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优化热电冷却器在轻型电动车辆电池热管理中的应用
Optimising thermoelectric coolers for battery thermal management in light electric vehicles
Sankhadeep Bhattacharyy · Quang Truong Dinh · Andrew Mcgordon · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.386
电池热管理系统（BTMS）对于提升电动汽车电池的性能和寿命至关重要。由于结构紧凑，轻型电动车辆（LEVs）对BTMS的尺寸和重量存在严格限制。热电冷却器（TECs）以其紧凑性和可靠性著称，有望成为LEVs中BTMS的潜在解决方案。然而，TECs在BTMS中的集成仍缺乏对TEC材料的最优选择、BTMS的最优设计以及运行特性的系统分析，这些正是本研究重点解决的关键问题。首先，本文建立了一种适用于与TECs集成的简化电池模型，能够反映电池内部的温度分布。随后通过仿真和BTMS性能分析，量化了在不同产热...
解读: 该热电冷却器优化技术对阳光电源轻型电动车充电解决方案及储能热管理具有重要参考价值。研究中TEC材料选型、多目标优化方法可应用于ST系列储能PCS的电池热管理系统设计,特别是功率器件散热优化。文中提出的5.89%能耗节省潜力与阳光电源iSolarCloud平台的预测性维护策略结合,可提升充电桩及储能系...
基于等效热流模型与多端口热导网络的热电制冷器高效仿真
Efficient Simulation of Thermoelectric Cooler Based on Equivalent Heat Flux Model and Multi-Port Thermal Conductance Network
Longfei Li · Min Tang · Liang Chen · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年8月
本文提出了一种用于模拟电子封装热管理中所采用的热电冷却器（TEC）的高效方法。首先，将求解区域划分为三个不同的区域：热电装置区域（TDR）、散热器区域（HSR）以及集成电路与封装区域（ICPR）。为解决因热电腿的非线性特性导致的 TDR 计算效率低下问题，我们提出了一种新颖的一维等效热流模型（EHFM）来表示原始的三维结构。同时，将 HSR 和 ICPR 视为线性系统，并将它们对 TDR 的热效应在界面处转化为多端口热导网络（MTCN）。通过这种方式，不同区域仅在端口处通过温度和热流连续性条件进...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项热电制冷器高效仿真技术具有重要的应用价值。在光伏逆变器和储能系统领域，功率半导体器件的热管理一直是影响系统可靠性和效率的核心问题。随着产品功率密度不断提升，IGBT、SiC等功率器件的散热需求日益严峻，热电制冷器作为一种主动式热管理方案，可为局部热点提供精准温控。 该...
基于热电冷却器的β-Ga2O3肖特基势垒二极管主动热管理
Active Thermal Management for β-Ga2O3 Schottky Barrier Diodes Based on Thermoelectric Coolers
Longbing Yi · Xuefeng Zheng · Fang Zhang · Shaozhong Yue 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月
鉴于β - Ga₂O₃的热导率较低，有效散热对于维持其高输出功率和可靠性至关重要。本研究采用实验和数值方法，提出了一种使用热电冷却器（TEC）的β - Ga₂O₃肖特基势垒二极管（SBD）有源热管理模型。SBD产生的热量可通过热电（TE）材料的珀尔帖效应有效散发到周围环境中。实验结果表明，当TEC输入电流为6 A时，即使SBD输出功率达到25 W，管壳温度仍保持在25℃以下，与TEC关闭时相比，结温最大降低了74.5℃。当TEC输入电流为3 A时，SBD的净输出功率达到11.8 W，提升比例为3...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于热电制冷器的β-Ga2O3肖特基二极管主动热管理技术具有重要的战略意义。β-Ga2O3作为超宽禁带半导体材料，其击穿电压可达Si器件的10倍以上，理论上能够显著提升光伏逆变器和储能变流器的功率密度与效率。然而，其固有的低热导率（约为SiC的1/10）一直是制约商业化...
基于等效热阻模型的热电制冷器高效仿真与设计
Efficient Simulation and Design of Thermoelectric Cooler for Thermal Management Using Equivalent Thermal Resistance Model
Longfei Li · Min Tang · Liang Chen · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年2月
本文提出了一种用于电子系统热管理中热电冷却器（TEC）模拟与设计的高效方法。首先，将整个电子系统划分为两个区域：热电装置区域（TDR）和非热电区域（NTR）。由于TDR包含大量具有非线性特性的热电装置，这对高效模拟和优化构成了严峻挑战。因此，我们提出了一种新颖的一维等效热阻模型（ETRM）来表征热电装置。另一方面，NTR主要包括陶瓷基板、热界面材料（TIM）、有源芯片和无源散热器，可将其视为线性系统。因此，采用宏建模技术将NTR对TDR的影响转化为界面处的多端口热阻网络（MTRN）。通过这种方式...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项热电制冷器高效仿真与设计技术具有重要的应用价值。在光伏逆变器和储能系统中，功率半导体器件（如IGBT、MOSFET）的热管理直接影响系统效率、可靠性和使用寿命。该论文提出的等效热阻模型（ETRM）和多端口热阻网络（MTRN）方法，能够在保证精度的前提下将计算效率提升29...