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基于MCU的高频混合储能系统硬件加速数字功率控制
Hardware-Accelerated Digital Power Control for High-Frequency Hybrid Energy Storage Systems Using MCUs
| 作者 | Wenhao Lin · Guanying Chu |
| 期刊 | IET Power Electronics |
| 出版日期 | 2025年7月 |
| 卷/期 | 第 18 卷 第 1 期 |
| 技术分类 | 储能系统技术 |
| 技术标签 | 储能系统 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 高频电流控制器 混合储能系统 STM32G474RB 控制频率 MCU资源利用 |
语言:
中文摘要
本文提出一种在电动汽车混合储能系统中利用STM32G474RB微控制器实现高频电流控制的低成本方法。通过采用其内置滤波数学加速器（FMAC）和并行计算技术，实现了250 kHz的控制频率，计算时间减少33%，同时保持良好的控制性能。该设计高效利用了微控制器资源，为高频功率控制提供了替代高成本数字信号处理器和现场可编程门阵列的有效解决方案。
English Abstract
This paper presents a cost-effective method for implementing high-frequency current controllers in hybrid energy storage systems (HESS) for electric vehicles, using the STM32G474RB microcontroller. By leveraging its built-in filter math accelerator (FMAC) and parallel computing, a control frequency of 250 kHz is achieved, reducing computation time by 33% while maintaining robust performance. The proposed design demonstrates efficient utilization of MCU resources and provides a viable alternative to expensive digital signal processors and field-programmable gate arrays for high-frequency power control.
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SunView 深度解读
该MCU硬件加速控制技术对阳光电源车载OBC充电机和PowerTitan储能系统具有重要应用价值。STM32 FMAC加速器实现250kHz控制频率、计算时间减少33%的方案，可直接应用于ST系列储能变流器的电池/超级电容混合储能管理，降低对高成本DSP/FPGA的依赖。该技术对阳光电源新能源汽车产品线的双向DC-DC变换器设计具有显著成本优化作用，通过并行计算技术提升控制带宽，可改善电池与超级电容的功率分配响应速度。建议在下一代集成式储能系统中评估STM32G4系列MCU的FMAC硬件加速方案，实现高频控制与成本效益的平衡。