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基于分数阶模型的超级电容器实时端电压预测与荷电状态估计
Real Time Terminal Voltage Prediction and State-of-Charge Estimation for Supercapacitors Using Fractional Order Model
| 作者 | Shifa H. Rahman · Jagadanand G · Philip Varghese Saju · M. P. Shreelakshmi |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Electronics |
| 出版日期 | 2025年10月 |
| 技术分类 | 储能系统技术 |
| 技术标签 | 储能系统 电池管理系统BMS 充电桩 |
| 相关度评分 | ★★★★ 4.0 / 5.0 |
| 关键词 | 超级电容器 荷电状态 (SOC) 分数阶模型 动态建模 电动汽车 SOC 估计 |
语言:
中文摘要
本文提出了一种基于分数阶模型（FOM）的超级电容器动态建模与荷电状态（SOC）估计方法。通过推导超级电容器在充电、放电及静置状态下的解析表达式，实现了对超级电容器状态的精确预测，这对提升电动汽车及动力系统中的储能应用可靠性具有重要意义。
English Abstract
An accurate state-of-charge estimation is highly important for the reliable application of supercapacitor (SC) in the field of electric vehicles and powertrains. This article presents a dynamic approach to SC modeling and state of charge estimation using a fractional-order model (FOM). Analytical expressions for charging, discharging, and rest characteristics of SCs are formulated and validated th...
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SunView 深度解读
超级电容器作为高功率密度储能元件，在阳光电源的电动汽车充电桩及部分储能系统（如PowerTitan系列在应对瞬时功率冲击时）中具有潜在应用价值。分数阶模型（FOM）相比传统整数阶模型能更精确地描述超级电容器的非线性动态特性。建议研发团队关注该算法在BMS/EMS中的集成，以优化储能系统在调频等高频功率响应场景下的SOC估算精度，提升系统寿命管理水平，并为未来混合储能（电池+超级电容）方案的技术储备提供理论支撑。