专访阳光电源武文杰博士：仿真驱动创新，多物理场技术引领新能源设备可靠性飞跃

在光伏逆变器与储能系统向着更高功率密度、更高可靠性飞速发展的今天，先进的仿真技术已成为产品研发与创新的核心驱动力。Ansys与阳光电源等行业领袖的深度合作，正不断突破技术边界，解决工程实践中的棘手难题。

在Ansys2025全球仿真大会中国站现场，技术邻有幸邀请到阳光电源中央研究院仿真主管（结构仿真资深工程师）武文杰博士，请他分享在结构及热力学仿真领域的宝贵经验，并深入探讨Ansys技术平台如何助力阳光电源应对多物理场耦合挑战，赋能产品高效研发。

技术邻：武博士可以先做个自我介绍，方便技术邻平台用户了解您。

武文杰：好的，我是来自阳光电源中央研究院的仿真工程师武文杰，之前是在美的从事了5年的仿真工作，21年来到阳光电源，一直从事结构仿真和热力学仿真的工作。我们部门主要的核心任务，是通过仿真的手段，进行产品的故障改善和复现，并驱动产品的正向设计，最终目标是助力产品实现高效、高质量的研发。

技术邻：在光伏逆变器IGBT模块的连接可靠性仿真中，您和团队遇到的最大技术挑战是什么？Ansys的哪些功能帮助您突破了这些瓶颈？

武文杰：最大的挑战来自于IGBT模块中Pin针结构的复杂性优化。Pin针自身的设计变量非常多，例如三个折弯的角度、两个折弯的圆角、以及厚度和宽度等尺寸。这些变量的组合数量巨大，几乎无法通过手动更改来进行有效的优化设计，这成为了我们当时最大的瓶颈。

Ansys为我们提供了一个完美的解决方案。它的参数化优化功能能够与我们的专业建模软件Creo进行无缝集成，从而实现从参数化建模到参数化自动寻优的完整流程。再借助Ansys自身的响应面优化工具，我们可以快速、自动地找到最优的设计方案，这正是帮助我们突破此技术瓶颈的关键。

技术邻：IGBT模块的可靠性涉及电-热-力多物理场耦合。请问Ansys的多物理场仿真平台如何帮助您更精准地模拟这种复杂的相互作用？

武文杰：过去我们常做单场仿真，比如热仿真时就简单给定一个损耗值来计算散热。这种方法无法考虑多物理场之间的耦合效应，在实际工程中暴露出很大问题。

Ansys的多物理场仿真平台完美解决了这一难题。具体流程是：首先，我们在电磁模块中对芯片进行仿真，精确计算出损耗的分布；然后，将这个损耗分布作为热源，无缝耦合传递给温度场进行热仿真，得到精确的温度分布；最后，再将整个温度场的数据完整地耦合传递给结构场，计算模块在不同温度梯度下产生的热应力与变形。这套电-热-力无缝耦合的工作流程，极大地提升了对IGBT模块真实工作过程模拟的精准度。

技术邻：能否分享一个具体案例，说明Ansys如何提升仿真的效率？

武文杰：一个很好的例子是我们在集装箱环境载荷评估上的应用。以往的模式是：结构同事将客户标准提供给仿真同事，仿真同事完成复杂仿真后，再将结果反馈回去。整个流程沟通成本高、耗时漫长。

现在我们开发了降阶模型。我们将复杂的仿真结果封装成一个简单易用的快速计算模型。结构同事拿到这个封装好的ROM后，无需等待，可以直接在模型中进行快速的选型和结果评估，效率得到了极大的提升。这本质上是将仿真专家的知识沉淀和复制，实现了效率的飞跃。

技术邻：在推动仿真技术创新的过程中，您认为企业研发与Ansys的技术平台是如何相互促进、共同成长的？

武文杰：我认为这是一种相互耦合、正向促进的关系。企业在研发前沿产品时，必然会遇到各种新的、难以解决的工程问题，这些挑战会促使Ansys去不断完善和创新其仿真平台的功能。而Ansys这套经过完善的功能，又能反过来更好地促进我们企业解决实际难题，推动产品创新。这是一个非常良性的循环。

技术邻：从您的实践角度看，您认为仿真技术在未来新能源电力电子设备开发中，哪些技术方向最值得关注？

武文杰：我认为有两大方向非常关键：

第一，是数字降阶与数字孪生技术。我们的最终期望是能建立一套高保真模型，实现对逆变器和储能系统全生命周期的实时监控与仿真预测。

第二，是AI赋能仿真增效。目前很多仿真工程师仍花费大量时间在划分网格、加载边界条件等基础工作上。我们期待有更先进的AI仿真方法，能将工程师从这些基础工作中解放出来，让他们能专注于更复杂、更具创新性的工况仿真。

技术邻：Ansys已与新思科技正式合并，旨在加速芯片到系统的解决方案。您最期待看到哪些工作流程的优化？

武文杰：我最期待的是能够彻底打通从芯片/IGBT模块到整个逆变器或储能系统的全工作流程模型。我希望能够实现当底层芯片或模块的特性发生变化时，这种变化能够直接、快速地在整机系统级的仿真中反映出来。这将实现真正的“从芯片到系统”的协同设计与优化，是前所未有的突破。

技术邻：这是否会推动阳光电源与Ansys在未来开展更深层次的联合技术开发？

武文杰：这是肯定的。阳光电源作为光伏和储能行业的头部厂商，始终致力于技术创新与引领。Ansys是全球知名的仿真软件领导者。二者的强强联合，必然会催生出更深层次、更前沿的技术交流与合作，共同助力阳光电源的产品迈向新的高峰，也为整个行业的发展贡献力量。

技术邻：作为资深工程师，您认为掌握Ansys仿真工具对年轻工程师的职业发展有哪些重要价值？

武文杰：我想分享三点：

首先，结构仿真遵循第一性原理，能帮助工程师深入理解产品运行的根本机理，是进行故障改善和产品创新的基础。

第二，熟练掌握Ansys等主流仿真工具，能使工程师在行业中具备强大的核心竞争力和广阔的发展前景。

第三，Ansys提供了许多行业交流机会。年轻工程师应多参与这些活动，与业内同仁进行思维碰撞，这将极大地有助于个人能力的提升和视野的开拓。

通过与武文杰博士的交流，我们深刻感受到，仿真已从传统的“验证工具”演变为驱动产品正向设计与创新的“核心引擎”。阳光电源与Ansys的深度合作，代表了行业顶尖企业与领先软件供应商共同攻克技术难题、定义未来研发新范式的成功典范。在多物理场耦合、数字孪生与AI等技术的推动下，新能源电力电子设备的开发正步入一个更高效、更精准、更智能的新时代。

--END--