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基于自放电阻抗变化的锂电池存储容量衰减评估技术
Evaluation Technology of Capacity Degradation for Lithium Batteries Based on Self-Discharge Impedance Variation
董明李晓枫熊锦晨刘王泽宇罗阳任明 · 中国电机工程学报 · 2025年3月 · Vol.45
锂电池在存储过程中因自放电导致性能衰退，影响其寿命。本文通过容量增量曲线分析容量衰减内因，结合不同因素下自放电过程的阻抗谱变化，采用弛豫时间分布法解析电化学反应机理，并建立容量衰减模型。结果表明，存储期间SEI膜阻抗增大，且随温度和初始SOC升高而加剧；容量损失主要源于活性锂消耗与SEI生长，容量衰减量与时间近似呈0.5次方关系。实验数据拟合验证了模型有效性，为锂电池寿命预测提供理论依据。
解读: 该自放电阻抗评估技术对阳光电源ST系列储能系统和PowerTitan大型储能产品具有重要应用价值。研究揭示的SEI膜阻抗增长机理与温度、SOC的关联规律，可直接应用于iSolarCloud平台的电池健康状态（SOH）预测算法优化，通过阻抗谱监测实现存储容量衰减的精准评估。容量衰减与时间0.5次方关系...
一种面向功率半导体器件的在线换流器级老化故障模式分离方法
An Online Converter-Level Wear-Out Failure Mode Separation Method for Power Semiconductor Devices
Yingzhou Peng · Kaichun Wang · Xing Wei · Zhikang Shuai 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年10月
引线键合功率半导体器件有两种主要的与封装相关的老化模式：键合线脱落和焊点退化。在运行的功率变换器中区分这两种老化模式非常重要，这样可以定位退化点，并分别监测老化过程。因此，这有助于实现功率半导体器件封装的优化设计以及开发更精确的寿命模型。本文重点研究功率器件运行时主要老化模式的分离问题。通过变换器级导通电压测量电路，获取功率器件输出电流 - 电压（I - V）特性曲线上的两个点，从而实现功率变换器中所有功率器件老化模式的分离。与传统方法相比，该方法是一种在线解决方案，从变换器层面来看适用于不同类...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项功率半导体器件在线失效模式分离技术具有重要的战略价值。在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中，IGBT、MOSFET等功率器件是决定系统可靠性和寿命的关键部件。该技术能够在设备运行状态下区分键合线脱落和焊层退化两种主要失效模式，这为我们实现预测性维护和精准故障定位提供了新...
低气压环境下IGBT模块功率循环老化机理和寿命预测研究
Research on Power Cycling Aging Mechanism and Lifetime Prediction of IGBT Modules Under Low Air Pressure
Yue Pan · Yongqiang Kang · Zhichen Liu · Yifan Wei 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
低压环境运行的IGBT模块存在显著性能退化,影响可靠性。使用定制实验平台研究低压条件下IGBT模块功率循环老化特性和机理。结果显示低压(54kPa)加速老化,通态电压降增加5%时标准气压模块仅增加3%。低压下最大稳态结温增加12%,标准气压仅7%。老化模块拆解显示低气压环境键合质量和绝缘退化更严重。建立多物理场(电流-热-力)模型,结合低压对流换热修正分析这些效应。模型证实低压受限散热导致结温和应力(键合丝脚、焊料层边缘、铜陶瓷界面)增加,导致键合丝脱落。基于气压、散热和结温耦合,利用实验数据和...
解读: 该低气压IGBT老化机理和寿命预测技术对阳光电源高海拔和航空应用功率模块设计有重要参考价值。低压多物理场耦合模型可应用于西藏和青海等高海拔地区储能和光伏项目的IGBT可靠性评估。寿命预测方法对阳光电源功率模块的高原适应性设计和降额曲线制定有指导意义。该技术对ST储能系统在特殊环境下的可靠性保障和预测...