而优化太阳能利用以实现可持续发电。目前文献中尚缺乏对sCO2流动在太阳能碟式斯特林发动机中影响的准确理解，以及相应的流固耦合（FSI）相互作用的研究。因此，本研究旨在建立一种用于太阳能碟式斯特林发动机的新型流固耦合模型，并优化系统的热效率。本文开发了一种针对微型通道多孔介质的先进流固耦合模型，进行了全面的网格细化分析，并通过初步实验测量对计算模型进行了验证。研究展示了通过三维（3-D...

解读: 该超临界CO2斯特林热机技术对阳光电源光热储能系统具有启发意义。研究中的流固耦合FSI建模方法和多孔介质热再生器优化思路,可应用于ST系列储能变流器的热管理设计。超临界流体高效传热特性与我司三电平拓扑功率器件散热需求契合,角速度优化策略可借鉴至VSG虚拟同步机的动态响应控制。mini-channel...

Xiang-Wei Lin · Zhifu Zhou · Maochang Liu · Bin Chen 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.336

摘要 电池储能系统在应对可再生能源间歇性方面正变得日益重要，但其广泛应用仍受到热管理问题的制约。然而，单一的热管理策略难以保障储能电池系统的整体性能。本研究针对280 Ah锂离子电池包，提出了一种结合拓扑翅片结构、相变材料与主动液冷的混合热管理策略。建立了流-热-相变耦合的数值模型，并通过实验验证了其准确性。同时，定义了一种新的综合评价参数，用于表征热管理系统整体性能。基于此，开展了对比研究，评估了三种冷却策略的效率。尽管混合设计带来了额外质量，但拓扑翅片结构不仅在相变材料中构建了高效的导热通路...

解读: 该混合热管理技术对阳光电源PowerTitan等大容量储能系统具有重要应用价值。研究中的拓扑翅片-相变材料-液冷三重耦合方案,可直接应用于ST系列PCS配套的280Ah电芯模组热管理优化。其综合评价参数降低0.2-0.273的性能提升,为iSolarCloud平台的预测性维护提供热模型支撑。代理模型...

Amedeo Cerut · Jerry Lamber · Hartmut Spliethof · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.345

摘要 区域供热网络（DHNs）能够高效地向城市区域供应可再生能源。然而，依赖天气条件的能源来源以及能源供给与供热需求之间的时间不匹配，使得DHN的设计面临挑战。本研究建立了一个多时间步长的混合整数线性规划（MILP）优化模型，并将热储能与可再生能源整合到DHN的设计过程中。所提出的模型在完全空间分辨率下，对管道布局、投资决策以及供能和热储能技术的运行策略进行联合优化。该模型被应用于两个合成案例和一个实际的、规模逐步增大的区域供热网络。通过敏感性分析评估了时间聚合水平对设计结果的影响，发现至少需要...

解读: 该区域供热网络优化研究对阳光电源储能系统具有重要借鉴意义。文章提出的MILP多时间尺度优化方法可应用于ST系列储能变流器与PowerTitan系统的容量配置与调度策略优化。特别是热储能与可再生能源协同运行的思路,可迁移至电储能场景:结合iSolarCloud平台的负荷预测功能,优化PCS充放电策略以...

Wei-Wei Wangac1 · Teng Liub1 · Jun-Zhe Guo · Bin Li 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 高强度太阳光聚集在光伏电池上会导致半导体温度显著升高，从而降低光电转换效率并可能引发光伏组件的不可逆故障。为此，在热设计中创新性地提出了一种超薄扇形板脉动热管（FS-PPHP），通过优化传统平行流道结构，实现对小尺度HCPV电池的高效冷却。本文全面分析和讨论了充液率、倾斜角度、工质种类以及加热功率对FS-PPHP传热性能的影响。结果表明，蒸发段与冷凝段的变直径设计有助于工质回流至加热区域，并增大相邻流道间的压力差势，从而确保FS-PPHP在不同工况下更平稳地启动。在充液率为57%、倾斜角为...

解读: 该扇形板脉动热管技术对阳光电源高功率密度产品具有重要应用价值。在SG系列大功率光伏逆变器中,功率器件散热是关键瓶颈,该超薄热管结构可优化IGBT/SiC模块的温度管理,降低热阻23%意味着可提升功率密度或延长器件寿命。对于PowerTitan储能系统,该技术可改进电池簇温控方案,解决高倍率充放电时的...

Chuan-Ke Liu · Mao-Lin Li · Shun Ma · Xin-Yi Liu 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.327

摘要 高功率直流快充（DC-HPC）有望推动电动汽车（EV）向高能效与低碳可持续方向发展，但在极端高温冲击下存在热失控风险。传统的冷却方法将电流传输与散热过程分离，在超大充电电流条件下难以实现高效的热管理与结构灵活性。本文提出一种基于液态金属（LM）的热-电耦合电流传输策略，构建了用于电动汽车超充的柔性协同供电线（FSPL），即使在超过1000 A的电流下仍可稳定工作。该液态金属基FSPL（LM-FSPL）兼具载流导通与主动冷却散热的协同功能，能够快速消除超高充电电流所产生的超高热流密度，从而促...

解读: 该液态金属热电耦合传输技术对阳光电源充电桩产品线具有重要价值。针对1000A+超大功率直流快充场景,液态金属同步实现载流与主动冷却,可显著提升充电站热管理效率。技术启示:1)可优化现有DC充电模块的热设计,突破功率密度瓶颈;2)柔性可弯曲特性适配充电枪线缆轻量化需求;3)62.7%的散热能力提升可降...

Ruhuan Li · Jun Zhou · Zitong Qiu · Haonan Li 等9人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.395

摘要 可逆固体氧化物电池（RSOC）能够实现高效的电-气-热联产，然而在能源系统优化中，如何将RSOC的电化学表征与热管理进行耦合的研究仍较为缺乏。本文提出了一种全面的基于RSOC的联产模型，该模型独特地整合了电化学特性和热管理，并考虑了RSOC的多状态运行模式。所提出的模型在基准电价、波动电价和补贴电价三种场景下，相较于固定模式运行分别实现了3.14%、2.96%和4.55%更高的经济效益，表现出优越的经济性能。此外，该模型在优化过程中有效捕捉了RSOC的动态特性，这通过详细的运行调度结果得以...

解读: 该RSOC电-气-热三联供优化模型对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。其电化学特性与热管理耦合优化思路可应用于ST系列PCS的多模式运行策略,特别是模式切换时的电流平滑过渡和温度自主调控机制,可提升PowerTitan储能系统在日前调度中的经济性3-5%。热备用消除预热时间、增强功率响应的设计理念,...

Leonardo H. Medeiros · Micael M. Oliveira · Carlos E. G. Falcão · Rafael C. Beltrame 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月

电力变压器是电气系统的重要组成部分，其使用寿命受内部温度的影响，高温会加速其固体绝缘材料的老化。因此，开展旨在理解和改善这些部件热性能的研究是非常有必要的。本文基于对一台配备22个光纤传感器的原型装置进行的14次温升试验，对采用导向油冷、强迫油冷和自然油冷系统的变压器进行了热性能分析。这些光纤传感器用于测量变压器活动部件沿线以及诸如顶层油温、散热器入口等关键点的温度。通过使用完整的试验装置，改变散热器和风扇的数量，以评估它们对导向油冷和强迫油冷系统的影响。此外，还在两种配置下测试了冷却系统完全停...

解读: 该变压器热管理研究对阳光电源储能系统和光伏逆变器的热设计具有重要参考价值。在PowerTitan大型储能系统中，隔离变压器是关键部件，其热性能直接影响系统可靠性和寿命。研究揭示的冷却方式优化策略可应用于ST系列储能变流器的变压器热管理设计，通过强化冷却降低绕组热点温度，延长绝缘寿命。对于MW级光伏逆...