Jinjian Yan · Zhuoying Jiang · Linjue Zhang · Mengyu Chen · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

本研究提出一种基于多物理场耦合的发光成像显微技术，实现了氮化镓微米级发光二极管（μLED）侧壁缺陷的高分辨率可视化。通过结合电致发光、阴极发光及应变场分布成像，精确识别了刻蚀过程中引入的非辐射复合中心与晶格损伤区域。该方法可有效关联器件局域电学与光学特性退化与侧壁缺陷的分布特征，为空间分辨缺陷表征提供了新途径，并为提升μLED器件性能与可靠性提供了重要依据。

解读: 该μLED缺陷表征技术对阳光电源GaN功率器件的质量控制和可靠性提升具有重要参考价值。通过多物理场发光成像显微技术，可以精确识别GaN器件制造过程中的缺陷，这对提升SG系列逆变器和ST系列储能变流器中GaN功率模块的性能至关重要。特别是在高频化设计和高功率密度应用场景下，该技术有助于优化GaN器件的...

Rodrigo Rozenblit Tiferes · Thiago Rodrigues Kleina Lima · Giovanni Manassero · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年9月

本文提出了一种基于构建设备和现场记录事件的数字孪生模型来研究电力系统事件的方法。数字孪生模型将物理设备的数据与记录的测量值相结合，以准确重现现场状况。这种方法是数字孪生领域的一种新途径。它能够对仅依靠物理数据或测量数据无法完全理解的情况进行详细分析。所提出的框架有助于从业人员揭示事件的原因，并在各种场景（如不平衡或意外过电压）下做出明智的工程决策。本文还给出了一个案例研究，展示了如何运用该方法来确定某现有变电站变压器中出现意外高中性线电流的原因。这些高电流是由某一相分接开关的机械锁引起的，导致保...

解读: 该数字孪生事件分析方法对阳光电源储能与光伏产品线具有重要应用价值。在PowerTitan储能系统中，可构建PCS变流器及电网扰动事件的数字孪生模型，融合SCADA录波数据与SiC器件物理模型，精确还原电网故障穿越过程，优化GFM构网型控制策略的动态响应。在SG系列光伏逆变器领域，该方法可结合现场异常...

Pulin Zhang · Diankai Qiu · Linfa Peng · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.383

摘要 为了满足高功率输出的需求，大面积的质子交换膜燃料电池（PEMFCs）已成为研究的重点。然而，在实际应用中，燃料电池内部的非均匀反应难以避免，这会导致性能下降以及电堆寿命缩短。了解燃料电池内部物理量分布的变化规律，并准确预测其未来的内部状态，对于燃料电池的控制与维护至关重要。本文提出了一种多物理量融合图自编码器网络（MP-GAE），该模型是一种针对燃料电池性能及多物理场分布的瞬态预测模型，重点考虑了反应时间、空间位置以及多个物理场之间的耦合关系。基于图注意力机制和时序网络，构建了分段时序图注...

解读: 该PEMFC多物理场预测技术对阳光电源氢能业务具有重要借鉴价值。论文提出的MP-GAE时空预测模型可应用于我司燃料电池系统的智能运维:1)非均匀反应预测算法可集成至iSolarCloud平台,实现电堆性能衰减的预测性维护;2)多物理场耦合分析方法可优化燃料电池DC/DC变换器的动态响应控制策略;3)...

Bowen Zheng · Zhichao Dengd · Zhenhao Luo · Shuoyuan Mao 等14人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.401

摘要 随着全球能源转型与低碳技术的快速发展，锂离子电池作为核心储能单元，其性能提升与安全管理高度依赖于精确的电池建模。电池建模经历了从机理驱动到数据驱动、从单尺度到多尺度融合的发展过程，形成了三大主流技术体系：其一，基于Thevenin框架的等效电路模型（ECM），利用RC网络拟合电池外部特性，通过引入迟滞模块并结合遗传算法优化，可在电池管理系统（BMS）实时控制中实现毫秒级响应，展现出显著的工程应用优势；然而，其建模逻辑局限于端口特性，缺乏对深层物理机制的解释能力。其二，基于多孔电极理论和偏微...

解读: 该锂电池建模综述对阳光电源储能系统具有重要指导意义。等效电路模型可直接应用于ST系列PCS的BMS实时控制,实现毫秒级SOC估算;物理场模型支撑PowerTitan电池包热管理优化和材料选型;数据驱动模型可融入iSolarCloud平台,提升储能电站全生命周期预测性维护能力。多尺度混合建模思路为阳光...

韩继超王昕宇邱家玉戈宝军 · 中国电机工程学报 · 2025年1月 · Vol.45

为提升百万千瓦级核电半速汽轮发电机端部电磁场与损耗计算精度，提出一种新型2D-3D电磁场-路耦合计算方法。通过磁场储能法与解析法获取定子端部漏抗，并将其引入外电路，实现二维瞬态场、三维端部场与电路的耦合求解。综合考虑转子旋转、材料非线性及实际结构尺寸，分析端部电磁场、磁密与涡流密度分布，确定端部构件损耗。建立三维流固耦合模型，以计算损耗为热源，流体网络边界条件为约束，求解端部温度与流场分布，并与实测结果对比，验证了该方法的可行性与准确性。

解读: 该2D-3D电磁场-路耦合多物理场计算方法对阳光电源大功率旋转电机产品具有重要借鉴价值。在新能源汽车驱动电机领域，该方法可精确计算端部漏抗、涡流损耗与温升分布，优化电机效率与热管理设计。对于储能系统中的飞轮储能或电机-发电机组，该流固耦合建模技术可提升端部区域电磁-热-流体多物理场仿真精度，指导冷却...

Salvatore Capasso · Bonaventura Tagliafierro · Iván Martínez-Estévez · Corrado Altomar 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 本研究提出了一种高保真度的数值水池，旨在分析波浪-海流场中产生的修正水动力特性，以生成波浪能转换装置（WEC）的功率矩阵。该数值水池基于开源的DualSPHysics拉格朗日框架，采用光滑粒子流体动力学（SPH）方法开发，通过物理实验数据进行了验证，并应用于点吸收式WEC的模拟。所提出的数值设施实现了开放边界条件，采用三阶一致波浪理论进行直接波浪生成，并通过多普勒相关函数约束流场。参考数据来自针对单色波的专门物理试验；波浪-海流数值水池在波浪变形和速度场方面表现出极高的精度。在本文的第二部...

解读: 该SPH数值波浪-海流耦合仿真技术对阳光电源海上新能源系统具有重要参考价值。研究揭示海流对波浪能转换器功率输出可造成10%衰减,这与海上光伏、储能系统面临的海洋动力环境高度相关。其高保真流固耦合建模方法可应用于海上漂浮式光伏支架设计优化、海上储能集装箱系统的动力响应分析。特别是文中功率传递函数矩阵计...

Kaiyuan Zhao · Hao Lu · Xiaoyu Cheng · Meng Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年3月

高电子迁移率晶体管的先进 SPICE 模型（ASM - HEMT）是基于氮化镓（GaN）的高电子迁移率晶体管（HEMT）的行业标准模型之一，该模型中仍缺乏对器件内部物理特性分布的解析模型，特别是缺乏可与漏极电流（$I_{DS}$）和栅极电荷（$Q_{G}$）相关联的横向电场（$E_{X}$）和载流子浓度（$n_{S}$）分布模型。此外，ASM - HEMT 中饱和区工作状态的建模依赖于无物理意义的经验参数。在本研究中：1）计算作为饱和区建模核心参数的有效栅长（$L_{G,eff}$），以描述 H...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于T栅GaN HEMT改进紧凑模型的研究具有重要的战略价值。GaN功率器件是新一代光伏逆变器和储能变流器的核心技术，直接影响系统的功率密度、转换效率和可靠性。 该研究针对ASM-HEMT工业标准模型的不足，提出了基于有效栅长的改进方案，这对阳光电源的产品开发具有三方...

Xiaoyu Ye · Kang Chen · Cong Hu · Xiaojian Zhu · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

自动驾驶、智能制造和人工智能等新兴领域对电子信息技术在多功能性、功耗和集成密度方面提出了更高要求。多场调控下的离子迁移效应使得具有丰富物性调控能力的可重构异质结器件成为下一代信息器件的候选方案。本文综述了异质结中由多场诱导的离子与电子过程，包括离子迁移、电荷俘获和自旋极化等输运机制，并总结了其在超高密度存储、存算一体、加密技术、神经形态计算及感知器件中的应用，最后展望了该领域面临的挑战与发展方向。

解读: 该纳米离子学可重构异质结技术对阳光电源储能系统和功率器件具有前瞻性应用价值。在PowerTitan储能系统中，可重构异质结的多场调控机制可启发BMS电池管理芯片的存算一体架构设计，降低状态估算功耗；其离子迁移与电荷俘获机制可优化SiC器件栅极氧化层界面特性，提升ST系列储能变流器的开关性能与可靠性。...

Lulan Yin · Weihao Hu · Rongwu Zhu · Marco Liserre 等5人 · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2025年3月

工业领域报告显示，基于风力发电机（WT）的能源系统易导致电网出现振荡问题。风力发电机系统与光伏系统的主要区别之一在于其一次能源的特性，前者是旋转的，而后者是静态的。因此，本文推导了基于双馈感应发电机（DFIG）的风力发电机系统的多物理域建模，该系统由空气动力学、力学、电磁学、电力电子学和控制系统组成，以研究从风能到电网的功率传播和频率耦合特性，展示风力发电机系统对电网性能的影响。理论分析表明，风能中的 $3n$p Hz 畸变可转换为交流电网中的 $(50\pm 3n)$p Hz 振荡。详细研究了...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，本文针对风电系统的多物理域建模与频率耦合特性研究具有重要的参考价值。虽然研究对象是双馈风电系统，但其揭示的能量传播机制和电网振荡问题与我司光伏、储能系统面临的电网稳定性挑战存在本质共性。 该研究的核心发现——风能扰动通过机械-电磁耦合转化为电网侧的特定频率振荡（3np H...

Yueer Heab · Xingwen Xia · Nyuk Hien Wongc · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.296

摘要 太阳能光伏（PV）面板是实现城市碳中和最具可行性的选择之一。当前光伏转换效率通常低于20%，导致大量余热释放，进而影响局部环境条件。微气候变量如空气温度和风速会影响光伏组件的传热过程及转换效率，这些效应可能进一步加剧城市热环境并降低光伏转换效率。尽管现有研究主要集中于环境变量对光伏性能的影响，局部气流场与光伏系统之间复杂的相互作用仍需深入探究。本研究旨在建立一种新型耦合模型，将光伏面板内部的传热与发电过程与局部气流场进行整合，从而在不同环境条件下更准确地预测光伏系统的性能。为此构建了缩尺物...

解读: 该动态耦合模型对阳光电源SG系列光伏逆变器及iSolarCloud平台具有重要应用价值。通过精准预测局部气流场对组件温度和发电效率的影响(误差<8.58%),可优化MPPT算法的温度补偿策略,提升逆变器在复杂微气候下的转换效率。模型可集成至iSolarCloud智能运维平台,实现基于气象-热场耦合的...

Kai-Qi Zhu · Quan Ding · Ben-Xi Zhang · Jiang-Hai Xu 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 风冷式质子交换膜燃料电池（PEMFC）中复杂的传热传质耦合现象以及物理场分布不均的问题，严重影响其功率密度和水热管理性能。作为关键部件，阴极流场在燃料供给、散热以及水传输方面对风冷式PEMFC起着至关重要的作用。优化流场结构设计是应对上述挑战的关键策略。本研究提出了一种创新的竹节形流场设计，并在25 cm²的单电池中进行了实验验证，结果证明该设计能有效提升风冷式PEMFC的传热传质能力与功率密度，同时降低供气能耗。此外，还建立了三维多相数值模型，用于深入探究该流场结构下液态水、反应物和热量...

解读: 该燃料电池热质传输优化技术对阳光电源氢能业务具有重要借鉴价值。竹节型流场设计通过分段加速和涡流区优化实现5.45%功率密度提升和4.17%能效增益,其多物理场耦合仿真方法可应用于公司储能PCS的热管理优化。研究中的熵分析法和非均匀流场设计理念,可迁移至SiC功率器件散热结构设计,提升ST系列PCS和...

Xi Jiang · Jing Chen · Chaofan Pan · Hao Niu 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年8月

本文研究了氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN HEMTs）在过流应力下的失效机制。评估了氮化镓混合漏极嵌入式栅极注入晶体管（HD - GIT）器件在不同应力条件下的过流行为，并确定了主要的失效模式。分阶段分析了GaN器件在过流事件期间的波形，并剖析了每个阶段背后的物理机制。进行了数值技术计算机辅助设计（TCAD）模拟，以分析过流应力期间的电场分布和电子迁移率的变化。通过模拟分析研究了热失控和漏极/衬底击穿失效。结果表明，GaN HEMTs中的热失控失效是由于电子迁移率降低和沟道内电场增加引发的，热...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于GaN HD-GIT器件过流失效机制的研究具有重要的技术价值和应用意义。GaN功率器件凭借其高开关频率、低导通损耗和高功率密度等优势，已成为光伏逆变器和储能变流器等产品实现高效率、高功率密度的关键技术路径。 该研究通过实验与TCAD仿真相结合，系统揭示了GaN H...

Xiangdong Xu · Zhongzhong Luo · Huabin Sun · Yong Xu 等6人 · Solid-State Electronics · 2025年1月 · Vol.225

摘要 在以数据为中心的计算时代，数据量预计将呈指数级增长。传统计算机中存储单元与处理单元的物理分离导致在数据计算和存储过程中存在大量不必要的能量损耗和时间延迟。基于铁电材料的器件具有数据存储与计算一体化的优势。然而，由于传统铁电材料（如钙钛矿类材料）与互补金属氧化物半导体（CMOS）技术不兼容且可扩展性较差，限制了其在先进计算领域的研究进展。近年来，对基于铪（Hf）的铁电材料的研究与创新重新激发了该领域的兴趣。铪基铁电材料固有的CMOS兼容性、高矫顽场强（Ec）以及高能带间隙使其器件非常适合用于...

解读: 铪基铁电材料的CMOS兼容性、高能隙和多态存储特性,为阳光电源储能系统PCS控制器和iSolarCloud平台的边缘计算单元提供了创新方向。其负电容效应可优化SiC/GaN功率器件的栅极驱动电路,降低开关损耗;神经形态计算能力可增强ST系列储能变流器的实时负荷预测和VSG自适应控制算法;非易失性存储...

Yi Xiea · Wensai Maa · Disheng Jiang · Wei Lib 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.398

准确估计电池的荷电状态（SOC）、温度分布状态（SOTD）和功率状态（SOP）对于保障现代储能系统（尤其是在电动汽车中）的安全性、效率和寿命至关重要。这些状态之间的交叉耦合动力学特性要求采用先进的建模与估计算法以提升系统性能与可靠性。在本研究中，选取电池组作为研究对象，构建了一种电-热耦合模型。其中，电气模型基于一阶等效电路模型，并扩展以考虑串并联结构关系，从而为热模型提供电气参数；热模型则建立了电池组内部产热与传热过程的详细框架，并将温度反馈至电气模型以校正其参数。随后，针对该模型设计了一种在...

解读: 该电池包多物理场在线监测算法对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要应用价值。电热耦合模型可集成至iSolarCloud平台,实现SOC、温度场和SOP的精准联合估算(SOC误差≤1.52%,温度误差<1.32°C),显著提升储能系统BMS管理精度。三维温度场重建技术可优化液冷...

Giulia Di Nezio · Marco Di Benedetto · Alessandro Lidozzi · Luca Solero · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

在风力等可再生能源发电领域，避免服务中断并实现计划性维护至关重要。为此，需对电力电子变换器（PECs）等关键部件进行状态监测。本文提出一种基于数字孪生（DT）的在线实时监测方法，针对海上风电系统中常用的交流-直流六相变换器，重点实现其参数估计。所构建的数字孪生体为与物理系统并行运行的实时数字模型（RTDM），采用Typhoon求解器实现小于1 μs的求解时间。结合粒子群优化（PSO）等启发式算法，可在线估计开关导通电阻、永磁同步电机定子阻抗及直流母线电容等关键参数。通过搭载相同控制算法的Typh...

解读: 该数字孪生健康监测技术对阳光电源储能和风电产品线具有重要应用价值。特别是对ST系列储能变流器和风电变流器的预测性维护具有直接借鉴意义。通过实时数字模型和PSO算法实现的关键器件参数在线估计,可提升iSolarCloud平台的智能诊断能力,实现设备故障预警。该技术可优化PowerTitan等大型储能系...

Xiangzhen Li · Manhong Zhang · Yumeng Cai · Xiaoguang Wei 等7人 · IET Power Electronics · 2025年8月 · Vol.18

提出了一种针对JFET区中栅极电压VG控制的耗尽层的新物理模型。详细讨论了扩散电流的影响、采用漂移近似的结果，以及JFET区电场相关电子迁移率的新型双段模型性能。建立了偏置相关电流路径与JFET区未耗尽部分电阻分量之间的直接联系，并提出了精确的漏源电容Cds、栅源电容Cgs和栅漏电容Cgd的表达式，且进行了验证。

解读: 该SiC MOSFET精确建模技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。改进的JFET区物理模型和寄生电容精确表达式可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的SiC器件选型与电路仿真优化。通过准确描述栅压控制下的耗尽层特性和电场相关迁移率，可提升三电平拓扑中SiC器件的开关损耗预测精度，优化...

Omolbanin Taqavi · Pengzhao Song · Alexandre J. Bourgault · Ze Li 等6人 · IEEE Access · 2025年1月

高性能电机设计需要电磁、机械和热多物理域的复杂集成。本文提出逆变器驱动牵引感应电机的半解析多物理场评估框架。集成电磁模型评估转子定子电流、牵引特性和气隙磁通密度；振声模型预测电磁力引起的噪声振动；三维节点网络热模型捕获瞬态温度分布。这些高效模型无缝集成统一框架，支持精确高效分析和优化工具集成。在封闭感应电机原型上验证，经有限元分析和实验测试确认，为电机多物理场性能评估提供新方法，适用于各类应用和机型。

解读: 该多物理场仿真技术是阳光电源电机驱动产品开发的关键工具。阳光在新能源汽车电机控制器领域需要类似的电磁-热-振动耦合分析能力。该框架可集成到阳光电机驱动系统设计流程，优化PWM调制策略，降低电磁噪声和振动。结合阳光SiC器件应用经验，该技术可提升电机系统效率至96%以上，延长电机寿命，增强NVH性能。...

Rufan Yang · Hung Dinh Nguyen · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.382

摘要 温度监测与估计在电池热管理系统中至关重要，有助于优化电动汽车（EV）和固定式储能系统中电池的性能并延长其使用寿命。由于存在多种数据驱动模型，每种模型仅反映热分布的某一侧面（或局部），因此亟需一个能够提供整体分布的统一模型。考虑到电动汽车车载计算资源有限，该统一模型不能过于庞大。在此类约束条件下，本研究提出了一种用于学习锂离子电池温度分布的新颖框架，该框架结合了知识蒸馏方法与自适应控制机制。所提出的框架克服了传统温度计算方法的局限性，即对精确物理参数的需求以及缺乏实时适应能力。我们的方法将多...

解读: 该锂电池温度分布学习技术对阳光电源ST系列储能系统和PowerTitan产品具有重要应用价值。知识蒸馏框架可将复杂热管理模型压缩部署至BMS边缘计算单元,自适应机制能实时优化温度监测精度。该方法可增强储能PCS的电池热失控预警能力,延长电芯寿命,并为iSolarCloud平台提供更精准的预测性维护数...

Min Gao · Lifang Yi · Jinyeong Moon · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月

基于电流互感器（CT）的磁能收集技术利用交流电流产生的磁场获取能量，在能量水平与可预测性方面优于其他环境能量收集方法，适用于为嵌入式系统、传感器节点、物联网（IoT）和信息物理系统（CPS）等低功耗设备供电。研究表明，当磁芯适度饱和时能量收集效率最高，但完全饱和后电能传输即终止。本文提出一种新颖的去饱和策略，采用四只双向开关构成交叉结构，动态反转磁芯电压方向，避免深度饱和，实现周期内无间隙能量收集。通过仿真与实验验证，所提方法使采集能量提升逾六倍，并展现出能量收集量随初级电流呈二次增长的独特特性...

解读: 该磁能收集技术对阳光电源储能与光伏产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和SG光伏逆变器中，可利用母线电流或功率回路的交流磁场实现辅助供电，为传感器节点、通信模块及iSolarCloud云平台的边缘采集设备提供自供能方案，降低辅助电源设计复杂度。所提交叉开关去饱和策略与阳光电源在SiC双向开关...

Shaopeng Li · Xin Li · Yan Jiang · Qingshan Yang 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.386

摘要 风能是全球关键的清洁能源之一。风力涡轮机的结构安全性和动力响应分析在很大程度上受到其所在位置风速数据可获得性与精度的影响。然而，气象观测站分布稀疏，通常难以获取高分辨率的空间风速数据，因此需要采用条件模拟方法来补充低分辨率的观测数据。本研究针对这一挑战，提出了一种频域物理信息神经网络（FD-PINN），该方法利用频域信息，旨在实现对风力涡轮机三维（3D）时空风场的精准预测。该方法构建了一个深度神经网络，并将其与关键物理模型相结合，包括风谱、风场相干函数以及风速廓线。通过融合这些物理先验知识...

解读: 该频域物理信息神经网络技术对阳光电源风电变流器及新能源场站具有重要价值。通过高精度3D时空风场预测,可优化SG系列风电变流器的功率预测算法和主动抗扰控制策略,提升MPPT效率。结合iSolarCloud平台,该深度学习方法可增强风光储混合电站的预测性维护能力,优化储能系统ST系列PCS的充放电策略。...