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0.72Bi0.5Na0.5TiO3-0.28SrTiO3陶瓷储能密度与效率的显著提升及高温储能性能机制研究
Significant improvement of energy storage density and efficiency of 0.72Bi0.5Na0.5TiO3-0.28SrTiO3 ceramics and study of the mechanism of high temperature energy storage performance
Peng Shi · Jin Liu · Yuechan Song · Lina Liu 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
通过优化制备工艺,显著提升了0.72Bi0.5Na0.5TiO3-0.28SrTiO3(BNST)无铅弛豫铁电陶瓷的储能性能。该陶瓷在室温下表现出优异的放电能量密度(~3.2 J/cm³)和高效率(~90%),且在宽温域(25–150 °C)内保持稳定的储能特性。微观结构分析与介电性能测试表明,SrTiO3的引入增强了极化弛豫行为并抑制了介电损耗,从而改善高温下的储能稳定性。研究揭示了纳米尺度极性畴结构与氧空位调控对高温储能性能的关键作用,为高性能无铅储能陶瓷的设计提供了理论依据。
解读: 该无铅弛豫铁电陶瓷储能技术对阳光电源PowerTitan大型储能系统和ST系列储能变流器具有重要应用价值。研究实现的3.2 J/cm³高能量密度和90%高效率,可应用于储能系统的直流母线电容、功率模块吸收电容等关键位置,替代传统电解电容提升功率密度。其25-150°C宽温域稳定性与阳光电源储能产品面...
用于电力电子变换器集成电力系统的电磁暂态仿真分裂状态空间方法
Splitting State-Space Method for Converter-Integrated Power Systems EMT Simulations
Xiaopeng Fu · Wei Wu · Peng Li · Jean Mahseredjian 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2024年12月
随着电力系统中电力电子设备的广泛应用,精确掌握其动态特性对系统设计、控制与保护分析至关重要。为此,常需高保真但耗时的电磁暂态(EMT)仿真。本文提出一种具备数值误差控制的高效分裂状态空间方法,通过通用解耦原理将系统状态方程分解,基于状态矩阵时变部分的分离,结合自动开关分组与开关邻接状态变量识别,定位最小开关状态相关子电路拓扑。采用多阶精度指数分裂公式求解并重构子方程,并利用指数分裂格式加速矩阵指数计算。该方法在含直流负载的配电网、LLC谐振变换器、大规模风电场及MMC电路等多种场景下验证了准确性...
解读: 该分裂状态空间EMT仿真方法对阳光电源的多个产品线具有重要应用价值。首先,LLC谐振变换器仿真可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的高频隔离DC-DC设计优化。其次,高效的开关状态识别算法有助于PowerTitan等大型储能系统的多模块并联建模与控制策略验证。方法的数值误差控制特性可提...
低温预应力下p-GaN HEMT中陷阱解冻引起的阈值电压不稳定性
Trap Thawing-Induced Threshold Voltage Instability in p-GaN HEMTs at Cryogenic Temperatures During Pre-Stress
Chuan Song · Wen Yang · Weijian Wang · Jianlang Liao 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年6月
本文研究了低温下 p - 氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)中的预应力,揭示了陷阱解冻效应:被冻结的空穴陷阱从高能电子处获取能量,导致其解冻并引起阈值电压(VTH)正向漂移。预应力激活了额外的空穴陷阱,这导致了由普尔 - 弗兰克尔(PF)发射引起的栅极泄漏电流(IGSS)。通过对栅极泄漏电流、电容深能级瞬态谱(C - DLTS)进行分析以及开展 TCAD 仿真,以确定其潜在机制。我们的研究结果完善了低温下陷阱的整体行为,为 p - GaN HEMT 在超导系统和空间电子学等广泛低温应...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项关于p-GaN HEMTs在极低温环境下阈值电压不稳定性的研究具有重要的前瞻性意义。GaN基功率器件凭借其高频、高效、高功率密度的特性,已成为我司新一代光伏逆变器和储能变流器的核心技术方向。该研究揭示的"陷阱解冻效应"及其导致的阈值电压漂移机制,为我们在极端工况下的产品...
串联式双定子轴向磁通永磁电机的综合设计与性能分析
Comprehensive Design and Performance Analysis of Series Dual Axial Flux Permanent Magnet Machine
Zhenxing Guo · Bing Peng · Haiying Wu · Dongfang Zhen · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月
为了解决深槽轴向磁通永磁电机(AFPM)槽漏磁大、功率因数低和电磁转矩小的问题,提出了一种具有四个定子的串联双轴向磁通永磁电机(SD - AFPM)。首先,对SD - AFPM、内转子电机(IR - AFPM)和多盘串联电机(SMD - AFPM)的电磁性能进行了全面比较,以证明所提出的SD - AFPM在提高功率因数和电磁转矩方面的有效性。其次,根据SD - AFPM的结构特点,设计了一种三通道冷却系统,并通过三维有限元分析(3D - FEA)对该冷却系统的散热能力进行了分析。然后,在考虑电磁...
解读: 该串联式双定子轴向磁通永磁电机技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。其高转矩密度、高功率因数特性可直接应用于电机驱动系统,提升功率密度和系统效率。优化的磁路设计降低槽漏磁、提升气隙磁密均匀性的方法,可为阳光电源车载OBC充电机中的磁性元件设计提供参考,减小体积、提高功率密度。该电机的三维有...
基于对抗性模仿强化学习的混合储能电动汽车能量管理
Imitation reinforcement learning energy management for electric vehicles with hybrid energy storage system
Weirong Liu · Pengfei Yao · Yue Wu · Lijun Duan 等6人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378
深度强化学习已成为电动汽车能量管理的一种有前景的方法。然而,深度强化学习依赖大量试错训练才能获得近似最优性能。为此,本文提出一种面向混合储能系统的电动汽车对抗性模仿强化学习能量管理策略,以最小化电池容量损耗成本。首先,利用动态规划在多种标准驾驶条件下生成专家知识,用于引导强化学习的探索过程,该专家知识表示为最优功率分配映射。其次,在早期模仿阶段,通过对抗网络使强化学习智能体的动作快速逼近最优功率分配映射。再次,根据对抗网络中判别器的输出设计动态模仿权重,促使智能体在在线驾驶条件下逐步过渡到自主探...
解读: 该对抗模仿强化学习策略对阳光电源混合储能系统具有重要应用价值。可应用于ST系列PCS的电池-超级电容混合储能优化,通过专家知识引导的强化学习加速训练42.6%,降低电池容量损耗成本5.1%-12.4%。技术可集成至iSolarCloud平台实现在线工况自适应功率分配,延长PowerTitan储能系统...
考虑风电和光伏预测的嵌入双规则分布式近端策略优化
Distributed Proximal Policy Optimization with Embedded Dual Rules for Power Systems Considering Wind and Photovoltaic Forecasting
Peng Lu · Yuanbao Wu · Junhao Li · Ning Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年6月
针对风电与光伏功率预测误差导致的最优调度偏差问题,本文提出一种嵌入双规则的分布式近端策略优化(DPPO)模型。该模型将预测及误差校正信息嵌入DPPO状态空间,并以正则形式在神经网络中融入电网功率平衡与潮流约束,结合预设规则实现状态评估与动作执行的协同优化。基于某省电网实际数据在改进IEEE-30节点系统上的仿真结果表明,所提方法能有效应对可再生能源预测不确定性,在提升风电消纳、降低运行成本及增强调度适应性方面优于三种先进方法。
解读: 该嵌入双规则DPPO调度技术对阳光电源PowerTitan储能系统和iSolarCloud智能运维平台具有重要应用价值。其预测误差校正机制可直接集成到ST系列储能变流器的EMS能量管理策略中,通过实时修正风光预测偏差优化充放电决策,提升储能系统在新能源消纳场景下的经济性。分布式优化架构与阳光电源多站...
钙钛矿材料与太阳能电池的数字化制造
Digital manufacturing of perovskite materials and solar cells
Zixuan Wangabc1 · Zijian Chenbcd1 · Boyuan Wangbc1 · Chuang Wu 等12人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 与已发展了半个世纪的晶硅电池相比,钙钛矿太阳能电池(PSCs)的光伏转换效率在短短15年内已超过26%,成为当前备受关注的研究热点。然而,传统研究方法在应对钙钛矿材料(PVKs)成分多样、合成复杂以及需精确调控性能等方面面临诸多挑战。本综述系统阐述了钙钛矿材料在数字化制造方面的最新研究进展,重点涵盖实验室自动化、数据驱动的理性设计、高通量实验以及机器学习(ML)算法等方向。首先,论述了实验室自动化在显著提升实验效率与可重复性方面的重要作用;其次,强调了数据驱动方法在指导钙钛矿材料及器件理性...
解读: 钙钛矿电池数字化制造技术对阳光电源光伏逆变器产品线具有前瞻价值。该技术通过机器学习和高通量实验加速新型光伏材料开发,其26%转换效率已接近晶硅电池。阳光电源SG系列逆变器可提前布局钙钛矿电池适配性研究,针对其独特的IV特性优化MPPT算法;iSolarCloud平台可集成数据驱动方法,实现钙钛矿组件...
基于混合注意力深度强化学习的健康感知集成热管理策略
Health-Conscious Integrated Thermal Management Strategy Using Hybrid Attention Deep Reinforcement Learning for Battery Electric Vehicles
Changcheng Wu · Jiankun Peng · Dawei Pi · Xin Guo 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月
有效的热管理策略(TMS)可以延长纯电动汽车(BEV)的续航里程,并在高温环境下提高车内热舒适性。考虑到集成热管理系统(ITMS)的发展趋势以及动力电池在纯电动汽车中的关键作用,本文建立了一个嵌入电池健康意识的集成热管理系统模型。为进一步挖掘所提出的集成热管理系统的温度控制和节能潜力,采用双延迟深度确定性策略梯度算法(TD3)设计了一种学习型热管理策略。鉴于集成热管理系统内复杂的状态信息,引入了一种混合注意力机制对原始TD3算法进行优化,使TD3智能体能够辨别各种状态信息的相对重要性,从而提高其...
解读: 从阳光电源的业务布局来看,这项基于混合注意力深度强化学习的电动汽车热管理技术具有显著的战略价值。该研究将电池健康意识嵌入集成热管理系统,通过TD3算法实现了电池健康退化降低22.50%、能量损失减少35.33%的效果,这与我司在储能系统和电动汽车动力解决方案领域的核心诉求高度契合。 从技术迁移角度...
用于交流最优潮流的高效计算数据合成:融合物理信息神经网络求解器与主动学习
Computationally efficient data synthesis for AC-OPF: Integrating Physics-Informed Neural Network solvers and active learning
Jiahao Zhang · Ruo Peng · Chenbei Lu · Chenye Wu · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.378
摘要 本研究针对在发布保护隐私的交流最优潮流(AC Optimal Power Flow, AC-OPF)运行数据时面临的隐私性、实用性与效率性挑战展开研究。传统方法在差分隐私(Differential Privacy, DP)框架下向运行数据(即负荷需求数据和调度配置文件)中注入噪声,但此类操作常导致数据违反物理约束,产生不现实且不可行的结果,从而降低数据的实用性。尽管基于AC-OPF求解器的双层后处理优化能够强制实现物理可行性,但由于后处理目标与AC-OPF本身目标之间存在偏差,仍会导致结果...
解读: 该研究提出的物理信息神经网络(PINN)求解AC-OPF方法,对阳光电源储能系统(ST系列PCS、PowerTitan)和光伏逆变器(SG系列)的智能调度具有重要价值。通过主动学习加速优化计算,可应用于iSolarCloud平台的实时能量管理系统,在保护用户隐私前提下实现多站点协同优化。该技术能显著...
理解翻转场效应晶体管
Flip FET, FFET)中的静电耦合及其应对策略
Jiacheng Sun · Haoran Lu · Yu Liu · Wanyue Peng 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年1月
翻转场效应晶体管(FFET)是一种新型自对准双面堆叠晶体管结构,但其垂直堆叠特性导致前后器件间存在静电耦合。本文通过TCAD仿真从器件和电路层面系统研究了该耦合效应。结果显示,阈值电压偏移可达135 mV,亚阈值摆幅退化达235 mV/dec,反相器延迟变化高达4.41%,严重影响电路性能。为此,提出一种中间介质隔离(MDI)技术,可有效屏蔽跨侧电场,显著抑制耦合效应。结合Pi栅、Ω栅和全环绕栅等栅结构优化,阈值电压偏移可低至0.12 mV,为FFET的实用化奠定基础。
解读: 该FFET静电耦合抑制技术对阳光电源功率器件设计具有重要借鉴价值。文中提出的中间介质隔离(MDI)技术与多物理场耦合抑制策略,可直接应用于SiC/GaN功率模块的三维集成封装设计,有效解决ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中功率器件垂直堆叠时的寄生耦合问题。通过优化栅极结构和介质隔离层设计,可将...
揭示钠化石墨负极主导的NFPP/HC软包电池热失控机制
Uncovering Sodiated HC dominated thermal runaway mechanism of NFPP/HC pouch battery
Wei Li · Shini Lin · Honghao Xi · Yuan Qin 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.391
摘要 钠离子电池(SIBs)因其资源丰富和优异的电化学性能,被认为是大规模储能系统(LSESS)中极具前景的技术。然而,SIBs的安全性鲜有讨论,而热稳定性对其电池应用至关重要,尤其是在LSESS中的应用。本研究揭示了由钠化负极产热主导的Na₃Fe₂(PO₄)(P₂O₇)||硬碳(NFPP/HC)软包电池的热失控机制。基于电池和材料层面的产热分析表明,硬碳(HC)与电解液之间的放热反应在100 °C时即开始发生(NFPP与电解液的放热反应发生在约230 °C),且负极与电解液的反应释放大量热量,...
解读: 该钠离子电池热失控机理研究对阳光电源PowerTitan等大规模储能系统安全设计具有重要参考价值。研究揭示硬碳负极在100°C即开始放热反应,远低于正极材料230°C,且隔膜熔点接近热失控触发温度。这为ST系列PCS的热管理策略优化提供依据:需在电池簇级别加强温度监测,设置更严格的100°C预警阈值...
基于物理信息的积分神经网络用于溶剂法燃烧后CO2捕集过程的动态建模
Physics informed integral neural network for dynamic modelling of solvent-based post-combustion CO2 capture process
Peng Sh · Cheng Zheng · Xiao Wu · Jiong Shen · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 溶剂法燃烧后碳捕集(PCC)是实现能源和工业领域大规模脱碳最有前景的技术。然而,该过程的复杂特性和高能耗阻碍了PCC在复杂电力市场中的高效灵活运行。PCC系统的成功运行优化高度依赖于对过程的动态建模,而采用先进的数据驱动方法已成为研究热点。目前广泛使用的数据驱动动态建模方法未将PCC过程的物理机理信息融入模型中,导致模型稳定性不足。物理信息神经网络(PINNs)通过融合数据与物理信息,提供了一种创新的建模方法。然而,其在PCC过程动态建模中的应用仍面临重大挑战。为此,本文基于带外生输入的非...
解读: 该物理信息神经网络(PIINN)动态建模技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。碳捕集系统的复杂非线性动态特性与PowerTitan储能系统在电力市场中的灵活调度需求高度相似。PIINN方法通过平衡点稳定性约束保证模型可靠性的思路,可借鉴应用于ST系列PCS的宽工况运行建模,提升GFM/GFL控制策...