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提升无线充电异物检测系统灵敏度的高阶复合谐振拓扑

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电工技术学报 2023年第6期38卷 1541-1552页

作者：孙瀛周天宋凯朱春波魏国哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001

针对无线充电系统中金属异物的检测需要,提出一种提升异物检测系统检测灵敏度的高阶复合谐振拓扑,解决了传统检测线圈边缘区域检测灵敏度低及存在检测盲区等问题。首先建立金属异物与检测线圈的互感耦合模型,阐释谐振拓扑对检测线圈阻... 详细信息

针对无线充电系统中金属异物的检测需要,提出一种提升异物检测系统检测灵敏度的高阶复合谐振拓扑,解决了传统检测线圈边缘区域检测灵敏度低及存在检测盲区等问题。首先建立金属异物与检测线圈的互感耦合模型,阐释谐振拓扑对检测线圈阻抗变化的放大作用;其次在合理设计参数下分析复合谐振拓扑对检测灵敏度提升的可行性;然后根据谐振拓扑对线圈阻抗变化的放大特性设计一种高阶复合谐振拓扑,并对该拓扑结构中各器件参数进行优化;最后对所提出的高阶复合谐振拓扑的检测灵敏度及其具体实现电路进行实验验证。实验结果表明,针对检测线圈边角位置处的金属异物和曲别针等小尺寸异物,系统检测灵敏度可达62.31%和119.23%。在金属异物对检测线圈阻抗影响的微小变化下,所提出的高阶复合谐振拓扑具有足够高的检测灵敏度并可以完全消除检测盲区。

关键词：金属异物检测无线电能传输电动汽车高阶复合谐振拓扑检测灵敏度

改进型电动汽车无线充电磁耦合机构互操作性评价方法

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哈尔滨工业大学学报 2023年

作者：姜金海兰宇宋凯杨光朱春波哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院

不同类型无线充电产品的互操作性是影响电动汽车无线充电技术普及的重要因素。互操作性指不同地面和车载设备匹配时系统以规定效率输出额定功率的能力。针对现有互操作性评价方法评价判据不全面、评价结果准确性低等问题，本文引入表征... 详细信息

不同类型无线充电产品的互操作性是影响电动汽车无线充电技术普及的重要因素。互操作性指不同地面和车载设备匹配时系统以规定效率输出额定功率的能力。针对现有互操作性评价方法评价判据不全面、评价结果准确性低等问题，本文引入表征系统谐振特性和负载特性的失谐因子与负载因子，提出一种基于双因子的互操作性评价方法。本文首先建立互操作性的端口阻抗表征模型，揭示传统地面侧与车辆侧端口阻抗难以评价互操作时系统效率的不足。之后定义表征车载端电气特征的失谐因子与负载因子，建立失谐因子和负载因子与系统功率、效率和电流限值的数学关系，根据国家标准限值推导可互操作的双因子区域及其边界函数，得到基于双因子的互操作性评价判据。最后在不同的负载工况下开展所提互操作评价方法的实验验证，实验结果证明所提方法可从输出功率、系统效率和电流限值三方面评价互操作性，一方面解决了传统阻抗法评价判据不全面的问题，另一方面提升了互操作性评价的准确性。

关键词：电动汽车无线充电磁耦合机构互操作性端口阻抗失谐因子负载因子

一种抑制三相准开关升压逆变器电感电流纹波的空间矢量调制方法

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电工技术学报 2022年第17期37卷 4466-4473,4486页

作者：董帅林晨张千帆张潍攀朱春波哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001

高频电流纹波影响了变换器电感体积和质量,针对准开关升压逆变器,传统的直通调制算法并不能做到电感电流纹波最小。该文提出一种最小电感电流纹波的空间矢量调制方法,重新分配了开关管导通与关断时序。在此基础上,推导使得电感电流纹波... 详细信息

高频电流纹波影响了变换器电感体积和质量,针对准开关升压逆变器,传统的直通调制算法并不能做到电感电流纹波最小。该文提出一种最小电感电流纹波的空间矢量调制方法,重新分配了开关管导通与关断时序。在此基础上,推导使得电感电流纹波最小时直通占空比和导通占空比所满足的数学关系。最后,通过仿真和实验对比了所提出的新型调制算法和传统算法在抑制电感电流纹波方面的性能,结果证明了理论分析的正确性。

关键词：准开关升压逆变器电流纹波直通空间矢量调制

基于状态与模型参数联合估计的老化电池可充入电量估计方法

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电工技术学报 2022年第22期37卷 5886-5898页

作者：孙金磊唐传雨李磊朱金大朱春波南京理工大学自动化学院南京210094 国网电力科学研究院有限公司南京211106 哈尔滨工业大学电气工程及其自动化学院哈尔滨150001

在电力系统中,电池储能得到了广泛的应用,为了保证电池储能系统的运行效果,有必要对电池状态进行准确估计,电池实际可以充入的电量在一定程度上决定了电池的能量存储能力,然而仅通过电池电压、电流和温度等外部特性参数难以准确体现电... 详细信息

在电力系统中,电池储能得到了广泛的应用,为了保证电池储能系统的运行效果,有必要对电池状态进行准确估计,电池实际可以充入的电量在一定程度上决定了电池的能量存储能力,然而仅通过电池电压、电流和温度等外部特性参数难以准确体现电池实际可充入电量状态,尤其在电池健康状态衰退的不同阶段其可充入电量估计问题一直以来都难以得到有效解决。因此,该文以Thevenin等效电路模型为基础,提出了电池可充入电量的概念,构建了可充入电量与电池开路电压(OCV)的对应关系曲线,分析了电池老化后直流内阻变化对电池可充入电量的影响,提出了基于双自适应双扩展卡尔曼滤波(ADEKF)的电池状态和模型参数联合估计方法,实现了任意老化状态电池的可充入电量在线估计。以3节不同老化程度的三元锂电池为研究对象,在联邦城市运行工况(FUDS)下验证电池状态和模型参数估计结果,在0.5C倍率恒流充电工况下验证可充入电量损失的估计结果。实验结果表明,对于新电池,FUDS工况下可充入电量估计误差小于1%,对于实验用老化电池,最大可充入电量估计误差为2.7%。通过3节不同老化程度电池在恒流0.5C倍率恒流充电下的状态估计结果比较,进一步验证了所提方法对可充入电量估计的有效性。

关键词：锂离子电池老化状态估计可充入电量

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基于安时法的镍氢电池SOC估计误差校正

电工技术学报 2012年第6期27卷 12-18页

作者：于海芳逯仁贵朱春波马睿长春工业大学电气与电子工程学院长春130012 哈尔滨工业大学电气学院哈尔滨150001

针对安时积分法对镍氢电池SOC估计时存在的累积误差,分别对镍氢电池组进行了不同倍率下的恒流充放电试验和循环工况试验,研究电动车辆长时间运行时电流传感器的测量误差对安时法估计镍氢电池SOC的影响。通过分析试验系统中采用的不同电... 详细信息

针对安时积分法对镍氢电池SOC估计时存在的累积误差,分别对镍氢电池组进行了不同倍率下的恒流充放电试验和循环工况试验,研究电动车辆长时间运行时电流传感器的测量误差对安时法估计镍氢电池SOC的影响。通过分析试验系统中采用的不同电流传感器的精度,对镍氢电池管理系统中的电流传感器进行了建模,给出了普通精度电流传感器进行安时法估计镍氢电池SOC时的校正方法。仿真与试验的对比结果表明该校正方法可以减小普通精度电流传感器用于安时法估计镍氢电池SOC时产生的累积误差,降低了安时法估计镍氢电池SOC的校准频率。

关键词：电流传感器安时法 SOC估计镍氢电池校正

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一种锂离子电池低温SOC估计算法

电工技术学报 2014年第7期29卷 53-58页

作者：冯飞逯仁贵朱春波哈尔滨工业大学电气工程学院哈尔滨150001

电动汽车在低温地区工作运行,电池组的性能会下降,低温对电池组充放电容量的影响比较大。为了使电动汽车在低温地区能够正常工作,低温下准确的SOC估计是必不可少的条件。本文提出了一种改进安时计量法适用于不同温度条件的电池SOC估计算... 详细信息

电动汽车在低温地区工作运行,电池组的性能会下降,低温对电池组充放电容量的影响比较大。为了使电动汽车在低温地区能够正常工作,低温下准确的SOC估计是必不可少的条件。本文提出了一种改进安时计量法适用于不同温度条件的电池SOC估计算法,该算法主要考虑了不同温度下电池实际可用容量的变化对SOC估计的影响,并且可以对不同温度下估算的SOC进行换算。通过平台实验验证,该算法在不同的温度环境下具有较高的精度。

关键词：磷酸铁锂电池 SOC估算低温安时法

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大流量河床式枢纽工程泄水建筑物改造实践

水利科技 2023年第1期 51-53,56页

作者：杨伟俊朱春波杭州水利水电勘测设计院有限公司浙江杭州311215 浙江省水利水电勘测设计院有限责任公司浙江杭州310000

河床式枢纽工程选择合适的泄水建筑物型式对保障工程安全至关重要。该文结合大流量河床式枢纽工程——浙江省衢州市塔底水利枢纽工程橡胶坝改造为泄洪闸工程实践,分析不同型式泄水建筑物适用条件,总结改造方案结构布置、消能防冲、施工... 详细信息

河床式枢纽工程选择合适的泄水建筑物型式对保障工程安全至关重要。该文结合大流量河床式枢纽工程——浙江省衢州市塔底水利枢纽工程橡胶坝改造为泄洪闸工程实践,分析不同型式泄水建筑物适用条件,总结改造方案结构布置、消能防冲、施工导流等关键技术要点,特别是下游消能防冲设施改造成功经验,可供类似工程参考。

关键词：大流量河床式枢纽工程橡胶坝泄洪闸水工建筑物改造消能防冲

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基于改进支持向量回归的锂电池剩余寿命预测

电工技术学报 2021年第17期36卷 3693-3704页

作者：徐佳宁倪裕隆朱春波哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001

锂离子电池凭借其优越的性能广泛用于电动汽车及储能领域。然而,随着使用时间增加,锂离子电池性能大幅度衰退,会间接导致设备性能衰退或发生故障。因此,准确预测锂离子电池剩余有效寿命(RUL),能够对电池进行及时维护和更换,保障电池安... 详细信息

锂离子电池凭借其优越的性能广泛用于电动汽车及储能领域。然而,随着使用时间增加,锂离子电池性能大幅度衰退,会间接导致设备性能衰退或发生故障。因此,准确预测锂离子电池剩余有效寿命(RUL),能够对电池进行及时维护和更换,保障电池安全可靠运行。该文从充电过程中提取能够表征电池性能退化的间接健康因子,并利用Pearson和Spearman相关性分析法分析与容量之间的相关性;构建一种基于间接健康因子的改进蚁狮优化算法(IALO)支持向量回归(SVR)预测方法,实现在线准确预测锂离子电池RUL。利用NASA电池数据集对IALO-SVR方法进行验证,对比分析反向传播(BP)和SVR方法,实验结果表明,所构建的IALO-SVR方法能够更加准确地预测锂离子电池RUL。

关键词：锂离子电池剩余有效寿命改进蚁狮优化算法支持向量回归

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双谐振耦合能量信息同步传输技术研究

电工技术学报 2015年第19期30卷 18-25页

作者：郭尧魏国郝潇潇朱春波哈尔滨工业大学哈尔滨150001

无线电能传输技术实现了对设备的非接触供电,适应了特殊场合(如移动设备和旋转设备)供电需求,避免了传统传导式供电带来的诸多问题。然而在实际应用中(如医学电子胶囊、无线供电时的信息反馈等),在能量无线传输的同时还要求信息的同步... 详细信息

无线电能传输技术实现了对设备的非接触供电,适应了特殊场合(如移动设备和旋转设备)供电需求,避免了传统传导式供电带来的诸多问题。然而在实际应用中(如医学电子胶囊、无线供电时的信息反馈等),在能量无线传输的同时还要求信息的同步传输。针对这类应用,提出一种新型双谐振结构,利用其固有的双谐振特性,在一对线圈中实现能量和信号的同步传输。在分析双谐振电路特性的基础上,通过提出传输因子的概念,分析其信道带宽与响应时间,并研究传输因子与能量/信息传输性能的关系。实验表明,当负载小于10Ω,传输距离小于120 mm时,能量传输效率高于70%。通过开关键控调制方式,在负载值1.31Ω、距离122 mm时,实现了50 k Hz的有效传输。

关键词：双谐振耦合无线电能传输信息传输