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基于全尺寸试验的百米级叶片极限失效分析
Ultimate Failure Analysis of 100-meter-scale Wind Turbine Blades Based on Full-scale Testing
赵建刚王博文张文伟冯学斌邓航刘鹏辉 · 太阳能学报 · 2025年8月 · Vol.46
为研究百米级风电叶片在组合极限载荷下的损伤响应，对时代新材TMT90 m+叶片开展全尺寸极限承载力试验。结合试验监测、应变数据解析与非线性有限元仿真，系统分析叶片失效机理。结果表明，在高载工况下，结构与材料非线性引发局部应力集中，诱发局部屈曲；部分区域提前损伤加速了刚度退化与稳定性丧失，最终导致整体断裂失效。
解读: 该研究对阳光电源风电变流器产品线具有重要参考价值。通过全尺寸试验和非线性有限元分析方法，可优化我司风电变流器的结构设计和应力分布。特别是对大功率风电变流器的散热系统和功率模块布局设计，可借鉴其应力集中和局部屈曲分析方法，提升产品可靠性。研究成果可应用于：1)风电变流器功率模块的结构优化；2)大功率储...
计及热/气网等效电储能特性的综合能源系统储能容量配置
Energy Storage Capacity Allocation of Integrated Energy Systems Considering Equivalent Electrical Energy Storage Characteristics of Heat/Gas Networks
闫文涛王维庆李笑竹丁英 · 太阳能学报 · 2025年6月 · Vol.46
为充分挖掘综合能源系统中多能协同潜力，提升系统能效与经济性，提出一种考虑热网与气网等效电储能特性的储能容量配置方法。通过有限元差分法结合热惯性与热电联产特性，量化热网、建筑及CHP的储热能力，并建立其向等效电储能的转化模型；基于能量与动量守恒方程刻画天然气管道动态特性，仿真获取管存能力并折算为等效电储能容量。构建以降低储能投资成本为目标的优化配置模型，算例结果表明该方法可有效减少储能投资4.18%。
解读: 该研究对阳光电源PowerTitan储能系统和综合能源解决方案具有重要价值。热/气网等效电储能建模方法可直接应用于ST系列储能变流器的容量优化配置，通过量化CHP热惯性和管道储能特性，减少物理储能投资4.18%。该技术可集成到iSolarCloud平台的能量管理系统中，实现多能协同优化调度。特别适用...
辐条式永磁无刷电机精确多物理场建模与实验验证
Exact Multiphysics Modeling and Experimental Validation of Spoke-Type Permanent Magnet Brushless Machines
Zaixin Song · Chunhua Liu · Hang Zhao · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月
本文针对永磁无刷电机设计中的多物理场建模问题，系统研究了五种多物理场模型的准确性与合理性。文章旨在弥补现有研究在建模指南、对比分析及验证方面的不足，为电机的高精度设计与性能评估提供了理论指导与实验验证方法。
解读: 该研究涉及的永磁电机多物理场建模方法对阳光电源的风电变流器及储能系统中的电机驱动部分具有参考价值。在风电变流器领域，高精度的电机多物理场耦合仿真（电磁-热-结构）有助于优化发电机侧变流器的控制策略，提升系统在极端工况下的可靠性与效率。建议研发团队借鉴文中的建模对比方法，将其应用于PowerTitan...
风冷功率半导体模块散热器自动化优化
Automated Heatsink Optimization for Air-Cooled Power Semiconductor Modules
Tong Wu · Zhiqiang Wang · Burak Ozpineci · Madhu Chinthavali 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年6月
散热器设计对功率半导体模块的功率密度和可靠性至关重要。本文提出了一种基于遗传算法与有限元分析的风冷散热器自动化设计与优化方法。该方法通过遗传算法在每次迭代中生成具有复杂截面几何形状的候选散热器群体，并结合有限元分析进行性能评估。
解读: 散热设计是阳光电源组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统提升功率密度的核心瓶颈。该自动化优化方法能显著缩短研发周期，通过遗传算法探索复杂几何结构，有助于在有限空间内实现更优的散热效率。建议研发团队将其引入逆变器功率模块及储能PCS的散热设计流程，以提升产品在极端环境下的热可...
现代电力电子封装中数字设计与有限元分析综述
Overview of Digital Design and Finite-Element Analysis in Modern Power Electronic Packaging
Asger Bjorn Jorgensen · Stig Munk-Nielsen · Christian Uhrenfeldt · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
宽禁带（WBG）半导体要求封装具备更低的寄生电感与电容，这推动了高集成度封装技术的发展。由于高集成度增加了电压、电流及温度测量的难度，设计人员需更多依赖仿真手段来洞察原型机的运行状态。本文综述了现代电力电子封装中的数字设计方法与有限元分析技术。
解读: 该技术对于阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统至关重要。随着SiC等宽禁带器件在光储产品中的广泛应用，高功率密度设计成为核心竞争力，但也带来了严峻的散热与寄生参数挑战。通过引入先进的有限元仿真与数字设计流程，研发团队能更精准地优化功率模块布局，降低寄生参数对开关...
基于有限元分析辅助的感应电机宽范围磁场定向控制参数辨识
FEA-Assisted Experimental Parameter Map Identification of Induction Motor for Wide-Range Field-Oriented Control
Jiwon Yoo · Joon-Hee Lee · Seung-Ki Sul · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
本文提出了一种感应电机（IM）驱动的实验参数辨识方法，旨在考虑全运行范围内的磁饱和效应，实现电机参数的精确辨识。针对感应电机实验参数辨识中的秩亏问题，本文通过构建定子电感查找表提出了一种解决方案。
解读: 该文献主要针对感应电机（IM）的参数辨识与控制优化，虽然阳光电源的核心业务聚焦于光伏逆变器、储能PCS及风电变流器（主要采用永磁同步电机PMSM或双馈电机DFIG），与感应电机驱动直接关联度较低，但其提出的“有限元仿真（FEA）辅助参数辨识”及“查找表（Lookup Table）优化控制”的方法论，...
基于SINDy-PINN-PSO的车载充电机变压器气隙设计高效算法
Efficient Algorithm Based on SINDy-PINN-PSO for Transformer Air-Gap Design in OBC
Geun Wan Koo · Joon-Young Jeon · Jun-Yeol Ryu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
本文提出了一种结合稀疏非线性动力学识别（SINDy）、物理信息神经网络（PINN）与粒子群优化（PSO）的算法，用于优化车载充电机（OBC）变压器的气隙设计。相比传统的有限元分析方法，该算法显著缩短了变压器气隙配置的计算时间，提升了设计效率。
解读: 该研究提出的算法在磁性元件设计领域具有显著的降本增效潜力。对于阳光电源的电动汽车充电桩业务，车载充电机（OBC）及充电模块的功率密度与效率至关重要。通过引入SINDy-PINN-PSO算法，研发团队可大幅缩短变压器等磁性元件的迭代设计周期，减少对繁琐有限元仿真（FEA）的依赖。建议将此算法集成至研发...
锂离子电池新型介观电热建模方法
Novel Mesoscale Electrothermal Modeling for Lithium-Ion Batteries
Yi Xie · Wei Li · Xiaosong Hu · Changfu Zou 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年3月
本文提出了一种创新的锂离子电池介观电热模型。该模型在有限元分析中将介观计算网格处理为独立的微型电池夹层，并为每个夹层建立集总等效电路模型。通过将这些电气模型并联，构建多层等效电路，从而实现对电池电热特性的精确仿真。
解读: 该研究提出的介观电热建模方法对于阳光电源的储能业务（如PowerTitan、PowerStack系列）具有极高的应用价值。在大型储能系统中，电池簇的热失控风险和寿命管理是核心痛点，该模型能更精细地模拟电池内部的电热分布，有助于优化BMS的温度预测算法及热管理系统设计。建议研发团队将其引入到储能系统的...
用于中频变压器三维磁场建模的分层物理嵌入神经网络框架
Hierarchical Physics-Embedding Neural Network Framework for 3D Magnetic Modeling of Medium-Frequency Transformers
Xiao Yang · Liangcai Shu · Dongsheng Yang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
针对复杂几何结构中频变压器三维磁场建模数据获取困难的问题，本文提出了一种分层物理嵌入神经网络框架。该方法通过将物理定律融入神经网络，在保证模型精度的同时显著提升了计算效率，有效解决了传统有限元分析在复杂磁性元件建模中计算量大、数据依赖性强的问题。
解读: 中频变压器是阳光电源储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及光伏组串式逆变器中高频隔离环节的核心部件。该研究提出的物理嵌入神经网络技术，可显著缩短变压器磁性设计与优化周期，提升磁芯损耗预测精度。建议研发团队将其应用于高功率密度变换器的磁性元件设计，通过AI辅助仿真替代部分繁琐的...
自维持变换器中轴向绕组分段无芯变压器的磁屏蔽研究
On Magnetic Shielding for Axial Winding Segmented Coreless Transformers in Self-Sustained Converters
Li Lai · Bo Zhang · Jingyang Lin · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
本文研究了自维持变换器中轴向绕组分段无芯变压器（CLT）的磁场特性及屏蔽设计。轴向绕组分段设计能有效减小CLT体积，并将磁场约束在较小空间内，从而降低电磁屏蔽外壳的尺寸与成本。
解读: 该技术对阳光电源的储能变流器（如PowerTitan系列）及高功率密度光伏逆变器具有重要参考价值。无芯变压器（CLT）通过消除磁芯，能够显著提升变换器的功率密度并降低损耗，特别适用于高频化趋势下的辅助电源或隔离型DC-DC变换器设计。文中提到的磁屏蔽优化方案，有助于解决高频变换器带来的电磁兼容（EM...
一种用于开关磁阻电机转矩脉动抑制的改进转矩分配函数
An Improved Torque Sharing Function for Torque Ripple Reduction in Switched Reluctance Machines
Haoding Li · Berker Bilgin · Ali Emadi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年2月
本文提出了一种用于开关磁阻电机（SRM）转矩脉动抑制的离线转矩分配函数（TSF）。该方法利用有限元分析或实验获取的静态磁链特性来描述电机动态，从而确定最优电流分布，在最小化铜损的同时有效降低转矩脉动。
解读: 虽然开关磁阻电机（SRM）并非阳光电源目前光伏逆变器或储能变流器（PCS）的核心驱动技术，但该论文提出的基于有限元分析的离线转矩分配函数（TSF）及电流优化控制策略，在电机驱动控制算法层面具有参考价值。阳光电源在风电变流器及部分工业驱动应用中，对高性能电机控制算法有持续需求。建议研发团队关注该TSF...
永磁同步电机匝间短路故障下短路电流行为的综合分析
A Comprehensive Analysis of Short-Circuit Current Behavior in PMSM Interturn Short-Circuit Faults
Yuan Qi · Emine Bostanci · Vigneshwaran Gurusamy · Bilal Akin · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年12月
本文详细分析了永磁同步电机（PMSM）匝间短路故障下的短路电流行为，重点考虑了短路接触电阻的影响。通过建立基于有限元分析（FEA）的等效电路模型，深入研究了短路匝内的环流特性，并探讨了不同故障电阻对电机性能的影响。
解读: 该研究聚焦于电机内部故障机理，对于阳光电源而言，虽然核心业务侧重于电力电子变换器，但该技术在风电变流器及电动汽车充电桩的电机驱动控制领域具有参考价值。通过有限元仿真与故障建模，可以提升公司在风电变流器对发电机侧故障的监测与保护策略，优化故障诊断算法，从而提高系统运行的可靠性与安全性。建议将此类故障分...
多兆赫兹电源中无芯平面PCB变压器的高压绝缘设计
High-Voltage Insulation Design of Coreless, Planar PCB Transformers for Multi-MHz Power Supplies
Ole Christian Spro · Frank Mauseth · Dimosthenis Peftitsis · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
本文研究了用于高频、高隔离电压场合的无芯平面PCB变压器绝缘设计。通过二维轴对称有限元分析，对变压器电路参数及电场分布进行了建模与评估。文章设计了多款工作频率为6.78 MHz的变压器，重点探讨了高频无芯设计下的绝缘性能。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及充电桩领域向高功率密度、小型化方向发展，多兆赫兹（MHz）级高频变换技术成为提升效率的关键。该研究提出的无芯平面PCB变压器设计及有限元仿真方法，可直接应用于阳光电源下一代高频DC-DC变换器模块的研发。特别是针对高压隔离要求，该技术有助于优化PCB布局，减小体积并提升...
面向错位鲁棒性的动态无线充电时域设计
Time-domain design for misalignment-tolerant dynamic wireless charging
Juan Carlos Quirós · Álvaro Llamas Calvo · Alicia Triviño · Eliseo Villagrasa Guerrrero · IET Power Electronics · 2024年12月 · Vol.18
本文针对动态无线电力传输中的功率传输线圈，基于有限元分析进行了磁设计。同时采用时域分析方法，建立了更为精确的模型，用于优化补偿网络参数的选择。最后，通过在实验室搭建实验平台，开展了一系列实验验证，结果表明所提设计方案在存在线圈错位的情况下仍具有良好的功率传输性能，有效提升了系统的鲁棒性与实用性。
解读: 该动态无线充电时域设计技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。研究中的错位鲁棒性设计可直接应用于电动汽车无线充电桩开发，提升充电便利性；基于有限元分析的磁设计方法可优化充电线圈结构，降低磁损耗；时域分析建立的精确补偿网络模型，可借鉴用于车载OBC充电机的谐振参数优化，提高功率传输效率和抗干扰...
用于高频感应式无线电能传输的单匝空芯线圈
Single-Turn Air-Core Coils for High-Frequency Inductive Wireless Power Transfer
Grayson Zulauf · Juan M. Rivas-Davila · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年3月
本文针对兆赫兹级感应式无线电能传输系统，探讨了谐振槽路及线圈品质因数对效率的限制。通过二维有限元分析，优化了单匝空芯电感的横截面设计，并验证了其在高频及甚高频工业无线充电应用中的性能表现。
解读: 该研究聚焦于高频无线电能传输中的磁性元件优化，对阳光电源的电动汽车充电桩业务具有前瞻性参考价值。随着无线充电技术在乘用车及工业AGV领域的潜在应用，优化线圈品质因数和高频损耗控制是提升系统效率的关键。建议研发团队关注该文提出的有限元优化方法，将其应用于高频功率模块的磁性元件设计中，以减小体积并提升功...
高性能碳化硅功率模块寄生参数分析的改进方法
Improved Methodology for Parasitic Analysis of High-Performance Silicon Carbide Power Modules
Brian T. DeBoi · Andrew N. Lemmon · Brice McPherson · Brandon Passmore · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
宽禁带半导体的高开关速度易在封装内部激发谐振，导致电压过冲及电磁干扰。本文提出了一种改进的有限元分析（FEA）方法，用于精确提取功率模块的寄生参数，从而优化器件几何结构并降低寄生效应，提升高性能功率模块的设计可靠性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心竞争力。随着公司组串式逆变器（如SG系列）及储能系统（如PowerTitan）向更高功率密度和更高开关频率演进，SiC器件的应用已成为提升效率的关键。该改进的寄生参数提取方法可显著优化功率模块的封装设计，有效抑制电压过冲，提升系统在极端工况下的电磁兼容性（EMC）与可靠...
薄型低翘曲功率模块功率循环可靠性的实验与仿真验证
Experimental and Simulated Verification of Power Cycling Reliability for Thin and Low Warpage Power Modules
Chang-Chun Lee · Kuo-Shu Kao · Yuan-Cheng Huang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
本文针对高功率模块在小型化设计中面临的可靠性挑战，重点研究了传统直接键合铜（DBC）基板在制造过程中产生的翘曲问题。通过实验与仿真相结合的方法，验证了薄型低翘曲功率模块在功率循环下的可靠性表现，为提升电力电子模块的寿命与性能提供了理论与实践依据。
解读: 功率模块是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器的核心部件。随着产品向高功率密度和小型化演进，功率循环带来的热机械应力导致的翘曲和失效成为影响系统长寿命运行的关键瓶颈。该研究提出的薄型低翘曲设计及可靠性验证方法，可直接指导阳光电源在下一代高功率密度逆变器和PCS模块的封装选型...
内置式永磁同步电机匝间短路故障研究第一部分：串并联绕组模型的发展与分析
Study of IPMSM Interturn Faults Part I: Development and Analysis of Models With Series and Parallel Winding Connections
Bon-Gwan Gu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年8月
本文通过引入凸极效应建模，开发了内置式永磁同步电机（IPMSM）在串联和并联绕组连接下的匝间短路（ITF）故障模型。该模型基于变形磁链模型，能够准确分析不同绕组连接方式下的故障特征，为电机故障诊断提供了理论基础。
解读: 该研究聚焦于电机内部故障建模，虽然阳光电源的核心业务侧重于电力电子变换器（逆变器、PCS），但该技术对风电变流器及电动汽车驱动系统具有参考价值。在风电变流器领域，电机侧的故障诊断是提升系统可靠性的关键。建议研发团队关注该建模方法，将其应用于风电变流器的故障预警算法中，通过监测电机电流特征，提升风电系...
纳米晶带磁芯在极化感应电能传输垫中的可行性研究
Feasibility Study of Nanocrystalline-Ribbon Cores for Polarized Inductive Power Transfer Pads
Daniel E. Gaona · Saikat Ghosh · Teng Long · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年7月
本文研究了纳米晶带磁芯在感应电能传输（IPT）应用中的可行性。针对传统MnZn铁氧体材料脆性大及饱和磁通密度低的局限，探讨了纳米晶材料作为替代方案的性能与可靠性，并通过有限元仿真验证了其在IPT系统中的应用潜力。
解读: 该研究探讨的新型磁性材料对提升无线充电效率和功率密度具有参考价值。阳光电源在电动汽车充电桩领域持续深耕，若未来布局大功率无线充电技术，纳米晶磁芯可作为提升耦合机构性能、降低损耗及改善热特性的关键选型方向。建议研发团队关注该材料在高温环境下的稳定性及成本效益，评估其在车载或地面充电模块中的应用潜力，以...
磁芯材料特性与几何形状对中频变压器声学噪声辐射的影响
Influence of Material Properties and Geometric Shape of Magnetic Cores on Acoustic Noise Emission of Medium-Frequency Transformers
Peng Shuai · Juergen Biela · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年10月
中频变压器（MFT）因其高功率密度和体积小，在智能电网和牵引变流器等领域应用广泛。然而，磁致伸缩效应导致的声学噪声是其设计中的关键挑战。本文研究了磁芯材料特性及几何结构对MFT噪声辐射的影响，为优化变压器设计、降低电磁噪声提供了理论依据。
解读: 该研究对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及组串式逆变器中的高频磁性元件设计具有重要参考价值。随着功率密度不断提升，MFT的电磁噪声控制已成为提升产品环境适应性和用户体验的关键。建议研发团队利用文中提到的多物理场耦合仿真方法，在设计阶段优化磁芯材料选型与结构布局，...
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