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电力电子系统中功率半导体模块的热网络研究综述
Thermal Networks for Power Semiconductor Modules in Power Electronic Systems: A Review
Xiang Li · Yi Zhang · Haoze Luo · Xin Yang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
本文综述了功率半导体模块热网络模型的发展。随着电力电子应用对功率密度、开关频率、运行温度及可靠性要求的不断提高，功率模块的设计面临严峻挑战。文章重点探讨了热网络建模技术，旨在通过精确的热管理提升系统整体性能与可靠性。
解读: 热管理是阳光电源提升逆变器与储能系统功率密度的核心技术。随着PowerTitan等大功率储能系统及组串式逆变器向更高功率密度演进，功率模块（IGBT/SiC）的热设计直接决定了产品的可靠性与寿命。本文提到的热网络模型可深度集成至iSolarCloud智能运维平台，用于实时监测核心功率器件的结温状态，...
考虑热瞬态与PCB安装模式的混合电容器组解析热建模与布局优化设计方法
Analytical Thermal Modeling and Arrangement Optimization Design Method for Hybrid Capacitor Banks Considering Thermal Transient and PCB Mounting Modes
Weiwei Wang · Shengxue Tang · Zhe Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
针对混合电容器组（HCB）的可靠性评估，本文提出了一种能够进行瞬态温度估计的解析热模型。该模型综合考虑了电容器类型及PCB安装模式的影响，有效解决了现有模型在温度预测及寿命评估中误差较大的问题，为电力电子系统的热设计与优化提供了理论支撑。
解读: 该研究对于阳光电源的核心产品线（如PowerTitan储能系统、组串式及集中式逆变器）具有极高的应用价值。电容器作为电力电子设备中的关键易损件，其热管理直接决定了产品的全生命周期可靠性。通过引入瞬态热模型和PCB布局优化，研发团队可以在产品设计阶段更精准地预测电容器在复杂工况下的温升，从而优化散热结...
一种具有超低寄生电感和集成PCB微管冷却的无引线PCB加DBC混合SiC MOSFET功率模块
A Wire-Free PCB Plus DBC Hybrid SiC MOSFET Power Module With Ultra-Low Parasitic Inductance and Integrated PCB Microtube Cooling
Liyu Yao · Jinpeng Cheng · Shuyu Liu · Hao Feng 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
碳化硅（SiC）器件虽具备高开关速度和功率密度，但受限于寄生电感和散热能力。传统PCB封装多采用引线键合，存在寄生电感大、单面散热效率低等问题。本文提出一种无引线PCB与DBC混合封装结构，通过集成PCB微管冷却技术，显著降低了寄生电感并提升了散热性能。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高的应用价值。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中，提升功率密度和开关频率是核心竞争力。该无引线封装技术能有效抑制SiC器件在高频开关下的电压尖峰，降低开关损耗，同时通过微管冷却解决高功率密度下的热瓶颈。建议研发团队关...
面向正常与短时过流工况的功率模块双模热管理
Dual-Mode Thermal Management of a Power Module for Normal and Short-Term Overcurrent Operation
Jinpeng Cheng · Liyu Yao · Hao Feng · Xu Zhang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
在功率模块中集成相变材料（PCM）可缓解短时过流引起的温度激增，但会阻碍正常运行时的散热。本文针对半桥SiC MOSFET功率模块的三维回路封装设计，提出了一种双模热管理方法，通过将PCM置于热传导路径之外，有效平衡了正常散热与过流保护需求。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan储能系统具有重要参考价值。随着SiC器件在高性能逆变器中的普及，功率密度不断提升，短时过流能力成为系统可靠性的关键瓶颈。该双模热管理方案通过优化封装热路径，可在不牺牲正常工况散热效率的前提下，显著提升系统应对电网故障或瞬时过载的能力。建议研发团队在...
车载SiC功率模块针翅散热器增强热均匀性的区域多目标优化
Regionalized Multiobjective Optimization of Pin-Fin Heatsink for Enhanced Thermal Uniformity in Automotive SiC Power Modules
Chunyang Man · Yimin Zhou · Lingqi Tan · Kai Ma 等12人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
碳化硅（SiC）功率模块凭借高压耐受、高温运行及高开关频率等优势，正逐步取代传统硅基器件。本文针对车载SiC功率模块，研究了针翅散热器的区域多目标优化方法，旨在提升模块的热均匀性，从而优化散热性能并提高系统可靠性。
解读: 该研究直接关联阳光电源的SiC功率模块应用及热设计能力。在电动汽车驱动及高性能光伏/储能逆变器中，SiC器件的高功率密度对散热提出了严苛要求。本文提出的针翅散热器区域优化方法，可直接应用于阳光电源的组串式逆变器功率模块及PowerTitan等储能变流器（PCS）的散热系统设计。通过优化热均匀性，不仅...
具有低热阻和寄生电感的PCB嵌入式SiC半桥封装单元的设计与分析
Design and Analysis of PCB Embedded SiC Half-Bridge Packaging Cells With Low Thermal Resistance and Parasitic Inductance
Chao Gu · Wei Chen · Hao Guan · Jing Jiang 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
本文设计并评估了三种PCB嵌入式1200V SiC MOSFET半桥封装单元，采用重布线层（RDL）技术替代传统引线键合工艺。研究重点在于降低寄生参数与热阻，并通过综合评估验证了其在电气性能与热管理方面的优越性。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有深远影响。随着光伏逆变器（尤其是组串式）和储能系统（如PowerTitan系列）向高功率密度和高开关频率演进，SiC器件的封装优化至关重要。PCB嵌入式封装技术能显著降低寄生电感，从而减少开关损耗和电压尖峰，提升系统效率。同时，优化的热阻设计有助于提升功率模块的散热能...
基于单传感器逆算法的电解电容核心温度与功率损耗非侵入式估计
Noninvasive Estimation for Core Temperature and Power Loss in Electrolytic Capacitors Using a Single-Sensor Inverse Algorithm
Jinxiao Wei · Peng Chen · Yi Zhang · Peng Qin 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
本文提出了一种非侵入式电解电容核心温度与功率损耗的同步估计方法。该方法仅需单个传感器，无需测量等效串联电阻（ESR）和电容值。通过反向数值算法（逆向有限元计算），实现了对电容内部状态的精确重构，为电力电子设备的寿命预测提供了新途径。
解读: 电解电容是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan系列储能变流器（PCS）中的关键薄弱环节，其热失效直接影响整机可靠性。该研究提出的单传感器逆算法，能够以低成本实现对电容内部温度的实时监测，无需复杂的传感器布置。建议研发团队将其集成至iSolarCloud智能运维平台，通过对逆变器和P...
锂离子电池电-热-老化建模及活性材料损失研究
Electro-thermal-aging modeling of Li-ion batteries with active-material loss
Hui Pang · Xiangping Yan · Nan Jiang · Xudong Qu 等7人 · Applied Energy · 预计 2026年5月 · Vol.410
本文建立考虑活性材料损失的锂离子电池电-热-老化耦合模型，量化温度、电流倍率与循环次数对容量衰减和内阻增长的影响，提升老化预测精度。
解读: 该研究直接支撑阳光电源PowerTitan、PowerStack及ST系列储能变流器（PCS）配套的智能BMS升级。电-热-老化多物理场模型可嵌入iSolarCloud平台，优化充放电策略以延缓电池衰减；尤其适用于电网侧储能调峰调频场景中PCS与电池的协同寿命管理。建议将模型参数化接口集成至ST50...
面向储能电池热管理的拓扑优化设计三材料液冷板
Topology optimization-devised tri-material liquid cooling plate for energy storage battery thermal management
Xiang-Wei Lin · Menglin Yu · Xin-Yi Lin · Zhi-Jun Li 等6人 · Energy Conversion and Management · 2026年4月 · Vol.354
本文提出一种基于拓扑优化的三材料液冷板设计方法，提升储能电池包的温度均匀性与散热效率，通过多目标优化平衡压降、热阻和制造约束，结合实验验证其在高倍率充放电下的热管理性能。
解读: 该研究直接支撑阳光电源PowerTitan和ST系列PCS配套的液冷储能系统热设计升级。三材料液冷板可集成于PowerTitan标准舱体，显著改善电芯温差（<2℃），延长循环寿命，适配高功率充放电场景。建议在下一代ST-3450K-H/ST-5000K-H PCS中嵌入该冷却结构，并与iSolarC...
采用脉冲式液体浸没冷却策略提升电池模块的电-热性能
Improving the electro-thermal performance of battery module using a pulse liquid immersion cooling strategy
Qiang Gao · Yongping Huang · Chengbin Zhang · Applied Energy · 2026年4月 · Vol.409
本文提出一种脉冲式液体浸没冷却策略，通过周期性启停液冷循环增强电池模块散热效率，显著降低温升与温差，提升电化学一致性与循环寿命。
解读: 该研究直接支撑阳光电源PowerTitan与ST系列储能变流器（PCS）配套的液冷电池系统热管理优化。脉冲浸没冷却可提升高功率充放电工况下电池簇的温度均匀性，延长PowerStack集成系统的循环寿命，并降低BMS热误判风险。建议在下一代ST-345/ST-625 PCS的液冷接口设计中预置脉冲流量...
高功率SiC模块中多层聚酰亚胺基板的电热设计空间
Electro-Thermal Design Space for Multilayer Polyimide Substrates in High-Power SiC Modules
Narayanan Rajagopal · Taha Moaz · Christina DiMarino · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
本文探讨了用于高功率SiC转换器（如iPEBB）的新型聚酰亚胺基有机直接覆铜（ODBC）基板技术。该技术通过提升设计灵活性与可靠性，旨在实现更高的功率密度。文章重点分析了ODBC介电材料的电热特性，为高功率密度电力电子模块的封装设计提供了理论依据与优化空间。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器和PowerTitan系列储能系统中对高功率密度和高效率的极致追求，SiC器件的应用已成为核心竞争力。本文研究的ODBC基板技术能显著改善SiC模块的散热性能与电气布局，直接助力提升阳光电源逆变器及PCS产品的功率密度。建议研发团队关注聚酰亚胺基板在高温、高压环境下的长期可...
基于随机森林增强型电热老化模型的锂离子电池安全可持续快速充电策略
A Secure-Sustainable-Fast Charging Strategy for Lithium-Ion Batteries Based on a Random Forest-Enhanced Electro-Thermal-Degradation Model
Yajie Jiang · Noven Lee · Xiaojun Deng · Yun Yang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
本文提出了一种基于先进电热老化（ETD）模型的锂离子电池快速充电策略。该模型耦合了温度、荷电状态（SOC）和健康状态（SOH），结合了等效电路模型的简洁性与随机森林（RF）算法的高精度，旨在实现电池充电过程中的安全性、可持续性与高效性平衡。
解读: 该研究对于阳光电源的储能业务（如PowerTitan、PowerStack系列）具有极高价值。通过引入随机森林增强的电热老化模型，公司可进一步优化BMS（电池管理系统）的充电控制算法，在保证电池寿命和安全的前提下，显著提升储能系统的充电效率。该技术可直接应用于iSolarCloud智能运维平台，通过...
利用嵌入多孔翅片的U型微热管阵列增强IGBT模块的散热性能
Enhanced Cooling Performance of IGBT Modules Using U-Shaped Micro Heat Pipe Arrays Embedded in Porous Fins
Bowen Ding · Xiaolin Hu · Wu Liao · Sheng Huang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
IGBT模块是电力电子系统的核心，过热会加速其老化并缩短寿命。传统直翅片散热器存在热阻高、散热性能差及功率密度低等问题。本文提出一种嵌入多孔翅片的U型微热管阵列散热方案，旨在有效降低IGBT模块热阻，提升散热效率，从而提高电力电子系统的可靠性与功率密度。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan系列储能PCS至关重要。随着产品功率密度的不断提升，IGBT模块的散热瓶颈日益凸显。该研究提出的U型微热管阵列方案，能显著降低高功率密度模块的热阻，直接提升逆变器和PCS在高温环境下的满载运行能力，延长核心功率器件的使用寿命。建议研发团队评估该散热...
一种针对SiC MOSFET的新型主动温度管理策略
A Novel Active Temperature Management Strategy for SiC MOSFETs
Ruoyin Wang · Hong Zheng · Xiaoyong Zhu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
SiC MOSFET的可靠性受非稳态工况下结温波动的影响。本文提出了一种等效栅极电阻控制方法，通过动态调节开关损耗实现器件的主动热管理（ATM）。该方法仅使用两个离散电阻，相比传统多路复用方案更具优势，有效提升了功率器件在复杂工况下的热稳定性与可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高的应用价值。随着组串式逆变器和PowerTitan系列储能PCS向高功率密度、高频化发展，SiC MOSFET的应用已成为主流。该主动热管理策略能有效抑制器件结温波动，直接提升逆变器在极端环境下的寿命与可靠性。建议研发团队在下一代高压SiC功率模块设计中引入该控制...
具有结温约束和松弛特性的三电平优化脉冲模式
Three-Level Optimized Pulse Patterns With Bounded Junction Temperature and Relaxed Properties
Isavella Koukoula · Petros Karamanakos · Tobias Geyer · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
本文提出了一种三电平优化脉冲模式（OPP）计算方法，旨在确保半导体器件的安全运行，从而充分发挥变换器的性能。该方法将半导体器件的结温直接纳入OPP优化问题的约束条件中，并探讨了OPP的对称性特性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心产品线，特别是大功率组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）。通过在PWM控制层面直接引入结温约束，可以在不牺牲功率密度的情况下，显著提升三电平拓扑在极端工况下的可靠性，延长器件寿命。建议研发团队将此算法集成至iSolarCloud智...
IGBT模块的分数阶热网络建模与参数提取
On Fractional-Order Thermal Network Modeling and Parameter Extraction of IGBT Modules
Zhikui Yang · Xi Chen · Binxin Zhu · Lei Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
准确可靠的热模型对于评估IGBT模块的热应力及分析其可靠性至关重要。本文首次引入分数阶热电容（FOTC）作为IGBT模块热分析的新建模元素，并提出了一种分数阶热网络建模方法及参数提取策略，旨在提升功率器件热行为预测的精度。
解读: IGBT模块是阳光电源组串式逆变器、集中式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）的核心功率器件。该研究提出的分数阶热网络模型相比传统整数阶模型，能更精确地描述功率器件在复杂工况下的瞬态热响应。在阳光电源的产品研发中，该技术可应用于高功率密度逆变器及储能系统的热设计优化...
基于铜基板温度场重构的多芯片IGBT模块焊层退化快速智能监测
A Fast and Intelligent Monitoring of Solder Layer Degradation in Multichip IGBT Modules Based on Copper Substrate Temperature Field Reconstruction
Xingfeng Du · Yuan Yang · Jiahui Lv · Yang Wen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
针对多芯片IGBT模块中直接键合铜（DBC）焊层疲劳分层这一关键失效模式，本文提出了一种基于铜基板温度场重构的在线诊断方法。通过采集稀疏温度数据，实现对焊层退化状态的快速监测，为功率模块的健康管理提供了有效手段。
解读: 功率模块是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器及风电变流器的核心组件。IGBT焊层退化直接影响设备寿命与运维成本。该技术通过温度场重构实现非侵入式在线故障诊断，可集成至iSolarCloud智能运维平台，实现对核心功率器件的实时健康状态监测（PHM）...
锂离子电池电化学模型拟合考虑温度依赖性传输特性
Electrochemical model fitting of lithium-ion cells considering temperature-dependent transport properties
Facundo Rivoir · Álvaro Fogué Robles · Santiago Martinez-Boggio · Erika Teliz 等5人 · Energy Conversion and Management · 2026年4月 · Vol.353
本文构建并优化了考虑温度依赖性固相/电解液扩散系数、电导率及反应动力学参数的锂离子电池电化学模型，提升宽温域下SOC/SOH估计精度。
解读: 该研究直接支撑阳光电源ST系列PCS与PowerTitan储能系统的高精度电池状态估算需求。温度耦合电化学模型可嵌入BMS算法，提升低温/高温工况下SOC/SOH预测精度，增强PowerStack多簇协同控制鲁棒性。建议将模型轻量化后集成至iSolarCloud平台，用于电站级储能寿命衰减预警，并适...
功率模块与散热器间界面热阻的不确定性分析
Uncertainty Analysis of the Interface Thermal Resistance Between Power Module and Heatsink
Ziheng Wang · Yi Zhang · Huai Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
本文研究了功率模块与散热器之间热界面材料（TIM）在热循环测试及不同芯片间热阻的变化规律。通过搭建模拟实际功率运行状态的实验平台，分析了热阻的不确定性，旨在提升功率模块在复杂工况下的热管理水平与可靠性评估精度。
解读: 热管理是阳光电源组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统核心功率模块设计的关键。该研究揭示了TIM热阻的不确定性，直接影响功率器件的结温预测精度。对于阳光电源而言，深入理解界面热阻的演变规律，有助于优化逆变器和PCS的散热结构设计，提升在高功率密度运行下的长期可靠性。建议将该...
利用硅凝胶封装功率半导体模块以提高可制造性并降低共模噪声
Utilizing Silicone Gel Encapsulation in Power Semiconductor Module to Improve Manufacturability While Reducing Common-Mode Noise
Sihoon Choi · Jiyoon Choi · Thiyu Warnakulasooriya · Jong-Won Shin 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
本文提出了一种新型功率模块设计，通过对直接键合铜（DBC）基板底层铜层进行刻蚀并采用硅凝胶封装。该设计在不牺牲尺寸、热性能及制造工艺的前提下，有效提升了可制造性并降低了共模（CM）电磁干扰。
解读: 该研究直接针对功率模块的电磁兼容性（EMC）与封装工艺优化，对阳光电源的核心产品线具有重要价值。在组串式逆变器和PowerTitan系列储能变流器中，共模噪声抑制是提升电网适应性和降低滤波器成本的关键。通过优化DBC基板结构与硅凝胶封装，不仅能提升模块的可靠性，还能有效降低系统级的EMI滤波需求，从...
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