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基于新型混合深度神经网络的电池SOC和SOH估计
Battery State of Charge and State of Health Estimation Using a New Hybrid Deep Neural Network Approach
Saeid Jorkesh · Ryan Ahmed · Saeid Habibi · Reza Hosseininejad 等5人 · IEEE Access · 2025年1月
电动汽车BEV采用增加推动电池管理系统BMS进步,以应对成本和续航焦虑等挑战,两者均与电池性能相关。本文研究各种荷电状态SOC和健康状态SOH估计方法,提出结合门控循环单元GRU和长短期记忆LSTM模型的新型混合神经网络。所提方法在SOH和SOC估计精度方面显示显著改进,所需训练数据最少。关键贡献包括(1)混合GRU-LSTM模型提升SOC/SOH精度,(2)自优化能力,(3)有效处理温度变化无需OCV-SOC查找表,(4)适用于各种锂电池类型。实验结果显示,该方法在-10°C至40°C温度范围...
解读: 该混合神经网络技术对阳光电源电池管理系统具有重要应用价值。阳光ST储能系统和OBC车载充电机需要高精度SOC和SOH估计以优化充放电策略和延长电池寿命。该GRU-LSTM混合模型在宽温度范围内的高精度(SOC误差2%、SOH误差0.65%)可集成到阳光BMS系统,提升电池状态估计准确性。在工商业储能...
面向客户满意度的需求响应未来规划中负荷失配与电网电压行为
Loads Mismatch and Network Voltage Behavior for Future Planning of Demand Response With Customer Satisfaction
Ismail Arafat · Eduardo Castillo-Guerra · Julian Meng · IEEE Access · 2025年1月
温控负荷TCL聚合为通用虚拟电池VB提供系统化方法优化管理此类设备。然而,运行条件过度简化或忽略时会导致预期与实际结果失配。本文深入研究削峰负荷管理背景下的需求响应失配DRM挑战,探讨外部管理和聚合商控制导致的功率削减影响。引入客户满意度指数评估削减对客户舒适度的影响。采用综合VB模型管理聚合商,确保遵守所有运行约束。在标准运行条件和削峰策略下评估DRM百分比。研究根据设备运行和成本调查不同类型客户不适。负荷DRM百分比预测分析是未来削峰规划的宝贵工具。研究进一步分析电压变化对以客户负荷为终端的...
解读: 该需求响应研究对阳光电源虚拟电厂和负荷管理具有指导意义。阳光工商业储能系统通过需求响应参与电网调峰,需要平衡电网需求和用户体验。该研究的客户满意度指数和虚拟电池模型可集成到阳光EMS能量管理系统,优化负荷控制策略。在工商业储能场景下,阳光PowerTitan系统可根据用户舒适度阈值调整充放电功率,实...
数字孪生与TD3算法实现车联网中电动汽车能量管理优化
Digital Twin and TD3-Enabled Optimization of xEV Energy Management in Vehicle-to-Grid Networks
Irum Saba · Abdulraheem H. Alobaidi · Sultan Alghamdi · Muhammad Tariq · IEEE Access · 2025年1月
电动汽车快速普及需优化储能系统管理以提升性能、寿命和可靠性。传统ESS管理方法在实时状态估计、能量优化和预测性维护方面存在困难,导致电池利用和可持续性效率低下。本文提出先进ESS框架,集成数字孪生DT技术和双延迟深度确定性策略梯度TD3算法(源自DDPG的最先进强化学习方法)。该集成实现关键ESS状态(SOC、SOH、SOE和RUL)的精确实时估计,增强预测性维护和运营效率。所提框架促进主动电池健康监控,生成潜在故障早期预警,通过DT驱动ESS控制实现智能电池更换。通过动态调整ESS控制策略,T...
解读: 该数字孪生技术对阳光电源新能源汽车业务具有重要价值。阳光OBC车载充电机和BMS系统需要精准的电池状态估计和智能能量管理。该研究的DT-TD3框架可集成到阳光车辆能量管理系统,实现99.8%的高精度SOC/SOH估计,优化充电策略和电池寿命管理。在V2G车网互动场景下,该技术可预测电池健康状态,智能...
并网与离网模式下多微电网的有功和无功多目标控制
Active and Reactive Power Multi-Objective Control of Multi-Microgrid in On- and Off-Grid Modes
Hossien Faraji · Gevork B. Gharehpetian · Amir Khorsandi · Seyed Hossein Hosseinian 等6人 · IEEE Access · 2025年1月
本文建模多微电网MMG系统,包含三个微电网,每个MG有三个纳米电网和一个中央储能单元,通过d-q坐标系控制策略在并网和离网模式下实现多目标。并网时,三个MG向电网注入有功功率并供应内部负载。MG1注入无功缓解电压凹陷,MG2吸收无功应对电压突升,MG3通过提升低电压穿越能力恢复单相接地故障电压。离网时,MG2作为关键微电网在所有工况下保持供电。若MG2中央储能断开,MG1和MG3的储能提供支撑,提升直流母线韧性。仿真结果显示,并网时三个MG分别注入15kW、20kW、20kW有功功率,电压凹陷时...
解读: 该多微电网控制技术与阳光电源微电网解决方案高度契合。阳光PowerStack微电网系统支持并离网无缝切换和多目标协调控制。该研究的有功无功解耦控制和低电压穿越技术可集成到阳光ST储能变流器的GFM控制算法。阳光微电网方案在工商业园区和海岛场景下,通过多台储能变流器协同实现电压支撑和频率调节。该技术可...
一种基于新型模块化升降压的多端口双向DC-DC变换器
Novel Modular Buck-Boost Based Multiport Bidirectional DC–DC Converter (MPBC) for Hybrid Electric Vehicle Application
Jayamurugan Mookkan · Saravanan Kaliyaperumal · Z. M. S. Elbarbary · Saad F. Al-Gahtani 等6人 · IEEE Access · 2025年1月
为提升混合动力汽车中可再生能源的应用并实现零尾气排放,需高效的直流功率变换接口及精确的功率流控制。本文提出一种新型四端口双向DC-DC变换器,集成光伏与电池双输入端口,驱动电机与轻载双输出端口。该多端口变换器(MPBC)支持升降压运行模式,通过切换组合实现双向功率流动控制,适用于混合动力汽车中电池与电机间不同直流电压等级的连接,并可在再生制动时回馈能量充电。文中给出了工作模态分析、稳态特性、控制策略及功率损耗分析,采用MATLAB/Simulink仿真验证了设计方案的有效性与动态响应性能。
解读: 该四端口双向DC-DC变换器技术对阳光电源车载电源系统及光储充一体化产品具有重要应用价值。其模块化升降压拓扑可直接应用于新能源汽车OBC充电机产品,实现光伏、动力电池、辅助电源的多端口协同管理,支持V2G双向功率流动。该MPBC架构的再生制动能量回馈功能与阳光电源ST储能变流器的双向控制技术高度契合...
动态移动自组织网络的高能效混合自适应聚类
Energy-Efficient Hybrid Adaptive Clustering for Dynamic MANETs
Kudret Yilmaz · Resul Kara · Ferzan Katircioglu · IEEE Access · 2025年1月
移动自组织网络是无线移动节点网络,节点随机移动且无集中管理运行。本文提出两阶段混合自适应聚类算法HACADM,提升网络性能。第一阶段采用加权聚类算法选择最优簇头,通过引力搜索算法优化节点度、邻域距离、电池功率和移动性。第二阶段使用增强型DBSCAN无监督学习方法执行聚类,识别成员节点和选定簇头的角色。该方法还选择网关节点进行簇间通信,降低簇头负载并增强簇稳定性。实验结果显示,HACADM相比现有方法剩余能量提升8%-46%,显著延长网络寿命并保持高性能。
解读: 该自组织网络聚类技术对阳光电源分布式光伏储能通信具有参考价值。阳光大型光伏电站采用分布式组串逆变器架构,需要高效无线通信网络实现设备协同。该研究的能效优化和动态簇头选择策略可应用于阳光iSolarCloud平台的设备通信协议,降低通信功耗,提升分布式储能系统的协调控制能力。结合阳光ST储能变流器的分...
使用深度学习方法预测锂离子电池健康状态退化
Lithium-Ion Battery State of Health Degradation Prediction Using Deep Learning Approaches
Talal Alharbi · Muhammad Umair · Abdulelah Alharbi · IEEE Access · 2025年1月
及时预测锂离子电池健康状态对电池管理和寿命至关重要。传统集中式深度学习模型显示良好结果,但因需在单个节点收集和训练数据引发数据隐私担忧。本研究通过利用集中式即深度学习和分散式即联邦学习方法应对该挑战进行健康状态预测。使用包含充放电循环的NASA电池数据集进行模型训练和评估。集中式方法使用三种深度学习架构:1D卷积神经网络、CNN加长短期记忆网络和CNN加门控循环单元。1D CNN模型性能最佳展示强大预测能力,因此分散式学习即联邦学习中1D CNN模型与联邦平均技术在五个客户端使用,允许本地训练无...
解读: 该联邦学习电池诊断技术对阳光电源储能系统数据安全具有重要价值。阳光管理的大规模储能电站涉及海量电池数据,数据隐私和安全是核心关切。该联邦学习方法可在不上传原始数据的情况下实现全局模型优化,阳光可将该技术应用于BMS系统,实现跨电站的电池健康状态模型协同训练,提升诊断精度同时保护用户数据隐私,符合数据...
虚拟同步发电机控制微电网中退役非等容量锂电池的一致性算法SOC均衡方案
Consistency Algorithm-Based SOC Balancing Scheme of Retired Non-Equal Capacity Lithium Battery in Virtual Synchronous Generator Controlled Microgrids
Qingfeng Wu · Xiaolin Chu · Yamin Fan · Liqun Liu 等5人 · IEEE Access · 2025年1月
退役电动汽车锂电池可用于微电网以充分利用锂电池剩余容量。由于使用寿命和环境差异,微电网中退役锂电池包的荷电状态和容量难以完全一致,SOC均衡是延长退役锂电池寿命的重要手段。然而传统虚拟同步发电机控制方案和现有基于虚拟同步发电机的SOC均衡方案无法实现虚拟同步发电机控制微电网中非等容量退役锂电池的SOC均衡。因此提出基于虚拟同步发电机控制的非等容量退役锂电池SOC均衡方案。分析传统虚拟同步发电机控制和退役锂电池容量差异在SOC均衡中的影响机制,通过修正传统虚拟同步发电机控制参数和线路阻抗消除容量对...
解读: 该退役电池SOC均衡技术与阳光电源储能系统梯次利用战略高度契合。阳光在电池梯次利用领域布局储能系统,该虚拟同步机和一致性算法方案可优化非等容量电池包的能量管理。阳光可将该技术应用于ST系列储能系统的BMS和EMS协同控制,实现梯次利用电池的高效均衡和寿命延长,降低储能成本,提升系统经济性,推进循环经...
通过Transformer模型实现电池储能系统的充电诊断和状态估计
Charge Diagnostics and State Estimation of Battery Energy Storage Systems Through Transformer Models
Rolando Antonio Gilbert Zequera · Anton Rassõlkin · Toomas Vaimann · Ants Kallaste · IEEE Access · 2025年1月
随着人工智能持续发展,设计提供能源技术诊断和维护的准确算法是能源转型领域的挑战性任务。本研究专注于Transformer模型实施用于电池储能系统充电诊断和算法设计。实验使用可编程直流电子负载测试两个锂离子电池单元评估充电指标,每个单元执行20次电池测试。采用滤波器、包装器和嵌入方法技术实现特征选择并展示电池测试关键性能指标。时间序列和状态估计是执行充电诊断和荷电状态预测的监督学习技术。结果显示Transformer模型卓越性能指标,相比传统深度学习算法在模型评估中达到超过94%准确率。
解读: 该Transformer电池诊断技术对阳光电源储能系统BMS具有重要应用价值。阳光ST系列储能变流器配套的电池管理系统需要精准的SOC估计和健康诊断,该Transformer模型可提升预测准确率至94%以上。阳光可将该技术集成到BMS算法中,实现更精准的电池状态估计和寿命预测,优化充放电策略,延长电...
电池动力全电推进短途通勤飞机的可行性研究
Feasibility of Battery-Powered All-Electric Propulsion for Short-Haul Commuter Aircraft
Markus Aasen Anker · Christian Hartmann · Jonas Kristiansen Nøland · IEEE Access · 2025年1月
本文开发详细等效电路模型评估全电推进系统尺寸,应用于挪威9座和19座短途通勤飞机。从1500个200海里以下航线获取任务剖面数据,回归分析显示巡航功率约为起飞爬升功率的43%。研究表明现有技术性能下,总重量超过最大起飞重量,主要由电池和热管理系统驱动。最短航线几乎满足重量要求但受功率输出约束而非储能约束,引入电池尺寸新标准。短途功率约束确保剩余储能,减少飞机改航备用需求;长途则改航储能需求主导。结论:短期内实现挪威短途网络全电动力飞行的唯一可行手段是减少座位容量或总载荷。
解读: 该航空电池技术研究对阳光电源高能量密度储能系统有借鉴意义。虽然阳光主营地面储能,但航空级电池的高功率密度和热管理技术可应用于阳光快速响应储能系统。该研究的功率-能量解耦设计理念可优化阳光调频调峰储能产品,针对不同应用场景优化电池和功率变换器配比,提升系统性价比和适应性。...
用于燃料电池的高变比交错升压串联谐振变换器设计
Design of an Interleaved Boost Serial Resonant Converter With High Transformation Ratio for Fuel Cell Battery
Sen-Tung Wu · Jun-Teng Hong · Ching-Chun Chuang · IEEE Access · 2025年1月
本文提出高变比交错升压串联谐振变换器。第一级采用交错升压降低输入电流纹波,第二级采用谐振变换器实现功率MOSFET和整流二极管在适当频率软开关,减少硬开关损耗提升效率。额定功率1.5kW,采用TMS320F28335数字信号处理器实现宽输出电压范围控制,将40-125V燃料电池输入升压至400V直流母线。实验结果显示,40V低压输入时最高效率92.69%,125V高压输入时效率达93.57%。
解读: 该高变比DC-DC变换器技术对阳光电源氢能系统具有重要参考价值。阳光在燃料电池领域布局氢能发电系统,该交错升压谐振拓扑的软开关技术可提升燃料电池DC-DC变换器效率。阳光可将该技术应用于ST系列储能系统的双向DC-DC变换器,优化宽电压范围输入性能,提升系统可靠性和能量转换效率至94%以上。...
新型SEPIC衍生半桥式PFC变换器用于电池充电应用
New SEPIC Derived Semi-Bridgeless PFC Converter for Battery Charging Application
Sampson E. Nwachukwu · Komla A. Folly · Kehinde O. Awodele · IEEE Access · 2025年1月
本文提出交直流半桥双开关SEPIC变换器,专为电池充电设计。通过改进结构显著降低交流输入电流总谐波畸变率,提升功率因数。变换器工作在断续导通模式以实现低电流THD,同时大幅减小电感尺寸。采用两个功率开关实现功率因数校正,主要创新在于通过电感电容能量平衡原理设计电路结构,确保低THD和单位功率因数。阻断二极管消除输入电感环流,提升效率。100W/53V原型测试显示电流THD为2.1%、单位功率因数、额定工况效率92.4%。
解读: 该PFC变换器技术与阳光电源OBC车载充电机设计理念一致。阳光OBC产品追求高功率因数、低THD和高效率,该半桥SEPIC拓扑无需额外PFC控制算法即可实现2.1% THD,优于传统方案。该技术可应用于阳光下一代OBC产品,减小电感体积,提升功率密度,在800V高压快充平台上实现更紧凑的设计和更高的...
基于迁移学习的深度卷积神经网络的孟加拉国车辆分类与检测
Bangladeshi Vehicle Classification and Detection Using Deep Convolutional Neural Networks With Transfer Learning
Manish Kumar Dwivedi · R. Jayapragash · IEEE Access · 2025年1月
车辆分类检测是深度学习和图像处理在智能交通管理和AI辅助驾驶中的重要应用。本文提出孟加拉国车辆分类检测系统,实现低速高速车辆检测。测试了YOLOv8、MobileNetV2等11种预训练CNN模型在六个数据集上的性能,发现YOLOv8 Classify、MobileNetV2和GoogLeNet表现最佳。改进LabelImg标注工具并采集达卡市5460张图像的54556个标注对象,涵盖16类车辆。部署YOLOv8 Detect和SSD-MobileNet V2到NVIDIA Jetson Nan...
解读: 该车辆识别技术可应用于阳光电源新能源汽车充电场景。阳光在充电桩和充电站建设中,车辆识别算法可优化充电资源分配,实现车牌识别、车型识别和智能调度。结合阳光OBC和充电桩产品,该深度学习技术可提升充电站运营效率,支持V2G车网互动,实现电动汽车有序充电和削峰填谷功能。...
模块化多电平级联变换器家族中的术语综述与拍频现象研究
Nomenclature Overview and Beat Frequency in the Family of AC/AC Modular Multilevel Cascade Converters
José Arellano · Álvaro García-Cerezo · Miguel Carrión · IEEE Access · 2025年1月
本文扩展了MMCC变换器家族的命名体系,涵盖新兴模块化多电平拓扑。以MMCC-三星桥单元拓扑为例,系统研究了最近电平控制(NLC)在交交变换中产生的拍频振荡现象,引入双坐标分析方法并实现解耦控制环路。仿真验证了所提解耦NLC的有效性,可提升固态变压器等应用的电能质量,降低高频运行时的开关损耗。
解读: 该MMCC拓扑技术对阳光电源大功率储能系统具有参考价值。阳光ST2236UX储能变流器采用三电平拓扑,该研究的解耦控制和拍频抑制方法可进一步优化谐波性能。阳光电源在1500V高压储能系统中面临类似的多电平控制挑战,该技术可降低滤波器成本,提升系统功率密度和效率至98.5%以上。...
基于AI驱动的低能耗物联网协议优化用于可扩展高效智慧医疗系统
AI-Driven Optimization of Low-Energy IoT Protocols for Scalable and Efficient Smart Healthcare Systems
Salma Rattal · Abdelmajid Badri · Mohamed Moughit · El Miloud Ar-Reyouchi 等5人 · IEEE Access · 2025年1月
物联网IoT承诺超连接世界,集成数十亿设备。低能耗通信协议对延长资源受限IoT设备电池寿命和确保高效数据交换至关重要。本文提出新型AI驱动优化框架,增强智慧医疗应用中协议的能效、可扩展性和适应性。与以往孤立优化协议的工作不同,本研究全面分析BLE、Zigbee、Thread、LoRa、Sigfox、NB-IoT、Wi-SUN和Weightless等协议,突出优缺点。该框架利用机器学习ML、强化学习RL和深度学习DL等先进AI技术优化传输距离、数据速率和功耗等关键指标。定量评估显示性能和权衡的显著...
解读: 该物联网协议优化技术对阳光电源分布式设备通信系统有应用价值。阳光户用光伏和储能系统中大量传感器和控制器需要低功耗长距离通信。AI优化的LoRa和NB-IoT协议可提升阳光监控设备的通信效率和电池寿命。强化学习自适应协议参数的方法可应用于阳光iSolarCloud平台的设备连接优化。该研究关注的功耗、...
燃料电池电动汽车的性能与能耗分析
Performance and Energy Analysis of a Fuel Cell Electric Vehicle
Habip Sahin · Hikmet Esen · IEEE Access · 2025年1月
20世纪以来,个人交通工具的普及带来了严重的环境问题,推动了向电动化转型的趋势。燃料电池电动汽车因其续航能力强、加注时间短和零排放等优势,被视为未来主流技术之一。由于燃料电池动态响应较慢,需与高功率密度储能装置构成混合动力系统。本文基于Matlab建立了包含80 kW燃料电池堆和1.97 kWh电池组的中型轿车模型,在WLTP Class 3循环下仿真结果显示:等效汽油油耗为2.15 L/100 km,续航达859.2 km,驱动电机平均效率为93.4%,整车基于氢气高热值的综合效率为56.2%...
解读: 该燃料电池混合动力系统的能量管理策略对阳光电源新能源汽车产品线具有重要参考价值。研究中燃料电池与电池组的协同控制方案可应用于车载OBC充电机和电机驱动系统的功率分配优化,特别是针对燃料电池动态响应慢的特性,通过储能系统快速补偿功率波动的思路与阳光电源ST系列储能变流器的能量缓冲技术高度契合。93.4...
驾驶循环和地形对电动汽车电池化学性能与成本的影响对比分析
Impact of Driving Cycles and Terrain on the Performance and Cost of EV Battery Chemistries: A Comparative Analysis and Evaluation
Eymen Ipek · Cagatay Bilgin · Melih Yordem · Yigit Iscanoglu 等5人 · IEEE Access · 2025年1月
电动汽车普及面临电池成本挑战。本文全面对比锂离子、钠离子和固态电池在电动汽车应用中的成本和性能,配置42kWh入门级和85kWh高端电池,使用MATLAB/Simulink和AVL CRUISE仿真不同驾驶工况下的动力系统能耗。结果显示重量能量密度对能耗率的影响、考虑循环寿命的单位里程购车成本,以及地形类型对续航的影响。研究表明低能量密度电池化学在平坦地形可成为经济高效替代方案。
解读: 该电池性能评估技术对阳光电源新能源汽车业务具有重要指导。阳光OBC车载充电机和电机控制器需适配多种电池化学体系,该研究的多工况仿真方法可优化阳光充电策略。针对不同地形和驾驶循环,阳光可开发自适应充电算法,优化电池寿命和充电效率,为800V高压快充平台提供更精准的能量管理方案。...
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