Ercan M. Dede · Feng Zhou · Yuqing Zhou · Danny J. Lohan 等7人 · Journal of Electronic Packaging · 2025年6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...

Mišo Jurčević · Sandro Nizeti · Ivo Marinić-Kragić · Muslum Arici · Solar Energy · 2025年7月 · Vol.295

混合型可再生能源系统，特别是光伏技术，在应对气候变化方面发挥着关键作用。将相变材料（PCM）集成到光伏-热能（PVT）系统中，为改善热管理和提高能源效率提供了一种有前景的方法。本研究通过数值分析方法，探讨了多种相变材料的行为特性，以期为PVT集热器系统设计中的有效热管理方案提供依据。基于实验研究和经过验证的综合性数值模型，研究深入分析了在不同相变材料作用下，PVT集热器在不稳定天气条件下的运行性能。相变材料的影响分析包括评估PVT集热器的热行为、电学性能以及应用相变材料的经济可行性。研究采用An...

解读: 该PVT-PCM混合系统研究对阳光电源SG系列光伏逆变器与ST储能系统集成具有重要价值。研究揭示的光伏组件热管理与电输出优化策略,可指导我们开发智能温控算法,通过MPPT优化技术动态调节工作点以适应温度波动。相变材料的经济性分析为储能系统PowerTitan的热管理方案选型提供参考。建议将该技术与i...

Maria Aurely Yedme · Anthony Delahay · Denis Leduc · Energy Conversion and Management · 2025年12月 · Vol.346

摘要 需求侧管理（DSM）是调节电力需求的关键策略，尤其适用于整合可再生能源的电网系统。与电化学电池类似，热能储存可作为灵活负荷，缓解电网压力。因此，为支持需求响应计划，研究人员开发了一种创新的热虹吸热能蓄冷装置（TTA），并将其集成至蒸气压缩制冷系统中，以便在断电期间向蒸发器储存和供应冷能。本文采用五个关键性能指标，研究了该TTA在不同运行条件下，集成于封闭式冷藏展示柜中时，在持续1.5小时的DSM事件期间的性能表现。结果表明，在断电期间，蓄冷装置成功地向蒸发器供应了冷能，同时有效抑制了DSM...

解读: 该热虹吸蓄冷技术为阳光电源储能系统提供需求侧管理新思路。可与ST系列PCS和PowerTitan储能系统协同,通过冷链负荷柔性调控降低电网峰值压力。技术验证了1.5小时削峰能力且能耗降低7%,与阳光电源GFM控制策略结合可优化工商业储能场景的多时段调度。iSolarCloud平台可集成此类热储能监控...

Liwen Chena · Yuanlin Liab · Hua Feia · Jianmin Tonga 等5人 · Solar Energy · 2025年9月 · Vol.298

摘要 随着全球能源消耗的持续增长，高效储能材料的开发正受到广泛关注。相变材料（PCMs）因其优异的热能储存特性以及在相变过程中能够维持相对稳定温度的能力，在热能存储领域备受关注。这主要归功于其出色的储热能力和优越的热量调节性能。然而，材料泄漏和导热性差等问题限制了其在多种环境中的应用潜力。为了优化PCMs的热性能，可采用成本低廉、可持续且广泛可用的生物质多孔介质作为支撑材料，有效制备形状稳定的生物质基复合相变材料。本文综述了生物质碳基复合相变材料（CPCMs）的合成方法及研究进展，探讨了其对基础...

解读: 该生物质复合相变储热材料技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。相变材料的恒温特性可优化PowerTitan等大型储能系统的热管理方案,解决电池簇温度均衡难题。其在建筑热管理和余热回收的应用场景,可与ST系列PCS结合构建冷热电三联供系统,提升综合能效。生物质基材料的低成本和可持续性,为储能电站被动...

Florian Wilhelmi · Yuji Komatsu · Shinya Yamaguchi · Yuki Uchida 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月

氧化镓（Ga$_{2}$O$_{3}$）作为功率电子材料具有广阔前景，但其低热导率引发了散热管理挑战。本文评估了Ga$_{2}$O$_{3}$肖特基二极管的不同封装策略，对比了600μm标准厚度与200μm减薄大面积β-Ga$_{2}$O$_{3}$二极管在陶瓷基板上的散热性能，验证了减薄工艺与结面冷却对提升器件电流承载能力的关键作用。

解读: Ga$_{2}$O$_{3}$作为超宽禁带半导体，在未来高压、高功率密度电力电子应用中潜力巨大。对于阳光电源的组串式光伏逆变器和PowerTitan储能系统而言，提升功率密度是核心竞争力。该研究提出的衬底减薄与结面冷却技术，能有效解决宽禁带器件在高功率密度设计下的热瓶颈问题。建议研发团队关注Ga$_...

Morteza Khoshvaght-Aliabadi · Afsaneh Nasrolahzadeh · Seyed Hosein Mazloumi · Energy Conversion and Management · 2025年11月 · Vol.344

摘要 管理高热流密度电子器件的热负荷仍是电子工业中的主要挑战，推动了对先进散热器设计和高效冷却剂的需求。本研究探讨了基于新型混合结构（结合直通道与波纹通道）的超临界CO2（sCO2）冷却散热器在不同质量通量和运行压力下的性能表现。结果表明，波纹段内产生的迪恩涡显著增强了湍流动能，并破坏了热边界层，使传热系数提高了约50%，并在研究的操作范围内使基底温度降低了约10 K。对于以直通道为主的模型，增加sCO2质量通量可更显著地改善传热性能；而对于以波纹通道为主的模型，压降对质量通量变化更为敏感。尽管...

解读: 该超临界CO2混合式散热技术对阳光电源储能系统和大功率变流器具有重要应用价值。研究显示的50%传热系数提升和10K温降可直接应用于ST系列PCS和PowerTitan储能系统的功率模块散热优化,特别是SiC/IGBT器件的热管理。直-波纹混合通道设计可改善温度均匀性(温差<5K),有助于提升三电平拓...

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,...

Seyed Iman Hosseini Sabzevari · Salar Koushan · Armin Ebrahimian · Towhid Chowdhury 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月

集成模块化电机驱动（IMMD）可实现高效率、高功率密度和容错能力，但受限于空间，其热管理设计面临挑战。本文针对航空应用中的250-kW IMMD，提出一种基于3 mm热管的热管理系统（TMS）设计方案。通过PLECS软件对电力电子模块进行电-热联合仿真，并建立简化的热阻模型以估算氮化镓（GaN）半导体芯片结温。实验验证了所设计TMS的性能，并与商用散热器对比。结果表明，在冷却液温度为24°C时，该系统优于商用散热器；在41°C工况下，GaN器件最大结温仅为95.16°C，满足额定功率运行需求。

解读: 该热管散热技术对阳光电源GaN功率器件应用具有重要参考价值。文章针对250kW高功率密度电机驱动的热管理挑战，提出3mm热管方案，在41°C环境下将GaN器件结温控制在95°C以内，验证了紧凑空间下的高效散热能力。该技术可直接应用于阳光电源车载OBC充电机和电机驱动产品，提升GaN器件在高功率密度场...

Habeeb Bolaji Adedayo · Kamaruzzaman Sopian · Ambagaha Hewage Dona Kalpani Rasangik · Oluwasanmi Iyiola Along · Solar Energy · 2025年6月 · Vol.293

摘要 太阳能光伏（PV）组件的热管理对于优化能量效率至关重要，因为温度分布不均会阻碍其性能表现。本研究探讨了由乙烯四氟乙烯（ETFE）、乙烯醋酸乙烯酯（EVA）、硅电池、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、胶带和碳纤维增强聚合物（CFRP）组成的多层光伏组件的热动力学特性。该研究创新性地结合了数值模拟、理论分析与基于太阳模拟器的实时实验验证，在平均辐照度为1000 W/m²的条件下模拟标准测试环境下的太阳辐照。数值结果表明各层表面温度相对均匀，其中电池层达到最高的平均表面温度（41.36 °C），这...

解读: 该光伏组件热管理研究对阳光电源SG系列逆变器及智能运维具有重要价值。研究揭示的硅电池层温升至41.36°C导致效率损失42.5%的现象,可指导我们优化MPPT算法中的温度补偿策略。建议将相变材料、金属泡沫散热等创新冷却方案集成到组件级监控中,通过iSolarCloud平台实时监测热点并预测性维护。研...

Rahil Samani · Ignacio Galiano Zurbriggen · Ruoyu Hou · Juncheng Lu 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月

氮化镓增强型高电子迁移率晶体管（e - HEMT）在将效率提升至可能的极致方面表现卓越。随着功率密度按需增加且效率趋近饱和点，对半导体可靠性和热管理的担忧也日益加剧。本文聚焦于基于氮化镓的两级功率因数校正（PFC） - LLC 变换器，这是自然冷却消费电子产品中常见的一种拓扑结构，并探索解决其热瓶颈问题的方案。本文提出了一种平衡热网络，该网络通过精确的与温度相关的损耗表征将热域和电域相互连接而建立。然后将这些损耗模型应用于功率变换器的热网络中。此外，主要在元件级研究中发展起来的热耦合概念被拓展到...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于GaN器件的PFC-LLC变换器热管理优化技术具有重要的战略价值。该研究针对自然冷却条件下的功率变换系统，提出了系统级热-电耦合网络模型和多目标优化框架，这与我司在光伏逆变器和储能变流器产品中追求高功率密度、高可靠性的技术路线高度契合。 GaN器件的应用是我司下一...

Yuhan Li · Zhifeng Zheng · Yangge Guo · Xiaojing Cheng 等8人 · Applied Energy · 2025年8月 · Vol.392

摘要 热管理控制对质子交换膜燃料电池（PEMFC）的性能与耐久性具有重要意义。在大负载波动工况下，由于系统具有强非线性和时变时滞特性，热管理控制面临巨大挑战。为此，本文采用串级内模控制（IMC）方法，结合电流前馈控制，以提升宽范围负载变化下的跟踪性能及对时滞扰动的鲁棒性，同时降低系统时滞影响。此外，提出了一种针对恒温器和风扇的双内环串级IMC结构，以进一步增强系统鲁棒性，并引入改进型Smith预估器以改善时滞扰动的抑制能力。首先通过阶跃响应测试和白噪声扰动测试分别评估所提出控制策略的响应速度与鲁...

解读: 该燃料电池热管理控制技术对阳光电源氢能业务拓展具有重要参考价值。文中提出的级联内模控制(IMC)与电流前馈结合策略,可应用于公司充电桩及储能系统的热管理优化,特别是ST系列PCS在大功率波动场景下的温控精度提升。双内环级联IMC与改进Smith预估器的鲁棒性设计思路,可借鉴至SG逆变器的宽温度范围运...

Wei Li · Yi Xie · Rui Yang · Yining Fan 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年4月

随着锂离子电池技术的蓬勃发展，大规模电池组的管理面临着一项重大挑战：虽然全面的时变电热特性曲线至关重要，但稀疏的传感器系统仅能提供有限的传感信息。在新兴的电池管理系统中，传感器系统的信息缺失问题通常被忽视。本文提出了一种电池传感器系统架构的优化方法，可实现对大规模电池组全局电热特性曲线的在线传感。首先，通过拓展信息熵的应用，提出了一种适用于任意电池传感器系统的架构优化方法。基于这种优化后的传感器拓扑结构，本文随后重点研究了一种用于捕捉大规模电池组全局电热特性曲线的在线传感方法。通过这种方法，利用...

解读: 从阳光电源储能系统业务视角来看，这项基于稀疏传感器系统的大型电池包全局电热场在线感知技术具有重要的工程应用价值。当前储能系统向大规模、高能量密度方向发展，我们的液冷储能产品和集装箱级储能解决方案中，电池包规模动辄数百至数千个电芯，传统BMS面临传感器成本与监测精度的矛盾：全面部署温度和电压传感器会显...

Steffen Wieser · Lucas Naveau · Werner Kraft · Ruth Arregi Beristain 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年12月 · Vol.346

摘要 由于对可持续公共交通的需求不断增长，目前处于研发和运营阶段的电池电动轨道车辆数量日益增加。然而，乘客舱供暖所需的能量仍由车载电池提供，这在低温环境条件下尤其会导致车辆续航里程受限。热储能系统为降低电池供电的供暖能耗提供了创新的解决方案。因此，本文研究了电池电动轨道车辆中此类热储能系统的设计需求。基于Python开发了一个车辆热力学模型，并对电池电动车辆运行过程中的热能需求进行了仿真分析。环境、轨道、车辆以及HVAC（供暖、通风、空调）控制参数的场景与边界条件均依据现行轨道车辆相关规范与标准...

解读: 该研究对阳光电源储能及电动交通解决方案具有重要参考价值。轨道车辆热管理储能系统需求52-255kWh与我司PowerTitan储能系统容量匹配,可通过ST系列PCS实现高效能量调度。研究显示热储能可提升续航5.6%,验证了储能系统在电动交通领域的应用潜力。建议结合我司充电桩产品,开发轨道交通储能-充...

Ningbo Wang · Yanhua Guo · Congqi Huang · Bo Tian 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 研究数据中心（DC）的热环境及温度分布对于应对设备故障或环境变化等突发事件至关重要。然而，构建从数据中心机房级到芯片级的全尺寸仿真模型面临巨大挑战。本文提出一种独特的方法，将多尺度协同建模与深度学习技术相结合，用于风冷数据中心的热预测。通过将父模型的仿真结果作为子模型的边界条件，构建了数据中心多尺度仿真模型，显著降低了模型复杂度和计算资源消耗。利用实验数据，对不同尺度的模型分别进行了验证。研究了不同冷却策略、送风温度和送风流量对多尺度仿真模型的影响。基于参数化仿真方法，构建了用于训练数据驱...

解读: 该多尺度协同建模与深度学习热管理技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。ST系列PCS和PowerTitan等大型储能产品面临电池簇、模组到电芯的多层级热管理挑战,可借鉴其多尺度仿真方法降低建模复杂度。CNN-BiLSTM-Attention神经网络可集成至iSolarCloud平台,实现储能柜温度...

Peimiao Li · Shibo Wang · Hui Wang · Yun Feng 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378

摘要 动力舱散热方案的设计受限于复杂的结构配置和较慢的迭代速度。鉴于数值实验所需的巨大时间和计算资源，本文提出了一种快速零维集成精确三维优化模型，用于计算电动汽车动力舱的散热性能并优化其热管理系统。在现有热等效电路模型的基础上，快速零维模型建立了各设备之间的热容与热阻网络，并通过参考精确的初始三维仿真结果对快速零维模型的输出进行修正。随后，利用零维模型搜索最优散热结构配置，并通过实验数据进行验证。结果表明，快速零维集成精确三维优化模型的优化结果得到了三维模型的良好验证。采用所提模型优化电机控制器...

解读: 该零维-三维混合热管理优化模型对阳光电源电动汽车业务具有重要价值。在OBC车载充电机、电机驱动器等功率密集产品中,可将散热方案迭代时间从576小时压缩至72小时,显著加速SiC/GaN功率器件的散热结构设计。该方法可应用于充电桩功率模块热仿真,通过快速优化翅片数量和尺寸,将芯片温度从551K降至35...

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...

Haoyuan Chen · Kunfeng Liang · Chunyan Gao · Yunpeng Zhang 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年5月 · Vol.332

摘要 随着纯电动汽车的快速发展，相关技术问题仍然存在，高效可靠的热管理系统是提升整车性能的核心挑战之一。本研究提出一种多模式直接冷却热管理系统，旨在满足温度控制需求的同时，优化能源效率、成本及环境影响。建立了系统的实验与仿真平台作为数据来源，并构建了包含三个指标的热力学分析框架，利用实验数据评估不同运行参数对系统性能的影响。结果表明，系统蒸发温度升高5 °C时，在两种模式下总能量损失降低约12.6%，环境影响减少4.65%，但成本均增加约12%；系统在不同运行模式下均存在一组最优运行参数。在热力...

解读: 该热管理多目标优化技术对阳光电源电动汽车充电及储能热管理系统具有重要价值。研究中的热力学三指标评估体系(能效、成本、环境影响)可应用于ST系列PCS和PowerTitan储能系统的温控优化,通过遗传算法实现参数虚拟标定,提升18.2%火用效率同时降低30.9%环境影响。该方法可指导阳光电源OBC车载...

Haojie Zhoua · Ji Lib · Energy Conversion and Management · 2025年12月 · Vol.346

摘要 人工智能（AI）芯片在移动智能设备（如移动机器人、无人机、智能电动汽车等）中发挥着关键作用。随着这些设备对计算能力需求的不断提升，AI芯片的热管理系统正面临日益严峻的挑战，特别是在需要在不同取向和高温条件下实现可靠散热的应用场景中。尽管环路热管（LHP）克服了传统热管的一些局限性，但其始终未能满足高功率芯片（大于500 W）在变取向工况下的热管理需求。本研究引入热电制冷器（TEC）对LHP的补偿腔进行完全冷却，显著增强了冷凝液的回流，从根本上解决了上述问题。通过实验系统地研究了新型集成TE...

解读: 该重力不敏感环路热管与热电模块集成技术对阳光电源电动汽车驱动系统及充电桩产品具有重要应用价值。针对大功率AI芯片(>500W)在不同姿态下的散热难题,该技术通过TEC主动冷却补偿腔实现热阻低至0.0978K/W,可直接应用于阳光电源电动汽车OBC充电机、电机驱动控制器及大功率充电桩的SiC/GaN功...

Jaeyong Jeong · Chan Jik Lee · Sung Joon Choi · Nahyun Rheem 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年4月

异构三维（H3D）堆叠系统在高性能计算（HPC）以及人工智能/机器学习（AI/ML）应用方面具有诸多优势。然而，要实现H3D系统，需要重新设计电源分配网络（PDN），以在三维堆叠系统中实现高效的电源传输，并需要热管理解决方案。为了为H3D系统开发高效的PDN，建议采用三维集成片上功率器件。在这项工作中，我们展示了一种通过直接热扩散层键合技术集成在CMOS芯片PDN上的H3D集成氮化镓（GaN）功率器件。该GaN功率器件设计为同时集成增强型（E - 模式）和耗尽型（D - 模式），栅长（$L_{\...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项GaN功率器件三维集成技术虽然目前主要面向高性能计算和AI/ML应用，但其核心创新对我们在光伏逆变器和储能系统领域具有重要的前瞻性价值。 该技术的关键突破在于两个方面：首先，GaN器件实现了22.3Ω·mm的导通电阻和137V的击穿电压，性能显著超越硅基器件，这与我们...

Qin Ye · Na Guo · Meijie Chen · Renewable Energy · Applied Physics Letters · 2025年3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...