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集成热管屏蔽的隔离型DC-DC变换器高频变压器设计：电磁-热协同优化
Heat-Pipe-Integrated Shielding for High-Frequency Transformers in Isolated DC-DC Converters: An Electromagnetic-Thermal Holistic Design
Gaojia Zhu · Hongxue Lu · Tao Liu · Baoshan Zhao 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月
高频变压器（HFT）是隔离式直流 - 直流转换器中的关键组件。在高频变压器的构建过程中，最小化漏磁通以减轻电磁干扰（EMI）至关重要。然而，为此目的常用的外部磁屏蔽可能会阻碍冷却气流。因此，找到具有最佳热性能的有效屏蔽解决方案至关重要。本研究提出了一种屏蔽设置：采用热管作为电磁屏蔽条的笼式结构，其外表面涂覆硅钢片，利用磁电感效应提高屏蔽效能。在运行过程中，外部气流可以自由穿过热管之间的空间。此外，热管卓越的传热能力确保了热量从蒸发器高效传递到冷凝器。安装在冷凝器上的散热片有助于有效散热。为了平衡...
解读: 该热管集成屏蔽技术对阳光电源的高频隔离型DC-DC产品具有重要应用价值。可直接应用于ST系列储能变流器的DC/DC级、SG系列组串逆变器的高频变压器模块以及车载OBC充电机等产品线。通过热管与屏蔽的一体化设计，既解决了高频变压器的EMI问题，又提升了散热性能，有助于提高产品功率密度。这种电磁-热协同...
基于湍流网格增强开式阴极质子交换膜燃料电池传热传质性能的实验研究
Experimental study on heat and mass transfer enhancement of open cathode proton exchange membrane fuel cells using turbulence grids
Jing Zhao · Xinxuan Cheng · Yongkang Ma · Zixun Zhong 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.385
热管理对于开式阴极质子交换膜燃料电池（OCPEMFCs）的高效运行、安全性和耐久性至关重要。本研究创新性地采用一种基于湍流网格的新方法，以增强OCPEMFCs的传热与传质性能。通过开展一系列实验，测量并比较了温度、电压和电化学阻抗等参数，以验证湍流网格的有效性。在此基础上，系统研究了湍流网格的单元尺寸和安装距离等关键参数对OCPEMFCs运行特性的影响。实验结果表明，湍流网格显著提高了气流的湍流强度，从而增强了OCPEMFCs的传热效率和氧气传质速率。因此，电池的输出性能和热性能得到显著改善，甚...
解读: 该燃料电池热管理技术对阳光电源氢能业务具有重要参考价值。湍流栅格强化传热传质的方法可应用于我司燃料电池热管理系统设计,通过优化气流扰动降低欧姆阻抗87.8%的效果显著。该技术思路可借鉴至储能PCS的ST系列散热优化、充电桩功率模块热管理,以及SiC/GaN功率器件的冷却系统设计中。结合iSolarC...
抽水蓄能机组空化尺度效应对能量转换与稳定性影响的综合评估与分析
Comprehensive assessment and analysis of cavitation scale effects on energy conversion and stability in pumped hydro energy storage units
Haoru Zhao · Baoshan Zhu · Boshuang Jiang · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.325
摘要 抽水蓄能是一种领先的大型储能技术，能够有效缓解可再生能源间歇性和分布不均的问题。本研究旨在解决当前对作为抽水蓄能核心部件的泵-水轮机中空化尺度效应如何影响能量转换失衡与水力不稳定性的系统性认识不足的问题。以中国最大的抽水蓄能机组为案例，本研究结合数值模拟与实验研究方法，全面探讨了空化尺度效应对能量转换特性、涡流特性及水力稳定性的影响，取得了以下结果与结论：（1）空化尺度与机组效率之间存在显著的负相关关系。为此建立了一个数学模型来描述该关系，从而实现对空化工况下泵-水轮机性能的快速预测。（2...
解读: 该抽水蓄能空化效应研究对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。研究揭示的能量转换效率与空化规模负相关规律,可应用于ST系列PCS和PowerTitan储能系统的效率优化模型中,通过预测性算法提升能量转换效率。水力稳定性分析方法可迁移至液冷系统设计,优化储能电池热管理中的流体动力学特性。空化区域对涡流特性...
新型低水头抽水蓄能机组中涡旋演化机制与压力脉动耦合的前瞻性评估
A prospective assessment of vortex evolution mechanisms and pressure fluctuation coupling in novel low-head pumped hydro energy storage units
Haoru Zhao · Baoshan Zhucd · Chaoyue Wange · Yadong Hanf · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.342
摘要 低水头抽水蓄能（PHES）机组作为中国就地消纳可再生能源政策背景下的一种新型调节设备，其运行稳定性受到转轮内部湍流涡旋演化的显著影响，表现出突出的稳定性挑战。然而，关键涡旋结构与机组不稳定性之间的内在关联机制尚不明确。本研究通过实验与数值模拟相结合的方法，系统地探究了转轮内三维角区涡旋的演化规律及其对水力效率和压力脉动的跨尺度影响。主要研究成果如下：（1）建立了涡旋强度与效率损失之间的定量关联关系，揭示出涡旋强度每增加10 s−1，水力效率下降1.33个百分点；（2）基于刚性涡量输运方程实...
解读: 该低扬程抽水蓄能研究揭示的涡旋-压力耦合机制对阳光电源储能系统具有重要借鉴价值。研究中涡旋强度与效率损失的量化关系(10s⁻¹涡强对应1.33%效率损失)可应用于ST系列PCS和PowerTitan液冷系统的流场优化设计,通过抑制冷却通道内角涡旋降低泵送功耗。反相耦合机制揭示的能量级联路径为储能系统...