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作者

郭向伟

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余彬

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钱叶彤

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黄瑞

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奕丽芳

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司鑫

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田茂飞

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李亚坤

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陈星

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赵琳

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安治国

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张纯江

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季淑洁

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基于信息熵的自适应窗长光伏系统直流串联电弧故障识别研究会员

期刊论文

作者：张国军 , 李浩文 , 葛群 , 季淑洁

页码： 214 - 226

摘要

2021/01/01

8

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采用对电流参数最终归一化的时域分析和基于信息熵自适应选取窗长的频域分析相结合的方法，研究了光伏发电系统直流串联电弧故障的识别问题。通过设计自适应窗函数，获得直流侧电流归一化的时域信息和基于信息熵自适应选取窗长的频域信息。根据串联电弧故障状态和正常工作状态下的特征差异，提出了用时频域信息结合以提高识别灵敏度的方法，经实验验证，该方法能可靠地识别各种状态下的串联电弧故障，不受阴影遮挡等条件的影响，可在保障光伏发电系统安全运行中发挥积极作用。
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连接点通断频率对串联型故障电弧特性的影响会员

期刊论文

作者：张西瑞 , 刘艳丽

页码： 208 - 213

摘要

2021/01/01

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基于自制的振动平台开展了串联型故障电弧振动实验，获取不同振动频率时的电流和电压数据，分析了不同电源电压、电流、功率因数时，振动频率对电流有效值、零休时间和电压峰峰值的影响规律，研究了不同振动频率下串联型故障电弧的伏安特性，并分析了振动频率影响串联型故障电弧特性的原因，研究成果对今后开展故障电弧诊断工作具有积极意义。
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多路独立输出隔离直流电源的故障保护研究会员

期刊论文

作者：奕丽芳 , 王莉 , 黄瑞 , 钱叶彤 , 余彬

页码： 200 - 207

摘要

2021/01/01

9

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随着电子设备的不断复杂化，多路输出电源需求加大，但传统的多路输出电源往往存在拓扑与控制策略复杂、辅路输出电压供电质量较差等问题。提出一种新型的两级式多路输出电源，并针对负载端的过载故障与输入端的掉电故障研究相应的保护电路。电源前级LLC谐振电路实现电压的隔离转换与输出稳压控制，后级多路功率开关电路实现输出通道的扩展，并实现每路输出的独立控制与独立过载保护。此外，研究励磁电感可变的变压器，通过变电感控制有效增长电源掉电保持时间。最后，设计一台28 V输入、5路15 V输出的75 W直流电源，搭建实验样机验证了理论分析的正确性。
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GaInP2 LEO空间太阳电池功率衰减估计会员

期刊论文

作者：李强 , 赵岩 , 曹继宏 , 李会锋 , 王超

页码： 191 - 199

摘要

2021/01/01

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针对空间环境对GaInP2太阳电池输出功率衰减的影响，以某晨昏轨道卫星搭载器件数据为对象，在分析轨道倾角摄动、光照角变化、降交点地方时漂移和日地距离波动等因素的基础上，讨论电池工作温度和输出电流变化，建立太阳电池输出电流拟合模型。同时，以拟合电流归一化处理为重点，在传统的光照角、日地距离和温度归一化方法的基础上，针对输入光照功率波动，提出利用温度进行归一化处理，无需传统的日地距离归一化。最后，利用实际在轨数据，对两种方法进行检验。结果表明，在晨昏轨道光照率较高、输入光照功率波动较大的情形下，相对于传统方法，新方法下得到的电流数据一致性更好；GaInP2太阳电池输出功率的年衰减因子约为-0.004 44/a，相应的年衰减率约为0.443%；预测在轨15年后，输出功率衰减小于6.5%；GaInP2太阳电池抗辐照性较强，适宜于近地空间长寿命应用场合。该方法可应用于在轨卫星长期测控与管理中的遥测诊断、能源估计与预测以及器件健康状态评估等方面。
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串联电池组双目标混合均衡控制研究会员

期刊论文

作者：郭向伟 , 司阳 , 李文彪 , 华显 , 胡治国

页码： 185 - 190

摘要

2021/01/01

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针对新能源汽车动力锂电池组的不一致性问题，较多研究基于电池组不一致性的外部表现建立控制策略，如电压均衡、SOC（state of charge）均衡等。通过分析电池组产生不一致性的根本原因，结合电池内、外部影响因素的耦合关系，提出了基于老化率和SOC的双目标混合均衡控制方法，同时实现了老化和SOC的均衡。老化均衡实现了各单体电池在不同工况下的寿命衰减程度达到一致，使得电池的不一致性从根源上得到改善；SOC均衡进一步避免了不一致性的扩大，最大限度的发挥动力电池的性能。最后，以4个单体串联的电池组为例在Matlab/Simulink中搭建了均衡电路仿真模型，通过与单目标SOC均衡比较，验证了所提均衡方法的有效性。
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流道布置对方形锂电池组温度场的影响会员

期刊论文

作者：安治国 , 赵琳 , 陈星 , 李亚坤 , 田茂飞 , 司鑫

页码： 178 - 184

摘要

2021/01/01

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锂电池被广泛应用于新能源电动汽车，但其使用性能受温度影响较大。提出一种液冷式锂电池组散热结构，并用Fluent分析了液冷流道数量、流道间距、流道进出口排布方式对电池组在3C放电倍率下温度场的影响。结果表明随着液冷流道数量的增加，电池组的最高温度和温差均显著下降，且合适的流道间距能有效改善电池组的散热情况，此外，合理布置流道的进出口可以明显降低电池组温差。
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车用锂离子电池一致性分选方法研究会员

期刊论文

作者：李祥瑞 , 兰欣 , 唐清林

页码： 172 - 177

摘要

2021/01/01

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电动汽车发展对锂离子电池安全性、能量密度、寿命和可靠性均提出了更高要求。电池一致性是影响其性能的重要因素，模组内电池单体越多，一致性问题越突出。通过对神火锂离子电池进行充放电试验，分析其放电过程中容量、能量、内阻3个关键参数的变化，并利用多参数分选方法提出容量、能量、内阻的综合评价指标函数，结合权重分析指标选取能量随时间的变化曲线数据，实现多参数预分选后电池的动态分选，以更好满足锂离子电池成组的一致性要求。
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圆柱型锂离子电池三维分层热耦合模型研究会员

期刊论文

作者：韩甜 , 时玮 , 赵杨梅 , 张雪楠

页码： 165 - 171

摘要

2021/01/01

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圆柱型锂离子电池的电芯由电池单元卷绕形成，其中电池单元由浸润在电解液中的正负极片、隔膜以及正负极耳组成。三维平均体积模型难以分析电池内部复杂的电化学系统，对此，针对实物的三维结构建立了考虑瞬态温度变化与电化学反应间相互影响的三维分层模型。通过实验验证了模型的准确性，基于模型结果详细分析了在不同放电倍率下电池内部电流密度和极化电压等电化学特征、焦耳热及反应热的产热速率和电池内部温度分布。研究结果有助于后续电池温度一致性及热管理技术的研究。
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抗高压动态导通电阻退化的高性能GaN功率开关器件研究会员

期刊论文

作者：覃孟 , 潘革生

页码： 158 - 164

摘要

2021/01/01

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GaN功率开关器件界面态和缓冲层中深能级陷阱会导致高压电流坍塌和动态导通电阻退化。为提升高性能GaN功率开关器件抗高压性能，改善动态导通电阻退化能力，应采用极值性PEALD-AlN钝化技术设计高压状况下GaN功率开关器件，实现单片集成器件的目的，在去氧化层和氮化处理GaN功率开关器件表面后，采用高温LPCVD-SiNx钝化技术，使器件表面形成钝化层，抑制界面态导致的高压电流坍塌。同时，在高性能GaN功率开关器件电极附近注入磷离子，提升导通电阻性能，降低导通电阻退化速度。经过实验分析发现，经过极值性PEALD-AlN钝化后的GaN功率开关器件电流几乎无明显变化，在磷离子注入后，随着触发能量的变化，导通电阻变化较小，最小值达到3.16Ω/mm，即该方法能有效抗高压动态导通电阻退化。
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功率半导体器件热阻抗自动化测试及其控制策略会员

期刊论文

作者：刘波 , 朱晔 , 杨云霄 , 马柯

页码： 150 - 157

摘要

2021/01/01

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高效、准确、可重复地提取功率半导体器件的温度特性并构建其热阻抗模型，对于电力电子系统的可靠性研究和热设计具有重要意义。为有效提取功率半导体器件的热阻抗特征参数，结合现有功率半导体器件热阻抗测试相关国际标准，提出了一种新型热阻抗测试系统及控制策略，通过使用数字信号处理器DSP（digital signal processor）控制器及温控散热器共同实现了高效准确的热阻抗测量，并且实现了测试过程的自动化。搭建实验样机，验证了测试系统及控制方法的有效性和可重复性。
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2021年第5期