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电力电子多尺度电热建模与仿真概念
Electrothermal Multiscale Modeling and Simulation Concepts for Power Electronics
Helmut Kock · Sebastian Eiser · Manfred Kaltenbacher · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年4月
本文提出了一种基于有限元法的仿真方法，旨在改善电力电子开发中多尺度建模与分析的局限性。该方法利用均匀化和非匹配网格概念，在提高灵活性的同时降低了计算成本。所采用的均匀化方法提供了有效的材料属性，实现了全芯片级建模。
解读: 该研究对于阳光电源的核心产品线（如PowerTitan储能系统、组串式光伏逆变器及风电变流器）具有极高的应用价值。随着功率密度不断提升，功率模块的热管理与可靠性成为设计的瓶颈。该文提出的多尺度电热建模与有限元仿真方法，能有效优化逆变器及PCS内部功率模块的散热设计，缩短研发周期并提升产品在极端工况下...
电力电子热建模的多参数模型降阶方法
Multiparameter Model Order Reduction for Thermal Modeling of Power Electronics
Xiaojun Dong · Antonio Griffo · Jiabin Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
本文提出了一种多参数模型降阶（MOR）方法，用于电力电子模块及风冷系统的热建模与仿真。针对有限元（FE）或有限差分法计算成本高、难以应对多参数变动分析的痛点，该方法通过降阶技术显著提升了热仿真效率，为电力电子系统的热设计与优化提供了高效的分析手段。
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。在光伏逆变器（组串式/集中式）及储能系统（PowerTitan/PowerStack）的研发过程中，功率模块的热设计是决定系统功率密度与可靠性的关键。传统有限元仿真在进行多工况、多参数（如环境温度、负载率、冷却风速）迭代优化时耗时巨大。引入多参数模型降...
基于有限元统计数据驱动的中频变压器设计优化建模方法
FEM-Based Statistical Data-Driven Modeling Approach for MFT Design Optimization
Marko Mogorovic · Drazen Dujic · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
本文提出了一种受神经网络启发的统计数据驱动建模方法，专门用于中频变压器（MFT）的设计优化。该模型在保持足够精度（误差在5-10%以内）的同时，计算速度比有限元分析（FEM）快3-4个数量级，且具有良好的数值稳定性。
解读: 中频变压器（MFT）是阳光电源PowerTitan、PowerStack等储能系统及组串式逆变器中隔离型DC-DC变换器的核心磁性元件。传统FEM仿真耗时极长，限制了多目标优化迭代效率。该方法提出的数据驱动模型能显著提升设计阶段的仿真效率，助力研发团队在功率密度提升与温升控制之间取得最优平衡。建议在...
基于强化学习的无线电动汽车感应电能传输
IPT）磁芯优化设计
Min S. Jeong · Jin H. Jang · Eun S. Lee · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
本文提出了一种利用强化学习（RL）算法优化无线电动汽车（WEV）感应电能传输（IPT）磁芯结构的新方法。由于IPT系统难以通过理论分析直接求得互感最大值，传统设计依赖于基于有限元法（FEM）的直觉式迭代过程。本文通过RL算法实现了磁芯结构的自动化优化设计，显著提升了设计效率与性能。
解读: 该研究探讨的无线充电（IPT）技术是电动汽车充电领域的前沿方向。虽然阳光电源目前的充电桩业务主要集中在有线直流快充领域，但随着无线充电技术的商业化进程，该技术可作为未来充电桩产品线的技术储备。文中提到的“强化学习+有限元仿真”的优化设计方法，不仅适用于IPT磁芯设计，也可推广至阳光电源现有组串式逆变...
基于电感插值的无线电能传输系统快速设计与优化方法
Inductance Interpolation-Based Fast Design and Optimization Methodology for Wireless Power Transfer Systems
Yixiang Yao · Abubakar Uba Ibrahim · Wenxing Zhong · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
在无线电能传输（WPT）系统设计中，有限元法（FEM）通常用于连接物理绕组与电气参数。然而，该接口是单向的。本文提出了一种基于电感插值的快速设计与优化方法，旨在解决WPT系统设计中物理参数与电气参数转换的效率问题，通过插值技术加速设计迭代过程，提升系统优化效率。
解读: 该文献探讨的无线电能传输（WPT）技术目前主要应用于电动汽车充电领域。对于阳光电源而言，虽然目前主营业务集中在有线充电桩，但无线充电代表了未来电动汽车补能的潜在技术演进方向。该研究提出的基于电感插值的快速优化方法，可借鉴用于提升充电桩内部高频磁性元件（如变压器、电感）的设计效率与仿真精度，缩短研发周...
通过耦合有限元法与部分单元等效电路法计算利兹线系统的功率损耗
Calculation of Power Losses in Litz Wire Systems by Coupling FEM and PEEC Method
Andreas Roskopf · Eberhard Bar · Christopher Joffe · Clemens Bonse · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年9月
高频利兹线电感元件的频率相关电阻对电力电子系统设计至关重要。本文提出了一种结合有限元法（FEM）与部分单元等效电路法（PEEC）的仿真方法：利用FEM计算复杂3D几何结构下的磁场分布，并结合PEEC方法高效处理高频损耗，为电力电子变换器的磁性元件设计提供了精确的损耗预测手段。
解读: 该研究提出的FEM-PEEC耦合仿真方法对阳光电源的磁性元件设计具有重要参考价值。在组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）的开发中，高频磁性元件的损耗直接影响整机效率与温升。该方法能更精确地评估利兹线在高频工况下的趋肤效应与邻近效应，有助于优化电感设计，提升功率...
一种基于优化的开关磁阻电机初始位置估计方法
An Optimization-Based Initial Position Estimation Method for Switched Reluctance Machines
Lefei Ge · Huihui Xu · Zhenchao Guo · Shoujun Song 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
本文提出了一种检测开关磁阻电机（SRM）转子初始位置的新方法。与传统方法不同，该方法无需额外的预测量，仅需有限元分析（FEM）数据。首先，建立线性回归模型（LRM）来描述FEM数据与测量值之间的关系，从而实现高精度的位置估计。
解读: 该研究聚焦于开关磁阻电机（SRM）的无传感器控制算法，虽然阳光电源目前的核心业务集中在光伏逆变器、储能系统及风电变流器领域，SRM并非当前主流产品线，但该算法中涉及的“基于有限元数据的模型优化”思路，对于提升阳光电源在电机驱动类产品（如风电变流器中的电机控制或未来潜在的工业驱动业务）的控制精度具有参...
基于问卷的电力电子多物理场有限元仿真软件探讨
Questionnaire-Based Discussion of Finite Element Multiphysics Simulation Software in Power Electronics
Xueguan Song · Volker Pickert · Bing Ji · R. T. Naayagi 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年8月
本文通过问卷调查分析了电力电子领域用户对多物理场有限元仿真软件（MPSS）的需求及未来期望。研究涵盖了工业界与学术界用户反馈，旨在探讨当前MPSS的功能现状及在电力电子应用中的改进方向。
解读: 多物理场仿真（热、电、磁、力耦合）是提升阳光电源产品可靠性的核心技术。在PowerTitan储能系统及组串式逆变器研发中，精确的有限元仿真能有效优化功率模块的散热设计与电磁兼容性，缩短研发周期并降低故障率。建议研发团队关注仿真软件在复杂工况下的精度验证，特别是针对高功率密度产品在极端环境下的热应力分...
一种获取开关磁阻电机磁链特性的简单磁阻校准策略
A Simple Reluctance Calibration Strategy to Obtain the Flux-Linkage Characteristics of Switched Reluctance Machines
Lefei Ge · Iliya Ralev · Annegret Klein-Hessling · Shoujun Song 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年3月
为实现开关磁阻电机（SRM）的高级控制或动态性能预测，获取准确的磁链特性至关重要。现有方法如磁路法（MEC）和有限元法（FEM）精度有限，而实验测量法虽准确但过程繁琐。本文提出了一种简单的磁阻校准策略，旨在通过实验数据校准模型，从而高效、精确地获取SRM的磁链特性。
解读: 该文献主要研究开关磁阻电机（SRM）的建模与特性获取，虽然阳光电源目前的核心业务集中在光伏逆变器、储能PCS及风电变流器等电力电子变换领域，而非SRM驱动，但该研究中提到的“磁链特性获取”及“有限元与实验数据校准”的方法论，对于阳光电源在风电变流器电磁设计、功率模块热仿真及电感磁性元件的精确建模具有...
电池制造应用中电阻点焊变压器稳态热特性预测
Prediction of Steady-State Thermal Characteristics of a Resistance Spot Welding Transformer in Battery Manufacturing Application
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...
用于降低功率磁性元件边缘磁场涡流损耗的气隙形状优化
An Air-Gap Shape Optimization for Fringing Field Eddy Current Loss Reductions in Power Magnetics
Denys Igorovych Zaikin · Stig Jonasen · Simon Lee Mikkelsen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年5月
本研究通过优化电感器气隙形状来降低绕组涡流损耗。利用有限元分析软件进行电感仿真，并开发专用脚本实现优化算法，以最小化包含电感总损耗及其他加权项的目标函数，从而提升磁性元件的效率。
解读: 磁性元件（电感、变压器）是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器中的核心功率密度瓶颈。边缘磁场引起的涡流损耗直接影响整机效率与温升。该研究提出的气隙形状优化方法，可直接应用于阳光电源大功率磁性元件的精细化设计，有助于在提升功率密度的同时降低热损耗，从而...
基于达尔文模型与退化棱柱惠特尼单元的PCB电磁建模
Electromagnetic Modeling of PCB Based on Darwin's Model Combined With Degenerated Prism Whitney Elements
Houssein Taha · Thomas Henneron · Zuqi Tang · Yvonnick Le Menach 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
随着电力电子变换器中半导体器件性能的提升，PCB的电磁行为研究愈发重要。本文采用达尔文模型，在中间频率范围内综合考虑了电阻、电感和电容等耦合效应，并结合退化棱柱惠特尼单元进行建模，旨在精确表征PCB的电磁特性，为高频功率电路设计提供理论支撑。
解读: 该研究对于阳光电源的高功率密度产品（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统及车载充电桩）至关重要。随着功率器件开关频率的提升，PCB寄生参数对EMI及信号完整性的影响日益显著。通过应用达尔文模型与有限元仿真技术，研发团队可在设计阶段更精准地预测PCB的电磁兼容性（EMC），优化功率模块布局，降...
用于降低5MHz 100W高功率密度LLC谐振DC-DC变换器中磁通对GaN-HEMT影响的电路设计技术
Circuit Design Techniques for Reducing the Effects of Magnetic Flux on GaN-HEMTs in 5-MHz 100-W High Power-Density LLC Resonant DC–DC Converters
Akinori Hariya · Tomoya Koga · Ken Matsuura · Hiroshige Yanagi 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年8月
本文提出了一种电路设计技术，旨在减少5MHz 100W高功率密度LLC谐振DC-DC变换器中平面变压器产生的磁通对氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN-HEMT）的影响。文中通过有限元方法（FEM）仿真建立了功率器件模型，以深入分析磁通对GaN器件性能的干扰机制。
解读: 随着阳光电源在户用光伏及小型化储能产品中对功率密度要求的不断提升，高频化（MHz级别）是未来技术演进的重要方向。本文研究的GaN器件在高频LLC拓扑中的应用，对于优化公司户用逆变器及小型化DC-DC模块的体积与效率具有重要参考价值。磁通干扰分析及FEM仿真方法可直接应用于公司研发阶段的电磁兼容（EM...