Yayong Yang · Zhiqiang Wang · Yuxin Ge · Guoqing Xin 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月

多物理场仿真对碳化硅（SiC）功率模块设计至关重要。针对电路仿真与热-流-机仿真软件间缺乏接口导致设计精度不足的问题，本文提出了一种基于自主研发COMSOL-PSpice接口的自动化场路耦合仿真方法，实现了功率模块的高效精确设计。

解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。随着公司组串式逆变器及PowerTitan系列储能系统向高功率密度、高效率方向演进，SiC器件的应用日益广泛。该场路耦合仿真方法能显著提升功率模块在复杂工况下的热管理与电磁兼容设计水平，缩短研发周期。建议研发团队引入此自动化接口，优化逆变器及PCS功率模块的散...

Cong Xu · Peng Zhu · Qiu Zhang · Zhi Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月

本文开发了一种基于爆炸桥丝（EBW）电爆炸的冲击诱导脉冲功率开关，该开关在等离子体科学及高压冲击研究等脉冲功率应用中具有重要作用。研究利用COMSOL Multiphysics软件对EBW的电场分布及电热耦合特性进行了仿真分析，以评估其开关性能。

解读: 该文章研究的脉冲功率开关技术主要应用于极端物理实验领域，与阳光电源现有的光伏逆变器、储能系统（PowerTitan/PowerStack）及充电桩等商业化产品线在应用场景上存在较大差异。然而，文中涉及的“电热耦合仿真”及“有限元分析方法”对于提升阳光电源功率模块在极端工况下的可靠性设计具有一定的参考...

Rui Su · Ying Yang · Yuheng Deng · Bangda Zhou 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月

镍铁氧体（NiFe₂O₄，NFO）薄膜已被用于阻变应用研究，但较高的形成电压仍是一大挑战。本研究展示了具有无形成过程阻变行为的Pt/NFO/SrRuO₃器件，其通过工程化的氧空位预先形成导电细丝来实现这一特性。这些在650℃下制备的器件展现出高达160的开/关比和出色的稳定性。COMSOL模拟阐明了细丝动力学对阻变的影响，为导电细丝的断裂和形成过程提供了关键见解。本研究为无形成过程、低功耗的NFO忆阻器的制备提供了参考。

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于NiFe2O4忆阻器的无需成型电阻开关技术具有显著的战略价值。在储能系统和光伏逆变器的智能化升级进程中，高性能存储器件是实现边缘计算、状态监测和自适应控制的关键基础。 该技术的核心突破在于通过氧空位工程预先形成导电丝，消除了传统忆阻器需要高电压成型的缺陷。这种形成...

Dhoni Nagaraj · Arshad Javed · Satish Kumar Dubey · Sanket Goel · Energy Conversion and Management · 2025年10月 · Vol.342

摘要 热电制冷器（TECs）利用珀尔帖效应实现高效冷却，为热管理提供了一种紧凑且可靠的解决方案。本研究通过在COMSOL Multiphysics中进行数值建模，系统地研究了关键设计参数和运行参数对器件性能的影响。分析的关键输入参数包括热电臂高度、臂间间距、输入电流以及传热系数（h）。评估的性能指标包括制冷量（Qc）、功耗、性能系数（COP）和温差（ΔT），重点在于实现最大效率。采用先进的统计方法，包括实验设计（DOE）和方差分析（ANOVA），以量化这些参数的重要性并优化TEC的性能。结果表明...

解读: 该热电制冷器多物理场优化技术对阳光电源电动汽车驱动系统及储能热管理具有重要价值。研究中的电流-热耦合建模方法可直接应用于SiC功率器件散热设计,DOE/ANOVA统计优化思路可指导ST系列PCS和充电桩的热管理系统参数整定。特别是电流输入与传热系数对COP的协同影响分析,为PowerTitan储能系...

Songyuan Li · Wei Liu · Qingan Ma · Zhe Pan 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年9月

地铁运行产生的动态杂散电流易引发布埋金属管道的腐蚀与损坏。本文综合考虑复杂空间与导体结构下供电系统设备的控制机制与运行特性，研究杂散电流的扩散规律。采用统一的场路耦合建模方法，集成直流牵引供电系统、杂散电流场及管道系统模型，并结合具体案例进行分析，计算结果与COMSOL仿真对比显示，15.3 km管道的管地电位平均偏差为6.10%。通过24小时现场管地电位测试验证了该方法的准确性与可靠性。基于案例分析，提出了若干评估管道杂散电流干扰的指标。

解读: 该杂散电流扩散模型对阳光电源充电桩产品线及储能系统具有重要应用价值。研究中的场路耦合建模方法可直接应用于大功率充电站的接地系统设计，优化ST系列储能变流器与PowerTitan储能系统的接地保护策略，降低直流侧漏电流对周边金属设施的腐蚀风险。多物理场耦合仿真技术可集成到iSolarCloud平台的智...

Yayong Yang · Zhiqiang Wang · Yu Liao · Wubin Kong 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

本文提出一种基于物理信息神经网络（PINNs）的参数化三维热仿真方法，以实现功率模块热设计的快速设计空间探索。利用PINNs能够快速逼近描述功率模块热行为的参数化偏微分方程解的能力，开发了用于碳化硅（SiC）三相半桥功率模块的热场仿真框架，以进行参数化仿真。经过一次无监督训练后，基于PINNs的模型可以快速预测不同输入参数组合下功率模块的热场分布结果。对比结果表明，在不同组合情况下，PINNs的预测结果与COMSOL数值模拟和实验测量结果大致相符。此外，在用于参数优化的大规模设计空间探索任务中，...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于物理信息神经网络（PINNs）的参数化热仿真技术具有重要的工程应用价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，我们在功率模块热设计方面面临着日益严峻的挑战：一方面，碳化硅（SiC）等新型功率器件的广泛应用使得热管理复杂度显著提升；另一方面，市场对产品快速迭代和定...

Yan Peng · Huaguang Bao · Tiancheng Zhang · Dazhi Ding 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年8月

为解决封装过程中影响功率器件可靠性的关键热机械耦合难题，本文基于时域有限差分（FDTD）方法建立了瞬态热机械耦合数值模型。通过拓展FDTD的显式时间步进策略，在统一的计算框架内对热传导方程和固体力学方程进行离散和求解。该方法无需生成和求逆隐式算法所固有的大型刚度矩阵，从而显著降低了计算复杂度。采用傅里叶定律结合Yee网格中心差分格式对热场进行离散，并引入实时热膨胀应变张量修正机制，以准确捕捉材料非线性特性，并持续更新结构场中的位移和应力。基于所提出的数值模型，我们对实际回流焊接过程进行了模拟，并...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于FDTD方法的瞬态热-机械耦合分析技术对我们的核心产品具有重要的工程应用价值。在光伏逆变器和储能系统中，功率器件（如IGBT模块、SiC功率芯片）的封装可靠性直接影响产品的长期稳定性和市场竞争力，尤其在户外极端温度环境和频繁充放电循环工况下，热应力导致的封装失效是系...

Dongyan Zhao · Hao-Xuan Zhang · Shi-Wei Guo · Yanning Chen 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年6月

本文提出了一种高保真电磁-热耦合方法，用于表征各种雷达和通信系统射频前端中集成无源器件的温升和平均功率处理能力。该方法采用了自主开发的有限元法求解器，能够纳入随温度变化的材料参数，并引入了电磁和热传导过程之间的非线性强耦合。为支持多尺度耦合问题的求解，实现了高效的迭代算法和定制预条件器。通过薄膜微带互连和输出匹配网络两个基准算例，将该方法与商业软件 COMSOL 和 HFSS 进行了验证。进一步在两种具有代表性的集成无源器件结构——常用于低噪声放大器和功率放大器的输入匹配网络和级间匹配网络——上...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项电磁-热耦合仿真技术对我们的核心产品具有重要的借鉴价值。在光伏逆变器和储能变流器的功率电路设计中，集成无源器件（IPD）的热管理一直是制约功率密度提升和可靠性保障的关键瓶颈。 该论文提出的温度相关材料参数建模方法，能够精确预测IPD在高功率条件下的温升特性和功率承载能...

Zouhour Araoud · Khaoula Ben Abdelmlek · Ahlem Ben Halima · Kamel Charrada 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月

在本研究中，我们使用COMSOL Multiphysics软件，通过分数析因设计，对四个参数（灯具功率、环境温度、灯具倾斜角度以及灯具腔体上的孔洞数量）对置于多孔腔体内的LED灯结温变化的影响进行了数值分析。根据所得结果，我们使用Minitab处理软件对模型进行了优化。为此，进行了帕累托分析（方差分析），并推导了一个数学模型，用于根据可控参数估算LED灯的结温。由此，可以计算并论证不同的影响因素，特别是它们对LED芯片温度影响的相对幅度。如果LED的供电功率仍然是影响温度的首要因素，那么诸如孔洞...

解读: 该LED散热器多孔腔体热管理技术对阳光电源功率器件散热设计具有重要借鉴价值。研究中的多物理场耦合仿真方法可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中SiC/IGBT模块的热设计优化，特别是三电平拓扑中多芯片封装的温度均衡控制。开孔布局优化思路可改进PowerTitan大型储能系统的柜体通风设...

Hua Li · Yong Zhang · Yanping Yuan · Mingke Hu · Energy Conversion and Management · 2025年12月 · Vol.346

摘要 热化学储能可为太阳能热利用提供高密度的季节性储热，然而传统的单盐反应器存在充电效率低和放电持续时间短的问题。为克服这些局限性，本研究提出一种多盐分层反应器，其中三种水合盐——溴化锶、蛭石-氯化钙复合材料和碳酸钾——按照充电温度由高到低的顺序排列。该分层结构利用各盐种不同的热力学特性，实现分阶段能量储存和延长的热量释放过程。在COMSOL Multiphysics中建立了耦合传热与传质的模型，用于模拟在变化的太阳能驱动入口温度条件下反应器的运行性能。在此类工况下，反应器达到平均90%的盐转化...

解读: 该多盐分层热化学储能技术为阳光电源储能系统提供了长周期热能存储新思路。其85.30%充能效率和1400分钟放热时长,可与ST系列PCS结合,构建光热-电化学混合储能方案,解决季节性能量平衡难题。分层配置的温度梯度控制理念可借鉴至PowerTitan液冷系统优化,通过分区温控提升电池寿命。该技术特别适...

Yueru Wanga · Yunpeng Liua · Le Lia · Haoyi Lib 等8人 · Solar Energy · 2025年9月 · Vol.297

摘要 粉尘沉积会显著降低光伏（PV）组件的发电效率，因此开发一种高效的除尘方法至关重要。为此，本研究提出了一种纵向气流辅助双电极静电吸附（ESA）除尘方法。首先对该方法的作用机理进行了研究，并在此基础上搭建了实验平台。透明导电薄膜通过四种主要机制释放自由电子，使粉尘颗粒带电：接触带电、水分子电离、场致电子发射和二次电子发射。此外，随着电场强度的增加，除尘率（ω）先缓慢上升，随后迅速升高，最终趋于稳定；ω随气流速度和除尘时间的增加而提高。同时，采用COMSOL Multiphysics软件对所提方...

解读: 该纵向气流辅助双电极静电吸附除尘技术对阳光电源SG系列光伏逆变器及iSolarCloud智能运维平台具有重要应用价值。研究表明在4kV/cm电场强度、1m/s风速条件下,2秒内除尘率达91.14%,发电效率提升47.45%,为光伏电站智能化运维提供了低成本解决方案。该技术可集成到阳光电源MPPT优化...

Tiandong Zhang · Shengkun Niu · Chuanxian Dai · Huiyang Zhang 等6人 · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年2月 · Vol.36.0

基于橡胶的电缆附件由于单根电缆长度受限，常作为连接两根电力电缆的接头部件，在高压输电工程中起着关键作用，但其故障率较高。由于三元乙丙橡胶（EPDM）与电缆主绝缘交联聚乙烯之间的电气参数存在显著失配，导致应力锥区域出现严重的电场畸变，威胁电缆附件的安全运行。因此，开发具有优异非线性电导特性的橡胶材料是缓解电缆附件中电场集中的有效技术途径。不同于以往研究，本文采用有机导电聚吡咯（PPy）而非无机导电或半导电填料来诱导EPDM的非线性电导特性。同时，根据前期研究结果，引入10wt%的六方氮化硼（BN）...

解读: 该非线性导电橡胶复合材料技术对阳光电源储能系统和充电桩产品具有重要应用价值。PPy/BN/EPDM材料的非线性电导特性可有效缓解电缆附件应力锥处的电场集中问题,这对PowerTitan储能系统和大功率充电站的高压电缆连接可靠性至关重要。其在30-70°C温域内的稳定非线性系数和击穿强度提升,可为ST...

Arun Monda · Amish Kumar Gauta · Neeraj Khare · Energy Conversion and Management · 2025年5月 · Vol.332

摘要 混合能量收集装置通过同时利用多种能源来发电，有望提升功率效率。然而，为了从混合器件中实现更高的效率，两个独立器件的输出功率需要具有可比性。本文研制了一种集摩擦纳米发电机（TENG）和热电发电机（TEG）于一体的单一混合器件，能够同时收集热能和机械能。该混合器件中的TEG部分在温差ΔT约为12.5 K时产生约35 μW/cm²的最大功率密度，而TENG部分单独工作时也产生了约32 μW/cm²的最大功率密度。由于热电与摩擦电组件的功率密度相近，使得该混合器件具有更高的整体效率。与以往报道的结...

解读: 该混合能量收集技术对阳光电源电动汽车驱动系统具有启发意义。TENG-TEG混合器件同时捕获机械振动和热能,功率密度达32-35 μW/cm²,混合输出提升37%。可应用于电动汽车OBC充电机和电机驱动系统的余热回收与振动能量捕获,优化辅助电源设计。结合阳光电源三电平拓扑和SiC功率器件技术,可提升驱...

Yassine El Alami · Hicham El Achouby · Elhadi Baghaz · Charaf Hajjaj 等5人 · Solar Energy · 2025年11月 · Vol.300

当前的光伏光热系统（PVT-Ss）存在诸多限制，阻碍了其效率提升和广泛应用。文献中识别出的主要不足包括：（a）使用笨重且昂贵的热交换器（HE）；（b）流体与光伏（PV）组件之间缺乏直接接触，限制了冷却效率；（c）采用吸热板结构，因热膨胀引发机械应力，同时增加了系统的重量和成本。本研究提出一种新型PVT-S结构，采用简化且更轻量化的设计，以克服上述缺陷。分析重点考察了孔洞数量和流体层厚度变化对系统能量与㶲性能以及压力降的影响，并探讨了太阳辐射强度和流体质量流量的作用。此外，还对系统的耐久性进行了评...

解读: 该直接水冷PVT技术对阳光电源SG系列光伏逆变器系统具有重要参考价值。研究表明1mm流体层配置可实现13.76%电效率和79.80%热效率,为我司1500V高功率组件的热管理优化提供新思路。其轻量化无热交换器设计可降低系统成本,压降控制技术可应用于iSolarCloud平台的热管理算法优化。该技术与...

Taoufiq Kaoutar · Hasna Louahli · Pierre Schaetze · Energy Conversion and Management · 2025年10月 · Vol.341

摘要 本研究探讨了基于氢能源系统的集成与优化，重点在于将金属氢化物（MH）储氢与质子交换膜燃料电池微型热电联产（PEMFC MCHP）系统相结合，应用于住宅领域。该MH储氢系统与热泵耦合运行，充放电压力为10 bar。采用COMSOL 6.1版本软件，利用固体与流体传热模块及Brinkman方程模块建立模型，并通过实验数据进行验证，同时应用机器学习方法（前馈神经网络）对MH动态过程进行预测性建模。研究发现，较小的500 NL储氢罐具有较高的质量比热需求，但氢气动力学性能更优，可在一小时内达到约7...

解读: 该氢储能-燃料电池mCHP系统研究对阳光电源储能及户用产品线具有重要参考价值。金属氢化物储能的热管理优化思路可借鉴至ST系列储能变流器的温控策略;研究中采用的机器学习预测建模方法与iSolarCloud平台的预测性维护技术高度契合,可用于优化户用光伏-储能系统的充放电策略;燃料电池mCHP的冷热电联...

Haida Tang · Kaiwen Shi · Yuqin Wang · Haibin Yang 等7人 · Energy Conversion and Management · 2025年10月 · Vol.341

摘要 本研究探讨了光伏与钒氧化还原液流电池（PV-VRFB）系统在城市环境中为住宅供电的技术可行性。采用COMSOL建立了VRFB单元的三维瞬态模型，以分析不同电流密度下电池的性能表现。VRFB单元的仿真结果与实验数据吻合良好，电压相对误差仅为1.34%。研究聚焦于深圳一个典型的住宅社区，采用分时电价作为能源管理策略。仿真结果表明，VRFB的电流密度对充放电时间、效率以及储能和输出能量具有显著影响。在电流密度为40 A/m²时，VRFB的库仑效率、电压效率和能量效率分别为93.18%、84.77...

解读: 该PV-VRFB住宅储能研究对阳光电源ST系列储能变流器与SG户用逆变器集成方案具有重要参考价值。研究揭示电流密度对储能效率的关键影响,可指导我们优化PCS充放电策略:在分时电价场景下,通过iSolarCloud平台智能调控充放电功率,平衡系统效率与经济性。虽然钒液流电池成本较高,但其长循环寿命特性...

Chris Drawer · Lars Baetck · Jelto Lang · Yuanyuan Shang 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年3月 · Vol.327

摘要 氢气的高效、节省空间且安全的储存是实现可再生能源系统所必须克服的主要挑战之一。金属氢化物是一种可能的解决方案。然而，关键挑战在于识别和开发最具前景的金属氢化物材料，以及为实现高效吸氢/脱氢过程（在能耗/储存损耗和充放时间方面）设计最优的储氢罐结构。基于这一背景，本文旨在确定中低温金属氢化物材料与三种不同储氢罐设计概念之间的适宜组合。目标是明确每种组合中最匹配的材料，从而为未来在固定式和移动式应用中的金属氢化物储氢罐提供可行的解决方案。为实现该目标，采用有限元方法（FEM），在COMSOL ...

解读: 该金属氢化物储氢技术对阳光电源储能系统具有战略价值。研究表明中温氢化物在矩形罐体设计下可降低71%加热能耗,为PowerTitan储能系统与氢储能耦合提供优化方向。低温氢化物1.4wt%储氢密度可应用于充电站分布式储氢,配合ST系列PCS实现氢-电协同调度。FEM仿真方法可借鉴用于储能热管理优化,提...