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关键词

参数优化

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高可靠性

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分布式气隙

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功率控制

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速度预测

(10)
燃料电池客车

(10)
复系数滤波器

(10)
超级电容储能系统

(10)
并网变换器

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多目标优化

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Boost变换器

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容错运行

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效率

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反向恢复电流

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续流二极管芯片

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电感电流峰值

(10)
神经网络

(10)
三移相

(10)
动态规划

(10)
无线电能传输

(10)

作者

施苏航

(10)
杨晓全

(10)
徐鑫

(10)
王翔

(10)
吴乃豪

(10)
相飞飞

(10)
徐晶

(10)
林加顺

(10)
徐鑫

(10)
杨佳珞

(10)
武小花

(10)
舒俊豪

(10)
顾泽煜

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汲胜昌

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王伟丞

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刘占磊

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占草

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祝令瑜

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焦乾明

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陈帝发

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GaN HEMT功率器件的改进型在线死区补偿方法研究会员

期刊论文

作者：高赟翔 , 刘伟 , 黄珊 , 王孝洪 , 姜庭豪

页码： 340 - 352

摘要

2025/10/01

为了保证三相桥臂安全可靠运行，需要设置合理的死区时间。氮化镓高电子迁移率晶体管GaN HEMT (gallium nitride high-electron mobility transistor)由于器件本身特性，死区时间内电压变化情况与传统Si器件存在差异。对GaN HEMT功率器件反向导通压降较大的问题进行分析，提出了一种基于GaN HEMT功率器件的改进型在线死区补偿方法。该方法既可以避免电路噪声对电流方向判断的影响，同时又可以减小相电压误差，降低电流谐波，提高电路稳定性。最后通过仿真实验和搭建实验平台验证了改进型在线死区补偿方法的有效性，在反向导通压降较大的情况下较传统的死区时间补偿方法具有明显的优势。
续流二极管反向恢复电流峰值模型及其在结温预测中的应用研究会员

期刊论文

作者：焦乾明 , 祝令瑜 , 占草 , 刘占磊 , 王伟丞 , 汲胜昌

页码： 329 - 339

摘要

2025/10/01

准确预测功率模块芯片结温对保证其正常可靠运行具有重要意义。目前对于续流二极管芯片结温预测的研究尚不充分，缺乏二极管的温敏电参数模型与机理研究。基于续流二极管关断过程推导二极管反向恢复电流峰值模型，建立反向恢复电流峰值与母线电压、负载电流和结温的关系。进而提出基于随机变异粒子群优化算法的反向恢复电流峰值模型参数辨识方法，利用双脉冲实验结果提取模型参数并对模型进行验证。为了避免载流子线性分布和线性变化带来的模型误差，进一步增加模型中负载电流及母线电压指数参数，实现了峰值电流预测的优化。最后基于优化后的模型提出功率模块续流二极管芯片结温预测方法，相较查表法具有更高的预测精度，满足续流二极管结温预测需求。
基于改进支持向量回归的超级电容器寿命预测会员

期刊论文

作者：刘晓明 , 任宇朋 , 陈海 , 冯大伟 , 田俊

页码： 320 - 328

摘要

2025/10/01

超级电容器作为1种新型储能器件，其服役性能与剩余寿命会影响其所在系统的可靠性。以2.7V/10F超级电容器为研究对象，搭建了储能器件老化实验与测试平台，通过采集超级电容器的特征量变化，分析其性能退化规律和影响因素。为了解决超级电容器寿命预测训练集小样本和预测精度之间的矛盾，提出了1种精英保留策略的非支配排序遗传算法II NSGA-II(non-dominated sorting genetic algorithm II)与支持向量回归SVR(support vector regression)相结合的寿命预测方法；确定了将充放电循环次数和充放电时长均值作为超级电容性能退化的表征量；建立了训练集样本最小和预测精度最高的双目标模型。相比于神经网络BP(back propagation)、SVR和长短期记忆网络LSTM(long short-term memory)方法，所提NSGA-II-SVR方法在超级电容器寿命预测中，可实现样本训练集数量小的前提下，预测均方根误差和平均绝对百分比误差评价指标均提升5~10倍。最后使用NASA提供的锂离子电池开源数据集进行泛化性实验，证明了NSGA-II-SVR方法具有较强的泛化能力。
燃料电池客车模型预测控制能量管理策略会员

期刊论文

作者：徐鑫 , 武小花 , 杨佳珞 , 舒俊豪

页码： 309 - 319

摘要

2025/10/01

为提高燃料电池客车燃料经济性，针对基于规则能量管理策略依赖工程经验和参数校准的问题，提出1种模型预测控制的能量管理策略。为减少计算量，策略采用分层控制方式实现。在顶层，采用动态规划能量管理策略确定锂电池荷电状态最佳参考轨迹；在底层，采用径向基函数神经网络预测未来车辆速度，以预测时域内燃料电池功率高效输出与荷电状态跟随最佳参考轨迹为目标，并通过二次规划算法求解出功率分配最优决策。详细研究了速度预测模型和预测时域范围的确定、荷电状态参考轨迹对所提策略的影响及不同策略下荷电状态变化和燃料经济性。结果表明，在初始荷电状态为0.7时，所提模型预测控制策略的燃料经济性能够达到动态规划策略燃料经济性的92.99%以上，相比基于规则的策略，燃料经济性至少提高11.78%。随着初始荷电状态的增加，所提策略表现出更好的燃料经济性。
一种高精度磷酸铁锂电池OCV-SOC曲线获取方法会员

期刊论文

作者：林加顺 , 周娟 , 吴乃豪 , 杨晓全

页码： 300 - 308

摘要

2025/10/01

准确的开路电压特性 OCV-SOC( open-circuit voltage-state of charge )曲线是保证锂离子电池建模精度的基础。静置法与涓流法在获取磷酸铁锂电池 OCV-SOC 曲线时分别存在无法描述非静置点 OCV 特性与极化效应影响的问题，为此，基于对磷酸铁锂电池特性的分析，结合静置法与涓流法提出 1 种高精度磷酸铁锂电池 OCV-SOC 曲线获取方法。该方法以分段形式拟合的涓流放电曲线为优化对象，基于静置法测量数据与一阶RC等效电路模型设计约束条件，采用差分进化方法寻优获取OCV-SOC优化曲线。实验结果表明，OCV-SOC优化曲线能够精确模拟磷酸铁锂电池的OCV特性。相比静置法获取的OCV-SOC曲线，基于OCV-SOC优化曲线进行的电池建模与SOC估算精度更高，其模型精度提升41.8%，SOC估算精度提升58.3%。
基于变分模态分解和核极限学习机集成模型的电动汽车锂电池健康状态预测会员

期刊论文

作者：巫春玲 , 吕晶晶 , 相里康 , 孟锦豪 , 黄鑫蓉 , 张震

页码： 288 - 299

摘要

2025/10/01

在传统电动汽车锂电池预测中，往往将健康状态SOH(state-of-health)预测视作一个整体，进而给出单一SOH预测结果。但在汽车实际运行中，直接进行SOH的单一预测误差大，预测效果不好。为了提高电动汽车电池的SOH预测精度，提出了1种基于变分模态分解和麻雀搜索算法优化的核极限学习机集成模型的新预测方法VMD-SSA-KELM。该方法通过变分模态分解电池SOH序列，降低SOH回升的影响；同时利用Person相关法减少噪声的影响，提高预测的准确性；引入核极限学习机KELM，在保留极限学习机优点的基础上，提高了预测的精度。基于4辆电动汽车的运行数据对提出的模型进行验证，结果表明与VMD-DBO-KELM、VMD-POA-KELM、VMD-KELM、VMD-ELM模型相比，所提模型的预测趋势与原数据趋势一致，其他模型的结果波动较大，新模型预测的均方根误差在0.20%内，预测精度更高，预测效率更快，所用时间更短，故可以证明所提方法具有更高的准确性和鲁棒性。
PCM-风冷耦合的锂电池冷却系统优化设计会员

期刊论文

作者：徐晶 , 相飞飞 , 王翔 , 徐鑫 , 施苏航

页码： 281 - 287

摘要

2025/10/01

针对采用单一冷却方式的锂离子电池模组LIBM(lithium-ion battery module)冷却效果不佳的问题，提出了1种相变材料PCM(phase change material)风冷耦合电池冷却系统。讨论了不同入口空气风速IAV(inlet air velocity)、不同电池间隙BG(battery gap)和不同入口空气温度IAT(inlet air temperature)对LIBM内最高温度和最大温差的影响；以IAV、BG和IAT为设计变量，以最高温度和最大温差为目标函数，通过响应面模型对设计变量与目标函数进行了数值拟合；采用非支配排序遗传算法对响应面模型进行了优化预测；利用计算流体力学仿真对优化预测结果进行了验证。结果表明，经过优化后的冷却系统能将LIBM内的最高温度降低4.68℃(13.8%)，最大温差降低0.57℃(30.3%)。
基于PCA-CEEMDAN和改进SVR的锂电池RUL预测会员

期刊论文

作者：吴伟丽 , 卢双双

页码： 267 - 280

摘要

2025/10/01

针对锂离子电池在进行剩余使用寿命 RUL(remaining useful life)的直接预测时容量难以获取及间接预测时特征参数存在冗余或不足的问题，提出了1种基于数据预处理技术和改进支持向量回归 SVR(support vector regression)的锂离子电池 RUL 间接预测方法。首先在电池充放电阶段提取多个间接特征参数，利用主成分分析法对众多参数进行去冗余处理，重构出1个包含充分信息的融合健康因子 HI(health indicator)；然后搭建基于鲸鱼优化算法和SVR的融合HI预测模型及容量预测模型，利用自适应白噪声完备集成经验模态分解将融合HI分解为若干模态分量，将各分量分别输入融合HI预测模型进行HI预测，将预测结果叠加并输入容量预测模型实现RUL间接预测；最后采用NASA电池退化数据集进行验证。结果表明，所提方法RUL预测结果的平均绝对误差和均方根误差控制在1.78%和2.5%以内，有效提高了RUL的预测精度，为锂离子电池RUL预测提供了新思路。
基于垂直解耦线圈组的WPT系统金属异物检测方法会员

期刊论文

作者：项飞 , 钟文兴

页码： 258 - 266

摘要

2025/10/01

针对单个平面方形线圈的无线电能传输系统，提出1种基于垂直解耦线圈组的金属异物检测MOD( metal object detection )方法。检测线圈通过合理组合形成检测线圈组，与发射线圈和接收线圈同时实现解耦。在无金属异物时，检测线圈组的感应电压接近0，且受接收线圈偏移影响小。当金属异物落在发射线圈顶部时，会产生涡流，在检测线圈组中感应出电压。所提方法的检测准确度基本不受接收线圈偏移的影响，无需针对不同的线圈偏移位置进行检测电路置零或调整阈值。检测线圈的参数通过有限元仿真进行优化设计。基于300W无线充电系统进行MOD实验，结果表明所提方法可以在偏移情况下实现准确的金属异物识别。所提方法解决了平面检测方案受接收线圈偏移影响的问题，检测灵敏度高，具有较高工程应用价值。
电动船舶无线充电新型螺线管磁耦合机构设计与优化会员

期刊论文

作者：王维 , 王硕 , 吕晓飞 , 窦真兰

页码： 247 - 257

摘要

2025/10/01

针对电动船舶充电应用的无线充电技术逐渐受到关注，由于电动船舶无线充电传输距离较大，磁耦合机构的耦合系数和抗偏移能力会随着传输距离的增大而急剧减少，从而降低传输效率和输出功率。提出1种日字螺线管磁耦合机构，并搭建不同结构的磁耦合机构的有限元仿真模型对其性能进行对比；同时对提出的日字螺线管磁耦合机构进行优化，设置相应的磁屏蔽装置，与传统螺线管相比磁心使用减少了32%，利兹线使用减少了38%，有效地提高了磁耦合机构的耦合系数和抗偏移能力。最后搭建了1套无线充电样机，其传输效率可以达到88%，实验与仿真结果一致。

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电源学报 2025年10月 第23卷 第6期

电源学报 2025年10月第23卷第6期