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一种电动汽车牵引逆变器快速电热模型
A Fast Electro-Thermal Model of Traction Inverters for Electrified Vehicles
Jin Ye · Kai Yang · Haizhong Ye · Ali Emadi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年5月
本文提出了一种用于电动汽车牵引逆变器的快速电热模型。首先，构建并实验验证了考虑热耦合的电热模型。通过ANSYS-Fluent仿真，研究了热扩散效应、热对流及温度依赖性材料热特性对线性假设准确性的影响。
解读: 该研究提出的快速电热模型对阳光电源的电动汽车充电桩及车载电力电子产品研发具有重要参考价值。在充电桩功率模块设计中，精确的热耦合建模能有效提升功率密度并优化散热结构。此外，该模型中关于温度依赖性材料特性的分析，可直接应用于阳光电源功率模块的寿命预测与可靠性评估，有助于提升产品在极端工况下的热稳定性，为...
一种包含热耦合与热边界条件的大功率IGBT模块集总热模型
A Lumped Thermal Model Including Thermal Coupling and Thermal Boundary Conditions for High-Power IGBT Modules
Amir Sajjad Bahman · Ke Ma · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年3月
大功率IGBT模块的热动力学特性对电力电子系统的可靠性分析与热设计至关重要。传统的一维RC集总热模型在预测复杂热分布方面存在局限。本文提出了一种改进的集总热模型，通过引入热耦合效应与边界条件，更准确地模拟了IGBT模块内部的温度分布与动态热行为。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心功率变换技术。在大功率组串式逆变器（如SG系列）及大型储能系统（如PowerTitan）中，IGBT模块是核心发热源。该模型能显著提升热设计精度，有助于优化散热器选型与功率密度，从而提升产品在极端工况下的可靠性。建议研发团队将其应用于iSolarCloud的数字孪生模型...
一种能够表征热耦合效应的多芯片功率模块热网络模型
A Thermal Network Model for Multichip Power Modules Enabling to Characterize the Thermal Coupling Effects
Huimin Wang · Zongyao Zhou · Zhiliang Xu · Xinglai Ge 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
本文提出了一种基于Cauer模型的热网络模型（TNM），旨在解决多芯片功率模块在热分析中精度与计算效率难以兼顾的问题。该模型能够有效表征芯片间的热耦合效应，为电力电子变换器的可靠性评估提供了高效且准确的分析工具。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式逆变器、PowerTitan/PowerStack储能系统）具有重要意义。在这些高功率密度产品中，功率模块的热设计是决定系统可靠性与寿命的关键。通过引入该热网络模型，研发团队可在设计阶段更精准地模拟多芯片间的热耦合效应，优化散热结构设计，从而提升逆变器和...
功率模块热网络模型的在线参数辨识方法
In Situ Parameter Identification Method for Thermal Network Models of Power Modules
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
热网络模型为功率半导体器件的结温在线估计提供了一种间接且非侵入式的方法。目前，热网络模型参数主要从有限元模型中提取，或根据材料特性参数和几何尺寸计算得出。然而，随着功率模块老化，热网络模型的参数会发生变化，导致预设热网络模型估计的结温不准确。本文提出了一种用于功率模块长期结温监测的热网络模型，该模型考虑了冷却条件以及芯片之间的热耦合。通过测量运行工况中存在的待机状态下的结温冷却曲线，并利用人工智能算法的识别结果更新热网络模型的参数，实现了热网络模型与功率模块健康状态的同步，并对功率模块的老化程度...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项功率模块热网络模型原位参数辨识技术具有重要的战略价值。在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中，IGBT等功率半导体器件是决定系统可靠性和寿命的关键部件，其结温监测直接关系到设备的安全运行和预防性维护策略。 该技术的核心创新在于通过人工智能算法实时更新热网络模型参数，使模...
具有可控误差边界的SiC MOSFET功率模块低阶热模型自动提取
Automated Extraction of Low-Order Thermal Model With Controllable Error Bounds for SiC MOSFET Power Modules
Cameron Entzminger · Wei Qiao · Liyan Qu · Jerry L. Hudgins · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
本文探讨了通过基于有限元分析（FEA）的全阶热模型（FOM）对SiC MOSFET功率模块进行热过程建模，并利用混合模型降阶（MOR）方法降低FEA热模型阶数。该方法结合了Krylov子空间投影技术，在保证误差可控的前提下，实现了功率模块热特性的高效精确模拟。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器、PowerTitan及PowerStack储能系统中大规模应用SiC功率器件，热管理已成为提升功率密度和可靠性的核心挑战。该研究提出的低阶热模型提取方法，能够显著提升系统级仿真效率，助力研发团队在设计阶段更精准地预测SiC模块在极端工况下的结温波动。建议将此降阶建模技术集...
考虑热交叉耦合效应的人工智能辅助热模型
Artificial Intelligence-Aided Thermal Model Considering Cross-Coupling Effects
Yi Zhang · Zhongxu Wang · Huai Wang · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
本文提出了一种考虑热交叉耦合效应的电力电子设备/系统人工智能辅助热模型。该方法允许系统内存在多个热源，相比传统仅支持单热源的建模方式，能更便捷地表征模型参数，有效提升了复杂电力电子系统的热分析精度。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线具有极高价值。在PowerTitan储能系统及大功率组串式逆变器中，功率模块（IGBT/SiC）的高密度集成导致显著的热交叉耦合效应。传统有限元仿真计算量大，而该AI辅助模型能实现快速、准确的热状态监测与寿命预测。建议将其应用于iSolarCloud智能运维平台，通过实时...
面向SPICE的IGBT非线性紧凑热模型
Nonlinear Compact Thermal Model of the IGBT Dedicated to SPICE
Krzysztof Górecki · Paweł Górecki · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
本文探讨了利用非线性紧凑热模型对IGBT热特性进行建模的问题。该模型采用电网络形式，充分考虑了晶体管内部温度对散热效率的影响，并提出了相应的模型构建与参数估计方法。
解读: 该研究对于阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器）具有极高的应用价值。IGBT作为功率变换的核心器件，其热管理直接决定了设备的功率密度与可靠性。通过在SPICE仿真中引入非线性热模型，研发团队能更精确地预测IGBT在极端工况下的结温波动...
无线充电系统中平面磁性线圈缩放设计的热黑箱理论
A Thermal Black-Box Theory for Scaling Design of Planar Magnetic Coils in Wireless Charging Systems
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...
多芯片IGBT模块紧凑热模型的分区解耦算法
A Partition Decoupling Algorithm for Compact Thermal Model in Multichip IGBT Modules
Weisheng Guo · Mingyao Ma · Hai Wang · Hanyu Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
本文提出了一种用于多芯片IGBT模块紧凑热模型的分区解耦算法，旨在降低计算负担。该方法将复杂的耦合热模型拆分为具有共享接口的独立子模型，利用上一时间步的耦合功率损耗数据进行计算，有效提升了热仿真的效率。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能系统及风电变流器）具有重要意义。随着功率密度不断提升，IGBT模块的热管理成为系统可靠性设计的瓶颈。该分区解耦算法能显著提升多芯片模块在复杂工况下的热仿真速度，有助于研发团队在产品设计阶段快速评估...
基于I-V测量的GaN功率HEMTs高阶热阻提取
Higher Order Thermal Impedance Extraction of GaN Power HEMTs by I–V Measurements
Richard Reiner · Akshay G. Nambiar · Stefan Mönch · Michael Basler 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月
本研究提出了一种利用典型商用功率分析仪，通过电流 - 电压（I - V）测量来提取氮化镓（GaN）功率高电子迁移率晶体管（HEMT）高阶热模型的方法。该方法包括使用非线性最小二乘法求解器推导电热模型函数并将其拟合到测量数据中，从而得出高阶热模型的热参数。测量使用参数分析仪和可控热卡盘进行，并采集瞬态漏极电流响应信号。该方法用于推导 GaN 功率晶体管的五阶热福斯特（Foster）模型的热阻抗参数。福斯特模型参数在时域和频域中均有呈现，并随后转换为考尔（Cauer）模型参数。结果表明，该模型与片上...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对GaN功率HEMT器件高阶热阻抗提取的技术具有重要的工程应用价值。GaN功率器件凭借其高开关频率、低导通损耗和高功率密度特性，正逐步成为我司光伏逆变器和储能变流器等核心产品的关键功率半导体选择。 该论文提出的热模型提取方法对我司产品开发具有三方面直接价值：首先，通...
电热老化协同调度
Electro-Thermal Aging Coordination
Mengxia Wang · Wenwen Luo · Ming Yang · IEEE Transactions on Power Systems · 2025年10月 · Vol.41
本文提出电热老化协同（ETAC）概念，基于Morgan抗拉强度损失模型量化导线等效运行时长，将热老化约束嵌入电热协调调度模型，替代传统长期允许运行温度约束，在六节点系统中验证了其提升设备利用率与运行安全性的有效性。
解读: 该研究对阳光电源ST系列PCS、PowerTitan储能系统及组串式逆变器的长期热可靠性设计与动态功率调度具有重要参考价值。实际应用中，可结合iSolarCloud平台实时温升数据与老化模型，优化PCS过载能力调用策略，在保障IGBT模块寿命前提下提升短时功率支撑能力，尤其适用于光储联合调峰场景。建...
考虑热耦合效应的电容器组解析建模与设计
Analytical Modeling and Design of Capacitor Bank Considering Thermal Coupling Effect
Haoran Wang · Huai Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
电容器组内部不可避免的电热耦合效应会导致单个电容器的温度及寿命预测产生显著误差。本文提出了考虑热耦合效应的电容器组解析热模型及其相应设计方法。首先，建立了基于测量的集总热模型及物理模型，旨在精确评估电容器组在运行过程中的热分布与可靠性。
解读: 电容器是阳光电源光伏逆变器（如组串式、集中式）及储能系统（如PowerTitan、ST系列PCS）中直流母线及滤波环节的核心薄弱部件。该研究提出的电热耦合解析模型，能有效提升阳光电源在产品研发阶段对电容寿命的预测精度，优化散热设计方案。特别是在高功率密度储能变流器（PCS）设计中，通过该模型可精确评...
功率模块热网络模型原位参数辨识方法
In Situ Parameter Identification Method for Thermal Network Models of Power Modules
Chao Zhang · Bochao Du · Ke Qiao · Shumei Cui · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
热网络模型是实现功率半导体器件在线结温估计的非侵入式方法。传统参数提取依赖有限元模型或材料几何参数，但器件老化会导致参数漂移，影响估计精度。本文提出一种原位参数辨识方法，通过实时更新热网络参数，提升了老化状态下结温监测的准确性。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（组串式/集中式逆变器、PowerTitan/PowerStack储能系统）具有极高价值。功率模块是上述产品的核心热源，在线结温监测直接关系到产品的可靠性设计与寿命预测。通过原位参数辨识，阳光电源可在iSolarCloud平台上实现更精准的器件健康状态（SOH）评估，优化...
基于POD算法的电力电子器件多时间尺度热网络模型
Multitimescale Thermal Network Model of Power Devices Based on POD Algorithm
Yao Zhao · Zhiqiang Wang · Dan Luo · Cuili Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年4月
针对传统热网络模型难以准确预测电力电子器件多时间尺度温度信息的问题，本文提出了一种基于本征正交分解（POD）算法的热网络模型。以MOSFET为例，该模型通过POD算法有效捕捉了器件在不同时间尺度下的热响应特性，显著提升了温度预测的精度与效率，为电力电子系统的热设计提供了新方法。
解读: 该研究对于阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能系统）具有极高的应用价值。在功率密度不断提升的背景下，精确的热管理是保证IGBT/SiC功率模块可靠性的关键。POD算法能够实现计算效率与精度的平衡，建议将其集成至iSolarCloud智能运维...
具有高泛化能力的碳化硅功率模块物理信息智能热模型
Physics-Informed Intelligent Thermal Model for SiC Power Modules With High Generalization
Yizheng Tang · Cao Zhan · Lingyu Zhu · Hao Sun 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
本文提出了一种新型物理信息智能热模型（PIITM），用于碳化硅（SiC）功率模块。该模型融合了组件热传递逻辑，相比传统智能模型具有更好的可解释性与泛化能力。通过残差卷积神经网络提取热特征，实现了对SiC模块热行为的精确建模。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器）具有重要应用价值。随着SiC器件在高性能逆变器中的广泛应用，热管理成为提升功率密度和可靠性的关键。PIITM模型通过物理机理与AI的结合，能显著提升热仿真精度，缩短研发周期。建议在iSolarCloud智能运维平...
LLC谐振变换器中平面变压器的三维频率相关热模型
Three-Dimensional Frequency-Dependent Thermal Model for Planar Transformers in LLC Resonant Converters
Rouhollah Shafaei · Martin Ordonez · Mohammad Ali Saket · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年5月
本文针对高频功率变换器中的平面变压器，提出了一种解析式三维频率相关热模型。随着功率变换器向高功率密度和小型化发展，核心元器件常处于热极限边缘运行。该模型通过热分析精确评估平面变压器的热特性，为高频变换器的设计与优化提供了理论支撑。
解读: 该研究对阳光电源的高功率密度产品设计具有重要指导意义。在阳光电源的组串式逆变器、户用光伏逆变器以及储能变流器（如ST系列PCS）中，平面变压器是实现高频化和小型化的关键磁性元件。通过引入该三维频率相关热模型，研发团队可更精准地预测变压器在复杂工况下的温升，优化散热设计，从而在保证可靠性的前提下进一步...
多芯片功率模块电热分析的三维热元件模型及实验验证
3-D Thermal Component Model for Electrothermal Analysis of Multichip Power Modules With Experimental Validation
John Reichl · Jose M. Ortiz-Rodriguez · Allen Hefner · Jih-Sheng Lai · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年6月
本文首次提出了一种基于有限差分法的全三维、多层、多芯片热元件模型，用于动态电热仿真。该模型考虑了非对称功率分布，通过求解三维热传导方程，实现了对功率模块结构参数化建模，并经实验验证了其在电热耦合分析中的准确性。
解读: 该研究对于阳光电源的核心产品线（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器）至关重要。随着功率密度不断提升，IGBT/SiC模块的热管理成为系统可靠性的瓶颈。该三维热元件模型能够更精准地模拟多芯片在复杂工况下的瞬态温度分布，有助于优化逆变器及PCS的散热结构设计，提升功率模块的过载能力...
基于热扩散时间功率模块热疲劳状态监测
Condition Monitoring of Thermal Fatigue of Power Module Based on Thermal Diffusion Time
Ruiting Ke · Jianfeng Tao · Chengliang Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
本文提出了一种基于热扩散时间的热疲劳老化指标。研究分析了热传播时间和热扩散时间，前者基于Cattaneo模型并引入热弛豫时间，后者衡量显著温度变化所需时间。该方法为功率模块的健康状态监测提供了新的理论依据。
解读: 功率模块是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）的核心组件。热疲劳是导致模块失效的主要原因。该研究提出的基于热扩散时间的老化监测方法，无需额外传感器，可直接集成于iSolarCloud智能运维平台，实现对逆变器及PCS功率模块的在线健康状态评...
实心导线或利兹线绕组热阻的通用分析模型
General Analytical Model for the Thermal Resistance of Windings Made of Solid or Litz Wire
Michael Jaritz · Andre Hillers · Juergen Biela · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年1月
本文提出了一种用于建模实心导线或利兹线绕组热阻的分析方法，并通过实验进行了验证。此外，针对利兹线绕组提出了一种考虑绞合节距的扩展数值方法。该模型能够描述任意导线排列方式下的热阻，为电力电子磁性元件的热设计提供了理论支撑。
解读: 磁性元件（电感、变压器）是阳光电源光伏逆变器、储能PCS及风电变流器的核心损耗与发热部件。该研究提出的通用热阻分析模型，能够精确预测不同绕组结构下的温升，对于优化PowerTitan/PowerStack储能变流器及组串式逆变器中高功率密度磁性元件的设计至关重要。通过该模型，研发团队可在设计阶段快速...
IGBT模块的分数阶热网络建模与参数提取
On Fractional-Order Thermal Network Modeling and Parameter Extraction of IGBT Modules
Zhikui Yang · Xi Chen · Binxin Zhu · Lei Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
准确可靠的热模型对于评估IGBT模块的热应力及分析其可靠性至关重要。本文首次引入分数阶热电容（FOTC）作为IGBT模块热分析的新建模元素，并提出了一种分数阶热网络建模方法及参数提取策略，旨在提升功率器件热行为预测的精度。
解读: IGBT模块是阳光电源组串式逆变器、集中式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）的核心功率器件。该研究提出的分数阶热网络模型相比传统整数阶模型，能更精确地描述功率器件在复杂工况下的瞬态热响应。在阳光电源的产品研发中，该技术可应用于高功率密度逆变器及储能系统的热设计优化...
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