Daniel Christen · Milos Stojadinovic · Juergen Biela · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年11月

在高效变换器系统中，冷却系统（风扇）的功耗对系统总效率及功率密度影响显著。本文研究了自然对流散热器的潜力，并从体积和功耗角度将其与强制对流散热器进行了对比分析，探讨了相关的理论概念。

解读: 散热设计直接决定了阳光电源组串式逆变器（如SG系列）和储能系统（如PowerTitan/PowerStack）的功率密度与长期可靠性。随着产品向高功率密度演进，风扇功耗成为提升系统效率的瓶颈。本文提出的自然对流与强制对流对比分析，对优化逆变器及PCS的散热结构设计具有重要指导意义。建议研发团队在设计...

Dongsheng Wang · Jinxiao Wei · Hao Feng · Li Ran · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月

磁性线圈的热管理对大功率无线充电系统（WCS）的安全稳定运行至关重要。本文针对自然对流环境，提出了一种既准确又简洁的热黑箱模型。分析表明，线圈不同部位的损耗分布对最终温度影响较小，该模型为无线充电系统的热设计提供了简化的理论支撑。

解读: 该研究提出的热黑箱模型对于阳光电源电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。随着大功率无线充电技术的发展，该模型可用于优化充电桩内部磁性元件的热设计，在保证高功率密度的同时提升系统可靠性。建议研发团队将此简化热模型集成至iSolarCloud智能运维平台的辅助设计工具中，以缩短充电模块的散热设计周期，并提...

Santiago Madrug · Carolina Mendoz · Applied Energy · 2025年8月 · Vol.391

摘要 自然能源为在电池不适用的环境中为低功耗电子设备（如传感器）供电提供了一种解决方案。在这些能源中，热电转换因其能够利用温度波动发电而尤为突出。然而，其效率严重受限于自然界昼夜循环中通常较小的温差，这限制了其在依赖环境热梯度时的实际应用。通过建立真实的物理模型并开展三维数值模拟，我们证明将热电发电机与潜热储能单元耦合可显著增强自然昼夜温度波动向电能的转化效率。该效率提升得益于自然对流与马兰戈尼对流的协同传热作用。我们采用一个标准热电模块（塞贝克系数 α = 0.027），并与包含相变材料十六烷...

解读: 该热电-相变储能技术为阳光电源储能系统提供创新思路。研究中昼夜温差利用与马兰戈尼对流增强机制,可启发ST系列PCS的热管理优化设计。PowerTitan等大型储能系统运行中产生显著温差,若集成微型热电模块与相变材料,可实现废热自供电,为传感器节点、监控模组提供持续电源,降低iSolarCloud平台...

Bayu Sutanto · Hector Iacovides · Adel Nasser · Andrea Cioncolini 等5人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.286

摘要 本研究聚焦于带有自然对流冷却回路的漂浮式光伏板的热建模，该冷却回路在光伏电池顶部设有一个透明冷却通道。通过使用纯水和5.3 ppm的银-水纳米流体，本文的创新之处在于建立了一个二维多物理场数值模型，该模型耦合了共轭传热与热辐射分析。所构建的新型数值模型被用于研究冷却回路在全天周期内的冷却效果，并首次探讨了冷却通道厚度以及纳米流体应用的影响。研究证实了所提出系统在降低光伏电池温度、保障日复一日持续运行功能方面的有效性。对冷却通道厚度的分析揭示了通道厚度、浮力驱动的冷却剂流速与光伏电池温度之间...

解读: 该浮式光伏自然对流冷却技术对阳光电源SG系列逆变器及水面光伏系统具有重要参考价值。研究揭示冷却液透射率比单纯降温更关键,这启发我们在1500V高功率系统中优化MPPT算法时需综合考虑组件温度与光谱响应特性。透明冷却通道设计可与iSolarCloud平台结合,通过实时温度监测实现发电效率预测性维护。该...

作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年3月

本文提出了一种用于提高基于氮化镓（GaN）的直流 - 直流转换器效率和功率密度的优化策略，该策略适用于具有宽输入电压范围调节需求的不同应用场景。该优化方案采用空心电感，并实施可变开关频率调制方法，以使氮化镓晶体管实现零电压开关导通，从而在频率调整方面提供更大的灵活性，并改善热管理。此外，针对基于交错式升降压氮化镓晶体管的直流 - 直流转换器，引入了一个专门的热模型，该模型考虑了自然对流散热器的存在。最后，通过对实验室原型进行测试，将理论探讨转化为实际应用。该原型实现了高效率（约 99%），在配备...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于GaN器件的DC-DC变换器优化技术具有显著的战略价值。该技术实现的99%高效率和17.5kW/L功率密度指标，直接契合我们在光伏逆变器和储能系统领域对高功率密度、高效率的核心追求。 在光伏应用场景中，该技术的宽输入电压范围（110-450V）特性尤为关键。这可有...

Ji-Wang Luo · Kentaro Yaji · Li Chen · Wen-Quan Tao · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 本文提出了一种数据驱动的多保真度拓扑设计（MFTD）方法，用于相变热能储存管中翅片结构的设计。高保真度模拟采用焓法精确求解实际的固-液相变过程，而低保真度拓扑优化（TO）则仅考虑达西流动下的自然对流。上述MFTD方法被集成于进化算法框架中，并引入变分自编码器以生成新的后代个体。针对不同格拉晓夫数（Gr）下加速熔化与凝固过程的翅片结构进行了设计。研究发现，当翅片体积分数较低时，由于对流作用强烈，熔化设计呈现出显著的非均质性，而凝固设计则几乎呈各向同性。随着翅片体积分数的增加，翅片首先变长，随...

解读: 该数据驱动多保真度拓扑优化技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。针对PowerTitan等液冷储能产品,翅片结构优化可显著提升相变材料充放热效率,融化时间缩短27%、凝固时间缩短9%,直接改善ST系列PCS的热管理性能。该方法结合变分自编码器的演化算法框架,可应用于储能柜散热结构设计优化,提升功率...

Qin Ye · Hongjie Yan · Meijie Chen · Connected Content · Applied Physics Letters · 2025年9月 · Vol.127

辐射冷却与蒸发冷却等被动散热策略在太阳能电池热管理中备受关注，但其对电池性能影响的评估尚不充分，制约了被动冷却结构的设计优化。本文建立了电-热耦合模型，系统分析了不同被动冷却条件下太阳能电池的性能表现。结果表明，在自然对流环境下，相较于普通玻璃封装电池，通过提升中红外发射率或太阳光谱中λg以上波段反射率实现的天空辐射冷却，对降温或输出功率提升效果有限。关键在于采用减反射涂层保证近完美亚λg波段透过率，这对电池性能起主导作用。选择性光谱调控下，低温并不直接对应高输出功率。

解读: 该被动冷却理论研究对阳光电源SG系列光伏逆变器及PowerTitan储能系统的热管理优化具有重要参考价值。研究揭示的关键发现——亚λg波段减反射涂层对性能的主导作用，可指导光伏组件封装材料选型，提升MPPT算法的温度补偿精度。电-热耦合建模方法可应用于逆变器功率模块散热设计，特别是SiC器件在高温环...

Rahil Samani · Ignacio Galiano Zurbriggen · Ruoyu Hou · Juncheng Lu 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月

氮化镓增强型高电子迁移率晶体管（e - HEMT）在将效率提升至可能的极致方面表现卓越。随着功率密度按需增加且效率趋近饱和点，对半导体可靠性和热管理的担忧也日益加剧。本文聚焦于基于氮化镓的两级功率因数校正（PFC） - LLC 变换器，这是自然冷却消费电子产品中常见的一种拓扑结构，并探索解决其热瓶颈问题的方案。本文提出了一种平衡热网络，该网络通过精确的与温度相关的损耗表征将热域和电域相互连接而建立。然后将这些损耗模型应用于功率变换器的热网络中。此外，主要在元件级研究中发展起来的热耦合概念被拓展到...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于GaN器件的PFC-LLC变换器热管理优化技术具有重要的战略价值。该研究针对自然冷却条件下的功率变换系统，提出了系统级热-电耦合网络模型和多目标优化框架，这与我司在光伏逆变器和储能变流器产品中追求高功率密度、高可靠性的技术路线高度契合。 GaN器件的应用是我司下一...

Longbing Yia · Xuefeng Zheng · Yuan Liua · Wen Honga 等8人 · Energy Conversion and Management · 2025年12月 · Vol.345

摘要 能量转换与功率器件热管理的重要性推动了对高转换效率和高效散热技术的研究。本文通过理论与实验方法，将β相氧化镓（β-Ga2O3）肖特基势垒二极管（SBDs）集成于热电模块（TEM）上，实现了热能回收与主动冷却的双向运行模式。结果表明，提高换热系数可显著提升TEM的性能。对于热电发电机（TEG），最大净输出功率和净转换效率分别提高了0.82 W和3.2%，相较于自然对流条件下的性能，提升了约6.7倍和2.6倍。对于热电制冷器（TEC），考虑SBD输出功率改善后，性能系数（COP）从2.88提升...

解读: 该β-Ga2O3肖特基二极管与热电模块集成技术对阳光电源功率器件散热管理具有重要参考价值。研究展示的双向运行模式(废热回收发电+主动冷却)可应用于ST系列PCS和SG逆变器的热管理优化,特别是SiC/GaN器件的高功率密度应用场景。热电发电效率提升6.7倍和TEC性能系数提升22.2%的数据,为EV...