Hongye Sua · Haisong Xua · Lei Wanga · Zhiyang Liu 等5人 · Applied Energy · 2025年9月 · Vol.393

有效的热管理策略对于优化质子交换膜燃料电池（PEMFC）的性能和耐久性至关重要。本文对液冷式PEMFC的热管理策略进行了系统性综述，重点聚焦于温度调节与冷启动运行两个方面。首先，介绍了PEMFC在高于和低于冰点温度下的基本热特性，随后概述了热系统模型的离线与在线辨识方法。接着，针对PEMFC热系统固有的非线性和耦合特性，以及内部和外部多种干扰的存在，从四个角度对各类温度控制策略进行了回顾与分类：（1）探究最佳运行温度与PEMFC整体性能之间的关系；（2）管理多输入多输出冷却系统中的耦合效应；（3...

解读: 该燃料电池热管理技术对阳光电源氢能储能系统及电动汽车充电解决方案具有重要借鉴价值。文中温度调控策略(模型驱动、数据驱动、自适应控制)可应用于ST系列储能PCS的热管理优化,降低冷却系统寄生功耗,提升系统效率。多输入多输出耦合控制方法与阳光VSG虚拟同步机技术理念契合,可增强系统鲁棒性。冷启动快速预热...

Armin Saki · Saleh Rahmani · Masoud Yavarinasab · Hossein Abootorabi Zarchi 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

本文提出了一种基于有限元方法的模型，用于分析电池制造中电阻点焊（RSW）变压器的电磁-热动力学特性。RSW过程涉及金属相变，具有多物理场耦合特性且对温度波动敏感。该模型旨在解决频繁电极连接带来的复杂热管理挑战，为优化变压器设计与热稳定性提供理论支撑。

解读: 该研究涉及的多物理场耦合仿真与热特性分析方法，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及功率模块设计具有参考价值。虽然文章聚焦于电阻点焊变压器，但其核心的电磁-热仿真技术可迁移至储能变流器（PCS）中高频变压器及电感的热设计与寿命评估。建议研发团队借鉴该有限元建模思路，优...

Mohana Alanazi · Abdulaziz Alanazi · Yassir A.Alamri · Elimam Abdallah Alid 等6人 · Solar Energy · 2025年11月 · Vol.301

摘要 自然盐湖，如大盐湖、艾尔湖和乌尔米耶湖，作为可再生能源储存系统在盐度梯度太阳能池（SGSPs）方面具有巨大潜力。值得注意的是，乌尔米耶湖栖息着可在高盐环境中繁盛生长的卤虫（Artemia），其以藻类为食，能够改善水体透明度，从而提高系统的热效率，并带来生态与经济双重效益。本研究评估了在这些天然适宜环境中建设SGSPs的可行性及其热性能优化方案。基于Crank–Nicolson有限差分法建立了数值模型，利用自然盐湖逐月实际气象数据模拟SGSP的热行为。该模型探讨了不同分层厚度（上对流区UCZ...

解读: 该盐梯度太阳池储热技术为阳光电源ST系列储能系统提供创新启示。研究显示115°C峰值温度和湿度对热效率5.89°C提升,可指导PowerTitan液冷储能系统的热管理优化。盐湖环境的长周期储热特性与我司大规模储能解决方案的季节性调峰需求高度契合,NCZ厚度优化策略可借鉴于电池簇热分层控制。建议结合i...

Zhaoxin Wang · Claus Leth Bak · Huai Wang · Henrik Sørensen 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月

电力电子中的高频变压器（HFT）常处于高频PWM电压与高温的双重应力下。电热耦合效应会加速绝缘老化甚至导致失效。本文提出了一种精确的多物理场建模与仿真方法，对于分析HFT在复杂工况下的性能演变及可靠性评估具有重要意义。

解读: 高频变压器是阳光电源组串式逆变器及储能变流器（如ST系列、PowerTitan）中DC-DC变换环节的核心磁性元件。随着功率密度的提升，磁芯损耗与绕组发热的耦合效应成为制约系统可靠性的瓶颈。该研究提出的多物理场耦合建模方法，可直接应用于阳光电源研发流程中，优化高频变压器的散热设计与绝缘选型，有效降低...

Bin Liab · Zhangxi Wua · Ye Lic · Jiawei Hea 等9人 · Applied Energy · 2025年11月 · Vol.398

摘要 将可再生能源与氢储能相结合用于发电是实现清洁能源转型的一种有前景的替代方案。然而，可再生能源的波动性和间歇性给质子交换膜燃料电池（PEMFC）系统的安全高效运行带来了重大挑战。由于PEMFC内部存在复杂的热-水-电场耦合机制，目前尚未对电力系统运行工况变化下PEMFC在多时间尺度上的动态性能进行定量分析。本文基于PEMFC内部的导热、传质及电化学反应过程，首先分析了热、水、电参量之间的参数耦合关系，建立了综合性的PEMFC模型。随后，研究了在不同时间尺度的电力系统运行工况变化下，PEMFC...

解读: 该PEMFC热-水-电多物理场耦合建模技术对阳光电源氢储能系统集成具有重要参考价值。研究揭示的多时间尺度动态响应特性可指导ST系列PCS与PEMFC协同控制策略优化,特别是电压波动对燃料电池安全性的影响分析,可应用于PowerTitan储能系统的氢电耦合场景。多场耦合机制为开发氢能-储能-光伏一体化...

Chengxu Chen · Xiaoze Du · Lizhong Yang · Alessandro Romagnoli · Applied Energy · 2025年5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...

Peiran Liu · Dawei Liu · Shixiong Liang · Yining Cheng 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月

本文研究了氮化镓（GaN）肖特基势垒二极管（SBD）在高功率微波（HPM）脉冲下的电热耦合效应。研究重点分析了材料位错密度对器件损伤的影响，并构建了基于深度学习的预测模型，旨在提升功率器件在极端电磁环境下的可靠性评估能力。

解读: GaN作为第三代宽禁带半导体，在阳光电源的高频化、小型化产品研发中具有潜力。虽然目前阳光电源的主流产品（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统）多采用SiC或IGBT技术，但随着功率密度要求的不断提升，GaN器件在辅助电源或高频功率模块中的应用将成为趋势。本文提出的电热耦合分析方法及深度学习预...

Xin Zou · Zhirui Xu · Hao Chen · Yang Peng 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年9月

通孔陶瓷过孔（TCV）互连结构的热机械行为对三维封装可靠性有着显著影响。然而，现有研究在很大程度上忽视了激光钻孔所产生的缺陷——特别是重铸层和粗糙界面——在调节高功率器件热应力方面的关键作用。在本研究中，提出了一种考虑重铸层和粗糙界面的TCV互连结构的新型热力学分析方法。利用魏尔斯特拉斯 - 曼德布罗特（W - M）分形函数建立了具有可调界面粗糙度的陶瓷 - 重铸层 - 铜模型。实验结果与模拟结果吻合良好，最大误差仅为11.1%。热力学模拟结果显示，热应力与界面粗糙度之间存在非单调关系：在所有温...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文针对陶瓷通孔（TCV）互连结构的热力学研究具有显著的应用价值。在光伏逆变器和储能变流器等大功率设备中，功率半导体模块是核心部件，其封装可靠性直接影响系统的长期稳定性和功率密度提升。 该研究的核心贡献在于首次系统性地量化了激光钻孔工艺缺陷（重铸层和粗糙界面）对热应力的...

Luhan Jin · Yao Mao · Xueqing Wang · Linlin Lu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月

为实现永磁同步电机（PMSM）的精确在线温度估计，本文提出了一种模型与数据驱动相结合的集成方法。首先，构建简化集总参数热网络（LPTN）模型以捕捉温度变化趋势；同时，设计小型人工神经网络（ANN）对模型误差进行补偿，从而实现高精度的温度预测。

解读: 该技术主要应用于电机驱动领域，虽然阳光电源核心业务为光伏与储能，但该方法在电机热管理方面的思路对公司业务有借鉴意义：1. 在风电变流器领域，风机发电机组的在线热监测可提升系统可靠性；2. 在电动汽车充电桩的功率模块散热设计中，该“模型+数据”的混合驱动模式可用于关键功率器件的结温实时监测，优化散热控...

Xiaoqing Gaoa · Liwei Yanga · Zhenchao Lib · Dongyu Jiac 等6人 · Solar Energy · 2025年11月 · Vol.301

摘要 本研究探讨了在中国复杂地形城市兰州的一次热浪事件期间，屋顶光伏板（RPVPs）对热环境的影响。通过耦合天气研究与预报（WRF）模型以及建筑效应参数化与建筑能量模型（BEP + BEM），我们模拟了不同覆盖率（25%、50%、75%和100%）的屋顶光伏板对近地表温度、城市热岛（UHI）效应、城市干岛（UDI）效应以及人体热舒适性的影响。结果表明，屋顶光伏板在白天和夜间均能降低城市温度，在白天对城市东部区域的降温效果更为显著，而在夜间则以中心城区的降温作用更为突出。随着屋顶光伏板覆盖率的增加...

解读: 该研究验证了城市屋顶光伏在复杂地形下的降温效应,对阳光电源SG系列组串逆变器的城市屋顶场景应用具有重要价值。研究显示光伏覆盖率提升可显著降低热岛强度(最高0.71K),这为阳光电源在兰州等干旱半干旱地区推广1500V高效逆变系统提供科学依据。建议结合iSolarCloud平台,开发针对复杂地形城市的...

Yuan Gao · Entao Zhang · Yin Xie · Xuan Zhu 等6人 · Energy Conversion and Management · 2025年11月 · Vol.344

摘要 作为聚光光伏光热（CPV/T）系统理论建模的核心，半导体中的载流子平衡（CB）与晶格热平衡（TE）通常仅在聚光光伏（CPV）的最大功率点（MPP）处进行耦合。本文表明，这种源自肖克利（Shockley）模型的单点耦合方法会引入显著误差，因其无法准确描述CPV/T系统的温度-电压（TV）特性。为克服这一局限，本文建立了全电压范围耦合模型（FRCM）。该模型揭示了CPV/T系统中显著的TV特性，这些特性源于聚光辐射引起的、电压依赖性的CB-TE耦合变化，并通过实验数据得到了验证。TV特性通过C...

解读: 该CPV/T全电压耦合模型对阳光电源光伏逆变器产品具有重要价值。研究揭示的温度-电压特性及最大㶲点与最大功率点的偏离,为SG系列逆变器的MPPT算法优化提供理论依据。通过多物理场耦合建模,可改进1500V系统在高辐照度下的温度补偿策略,提升发电效率。该理论框架可应用于iSolarCloud平台的智能...

Chengcheng Yao · Zhongjing Wang · Wenwei Li · He Li 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年12月

本文研究了旨在优化共模（CM）噪声和热性能的功率模块设计。以高频全桥二极管整流器为案例，通过简化的CM等效模型和参数化研究，识别了影响CM噪声产生与抑制的关键因素。研究表明，合理的寄生参数设计与对称性对提升模块性能至关重要。

解读: 该研究关注功率模块的寄生参数优化与热管理，对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan储能变流器（PCS）设计具有重要指导意义。随着功率密度提升，高频下的共模噪声抑制与散热设计是提升产品效率与电磁兼容性（EMC）的核心。建议研发团队在下一代SiC功率模块封装选型中，参考文中关于垂直集成结构的分析，...

Hang Wan · Yuyang Gong · Chuangyin Dang · Shengwei Wang 等5人 · Applied Energy · 2025年3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...

Yuan Du · Yixun Xue · Lei Chen · Mohammad Shahidehpour 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年5月

冷热电三联供（CCHP）系统能源利用效率高，通常超过80%。然而，传统CCHP依赖微型燃气轮机，导致碳排放问题。本文设计了一种混合可再生能源-CCHP系统，电力负荷由光伏与风电提供，冷热负荷通过热泵电转热满足。针对可再生能源的季节性波动，引入钻孔热能储存（BTES），将夏季多余能量储于地下供冬季使用。构建了基于决策相关不确定性的两阶段鲁棒优化模型，并采用改进的Benders分解算法求解。通过中国鄂尔多斯实际案例验证方法有效性，分析了BTES集成、不确定性预算及可再生能源比例的影响。

解读: 该混合可再生能源-CCHP系统与阳光电源多产品线深度契合。钻孔热能储存（BTES）的跨季节储能理念可启发ST系列储能系统开发长周期储能解决方案，突破现有电化学储能的时长限制。两阶段鲁棒优化模型可直接应用于PowerTitan大型储能系统的容量配置优化，提升光伏-风电-储能混合系统的经济性。热泵电转热...

Gian Domenico Licciardo · Salvatore Bellone · Luigi Di Benedetto · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年10月

本文提出了一种用于研究4H-SiC DMOSFET热稳定性的新型分析模型。该模型通过闭式方程描述了器件在宽温度范围内的直流正向特性，并考虑了寄生电阻和氧化层界面陷阱的影响，有助于分析器件电热稳定性的起始点。

解读: 该研究对阳光电源的核心业务至关重要。随着光伏逆变器和储能系统（如PowerTitan、ST系列PCS）向高功率密度和高效率演进，SiC器件的应用已成为提升系统性能的关键。该模型能够精确描述SiC MOSFET在宽温度范围内的电热特性，对于优化阳光电源产品的热设计、提升功率模块的可靠性以及在极端工况下...

Bohan Hao · Yemao Wang · Liyao Xi · Yulong Zhao 等5人 · Solar Energy · 2025年6月 · Vol.293

在聚光光伏-相变材料-热电发电机（CPV-PCM-TEG）系统的相变材料区域中引入高导热翅片可显著提升光伏发电和废热回收性能。本研究对相变材料内的翅片结构进行了拓扑优化，并采用固体各向同性材料惩罚法（SIMP方法）得到了三种拓扑翅片结构。随后建立了CPV-PCM-TEG系统的数值模型，用以研究这些拓扑翅片对系统整体性能的影响。结果表明，与直翅片相比，拓扑翅片能够进一步降低相变材料的热阻，使CPV温度降低15.68 K，CPV输出功率提高10.52%，同时TEG输出功率增加4.56%。然而，在无太...

解读: 该CPV-PCM-TEG集成系统的拓扑优化技术对阳光电源光储融合方案具有重要借鉴价值。研究中的相变材料热管理与拓扑优化翅片设计,可应用于ST系列储能变流器及PowerTitan系统的热管理优化,降低功率器件工作温度15K以上,提升系统效率10%。特别是其废热回收理念,可与SG系列光伏逆变器结合,通过...

Xiangqiang Kong · Yijian Zhang · Wanke Hou · Xichun Miao 等6人 · Solar Energy · 2025年11月 · Vol.301

液冷板可用于有效降低光伏（PV）面板温度并提高其光电转换效率。本文采用基于计算机仿真的拓扑优化模型，研究液冷板的热力与水力性能，目标在于最大化传热效率的同时最小化功率耗散。随后设计了多种具有不同出口布置的液冷板结构。仿真结果与实验数据吻合良好，最大误差不超过5%。在此模型基础上，引入权重因子以在拓扑优化（TO）液冷板的传热效率与水力性能之间实现最佳权衡。研究发现，当权重因子为0.6时，TO液冷板的整体热力与水力性能达到最优。相较于直通道型液冷板，TO液冷板表现出更优越的综合性能：热源最高温度降低...

解读: 该拓扑优化液冷板技术对阳光电源光伏逆变器、储能PCS及充电桩产品具有重要应用价值。研究表明权重因子0.6时可实现传热与水力性能最优平衡,最高温度降低23.11K,压降减少58.47Pa。这为SG系列大功率逆变器、ST系列PCS的功率器件散热设计提供优化方向,特别是SiC/GaN器件的高热流密度管理。...

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...

Zexiang Zheng · Cai Chen · Jianwei Lv · Yiyang Yan 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

并联SiC MOSFET的动态电流不平衡会导致损耗不均甚至热失控。由布局引起的寄生参数不平衡是主要原因。本文提出了一种定量模型，全面考虑了所有电感及互感耦合，以分析并联SiC MOSFET的动态均流问题。

解读: 该研究对阳光电源的高功率密度产品至关重要。随着PowerTitan系列储能系统及组串式逆变器向更高功率等级演进，SiC MOSFET并联应用日益广泛。该模型能精准指导功率模块的PCB布局与叠层设计，有效抑制动态电流不平衡，从而降低开关损耗、提升热稳定性，并延长核心功率器件的使用寿命。建议研发团队将其...

Xinyuan Zhang · Zhijian Feng · Shuzhe Zhao · Zixiang Sun 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月

本文提出了一种新型五电平混合中点钳位（NPC）-有源NPC（ANPC）H桥单相逆变器，通过结合使用硅（Si）器件的NPC臂与碳化硅（SiC）器件的ANPC臂，有效控制SiC器件成本。提出分数频率半周期（FFHC）空间矢量脉宽调制（SVPWM）策略，使NPC臂开关器件工作于基频，ANPC臂器件仅在半个周期内高频开关，从而提升效率、功率密度与热稳定性。详细阐述了逆变器的工作原理，并建立损耗与热模型以分析器件损耗分布、温度分布及最大结温。实验样机验证了该拓扑在效率、功率密度和热性能方面的优势。

解读: 该混合NPC-ANPC五电平拓扑及FFHC调制策略对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在车载OBC充电机领域，通过Si/SiC混合方案可有效控制成本，同时ANPC臂半周期高频开关策略显著降低开关损耗，提升功率密度，契合车载轻量化需求。在ST储能变流器单相模块设计中，该拓扑的基频开关特性可降低NPC...