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客座编辑特刊：面向零排放电动交通的电机驱动先进技术
Guest Editorial Special Issue on Advanced Technologies of Motor Drives for Zero-Emission E-Mobility
Yunwei Ryan Li · Wei Hua · Luca Zarri · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
为实现《巴黎协定》将全球温升控制在2°C以内的目标，电动交通（e-mobility）迅速发展。然而，其电机驱动系统所耗电能仍部分来自化石能源，因此提升驱动系统能效成为实现净零排放的关键。本期特刊聚焦电机驱动在新材料、谐波抑制、电磁干扰抑制、智能控制、故障容错、能量管理及系统设计等方面的前沿进展，收录43篇高质量论文，涵盖提高能效的多种技术路径，推动电动交通可持续发展。
解读: 该特刊聚焦的电机驱动先进技术对阳光电源新能源汽车产品线具有直接应用价值。其中SiC/GaN器件应用、三电平拓扑技术可直接优化车载OBC充电机和电机驱动系统的功率密度与效率；PWM控制、SVPWM及模型预测控制MPC等智能控制算法可提升电机驱动精度和动态响应；谐波抑制与EMI抑制技术可改善充电桩的电能...
基于功率平衡的ISOP型双有源桥变换器零共模调制
Zero-Common-Mode Modulation of ISOP-Based Dual-Active-Bridge Converter
Zhenyu Wang · Dong Jiang · Xuan Zhao · Wei Sun · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月
零共模(ZCM)调制通过脉冲互补是抑制多模块系统共模(CM)电磁干扰(EMI)的有效技术。但严格脉冲时序要求阻碍其在输入串联输出并联(ISOP)双有源桥(DAB)变换器中应用。模块间功率和电压平衡导致脉冲时序不同步,难以有效抑制EMI。提出ISOP型DAB新型ZCM方案。推导脉冲时序与CM电压的理论关系,证明功率平衡下ZCM需要对称电感。分析表明在移相调制中扩展移相(EPS)调制是最优选择。提出控制方案综合设计流程。基于零电压开关(ZVS)和有源谐波抑制设计EPS移相比,在ZCM下进一步优化CM...
解读: 该零共模调制ISOP DAB技术对阳光电源多模块储能变流器EMC设计有重要应用价值。ZCM方案可应用于ST储能系统的模块化DC-DC变换器,降低共模干扰并提高系统可靠性。EPS调制优化技术对阳光电源DAB拓扑产品的ZVS范围扩展和谐波抑制有借鉴意义。该技术对PowerTitan大型储能系统的模块化并...
基于优化非对称占空比调制策略的DAB储能系统综合优化方法及软开关特性分析
Integrated Optimization Method Under Optimized Asymmetrical Duty Modulation Scheme for DAB-Based Energy Storage System With Comprehensive Soft-Switching Characteristics Analysis
Jiachen Tian · Chaoran Zhuo · Feng Wang · Pengyu Gao 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
针对双有源桥（DAB）变换器，提出一种优化的非对称占空比调制策略（OAS），以拓宽软开关范围并降低电流应力。系统分析了不同OAS模式下的工作原理、功率与电流特性，并建模研究了死区时间与结电容对软开关的影响，结合能量平衡原理推导出实现零电压开通的最小电流条件。进一步，基于多目标粒子群优化算法，提出综合优化方法，同步优化均方根电流、峰值电流与软开关范围。实验验证了所提方法的有效性，相比现有调制策略，具有更低的电流应力与更宽的软开关区间。
解读: 该DAB优化调制技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan储能系统具有直接应用价值。OAS调制策略可优化DC/DC隔离级设计，通过拓宽软开关范围降低开关损耗，结合SiC器件应用可进一步提升系统效率。多目标优化方法可同步降低电流应力与热损耗，提升功率密度，对大型储能系统热管理设计具有指导意...
输入串联输出并联双有源桥变换器的通用解耦及输入电压均压控制策略
Proposed General Decoupling and Input-Voltage-Sharing Control Strategy for Input-Series-Output-Parallel Dual Active Bridge Converter
Li Qin · Thomas Xinzhang Wu · Yiting Xiao · Li Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
针对输入串联输出并联（ISOP）双有源桥（DAB）变换器，高频链路电感不一致会导致子模块间相互干扰，影响电压均衡。本文提出了一种通用的解耦输入电压均压控制策略，有效解决了传统控制策略在非理想参数下的性能劣化问题，提升了系统稳定性。
解读: 该研究直接针对高压大功率储能系统（如PowerTitan系列）中常用的ISOP-DAB拓扑。阳光电源的储能变流器（PCS）在多模块并联或串联应用中，电感参数差异导致的均压难题是提升系统可靠性的关键。该通用解耦控制策略能有效优化多模块协同运行的动态响应，减少因电压不平衡导致的器件应力过大，对提升Pow...
一种基于直接频率-相位闭环控制的DAB变换器超快速宽安全范围启动方法
An Ultrafast and Wide-Safe-Range Start-Up Method of DAB Converters With Straightforward Frequency-Phase Closed-Loop Control
Linxiao Gong · Yunfeng Peng · Chaofan Cui · Jie Chen 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
针对双有源桥（DAB）变换器启动速度慢及安全运行范围受限的问题，本文提出了一种变频加扩展移相（EPS）控制策略。该方法摆脱了传统手动预设移相模式的限制，通过闭环控制实现了理论最大功率输出，显著提升了DAB变换器的启动速度与运行安全性。
解读: DAB变换器是阳光电源储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）中DC-DC级核心拓扑。该研究提出的变频与EPS结合的启动策略，能有效解决储能系统在黑启动或并网切换过程中的电流冲击与启动缓慢问题，提升系统动态响应速度。建议研发团队评估该控制算法在PCS功率模块中的应用，以优化储能系...
基于扰动补偿的离散单移相控制策略
Disturbance Compensation-Based Discrete Single-Phase-Shift Control for DAB DC-DC Converter
Jin Sha · Zan Liu · Yu Zhang · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年10月
本文提出了一种基于新型扰动补偿的离散单移相（DCB - DSPS）控制策略，以提高双有源桥（DAB）直流 - 直流变换器的动态性能。在所提出的控制策略中，移相比由两部分组成。第一部分是DAB直流 - 直流变换器在单移相（SPS）调制下的开环移相比 dol，可使用数字信号处理器轻松计算得出。第二部分是补偿移相比，它根据输出电压参考值与采样值之间的关系，从预设的离散值ΔdH 和ΔdL 中选取。补偿移相比用于消除由非理想寄生参数以及源、负载和控制器中的扰动所引起的稳态误差，确保输出电压能够精确调节以跟...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于扰动补偿的离散单相移控制技术对我们的储能系统和光伏逆变器产品具有重要应用价值。DAB双有源桥DC-DC变换器是储能变流器和直流升压环节的核心拓扑，该技术通过创新的控制策略有效解决了传统单相移控制在动态响应和稳态精度方面的固有缺陷。 该技术的核心价值在于其双分量控制...
用于双向功率流的输入串联输出串联DAB DC-DC变换器的电压平衡方案
Voltage Balance Scheme for Input-Series Output-Series DAB DC–DC Converter With Bidirectional Power Flow
Yunjiang Liu · Haitao Hu · Xiaoli Wang · Ye Gang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
输入串联输出串联（ISOS）结构的双有源桥（DAB）DC-DC变换器适用于高压电网互联。然而，双向串联结构与双向功率流特性给模块间的电压平衡带来了严峻挑战。本文提出了一种新型电压平衡方案，以解决该拓扑在复杂工况下的电压均衡问题。
解读: 该技术对阳光电源的储能业务（如PowerTitan、PowerStack系列）及高压直流互联应用具有重要价值。在大型储能系统中，采用ISOS结构的DAB变换器可有效降低单模块耐压等级，提升系统功率密度。该电压平衡方案能够显著增强多模块串联系统的运行稳定性，降低控制复杂度。建议研发团队将其应用于高压储...
三电平双有源桥变换器的共模电压分析与抑制策略
Common-Mode Voltage Analysis and Suppression Strategy for Three-Level Dual-Active-Bridge Converter
Xuan Zhao · Zhenyu Wang · Dong Jiang · Zicheng Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
三电平双有源桥（DAB）变换器具备低电压应力、电压匹配及电气隔离等优势，是中压电力系统的拓扑级解决方案。然而，由于功率器件在高频开关状态下运行，电路中具有高频电位跳变的节点会通过寄生参数产生漏电流，本文旨在分析并抑制该共模电压问题。
解读: 该研究直接关联阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及中压光伏并网技术。三电平DAB拓扑是实现高功率密度、高效率储能变流器（PCS）的核心技术之一。随着储能系统向更高电压等级发展，共模电压引起的漏电流问题不仅影响电磁兼容性（EMC），还可能加速电池系统绝缘老化。建议研...
基于快速动态响应的三有源桥DC-DC变换器灵活功率分配控制策略
Flexible Power-Sharing Control Strategy for Triple-Active-Bridge DC–DC Converter With Fast-Dynamic Response
Pasan Gunawardena · Xuesong Wu · Nie Hou · Yunwei Ryan Li · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月
三有源桥（TAB）DC-DC变换器因其可集成多类电源与负载，广泛应用于新能源、电动汽车及燃料电池系统。然而，传统控制方法因三端口电感耦合导致动态响应慢且建模复杂。本文将TAB变换器等效为三个双有源桥结构，显著降低端口间功率耦合，并提出一种结合模型前馈补偿与输出电压反馈的灵活功率分配控制策略。通过稳定性分析验证了该控制方案在不同工况下的鲁棒性，给出了PI参数设计原则，并通过仿真与小功率样机实验验证了所提策略的有效性与参数设计的准确性。
解读: 该TAB变换器快速动态响应控制技术对阳光电源多端口能量管理系统具有重要应用价值。在PowerTitan储能系统中，可实现光伏、储能、负载三端口灵活功率分配，解决传统多端口耦合导致的响应慢问题。所提等效双有源桥建模方法可简化ST系列储能变流器多物理场耦合分析，模型前馈补偿策略能提升动态响应速度30%以...
双有源桥
DAB）变换器中直流偏置引起的电流畸变参数设计
Jinhao Shen · Jian Zhang · Jianwei Wu · Qiu Lin 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
双有源桥（DAB）变换器应用广泛，但高频开关导致直流偏置引起的电流畸变问题尚未得到有效解决。本文针对传统DAB变换器中辅助电感对效率的影响，研究了抑制直流偏置电流畸变的参数设计方法，旨在提升变换器在高频运行下的性能与稳定性。
解读: DAB变换器是阳光电源PowerTitan、PowerStack等储能变流器（PCS）及直流耦合光储一体化系统的核心拓扑。直流偏置引起的电流畸变会导致变压器饱和、损耗增加及电磁干扰，直接影响储能系统的效率与可靠性。本文提出的参数设计方法可优化PCS内部DC-DC级的磁性元件设计，提升在高频工况下的电...
基于DAB的两级式DC-DC电动汽车充电转换器系统的低计算负担控制技术
Control Techniques With Low Computational Burden for a DAB-Based Two-Stage DC–DC EV Charging Converter System
Nie Hou · Kejun Qin · Ruizhi Wei · Yue Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
未来电动汽车（EV）充电系统需具备双向运行、电气隔离及宽电压范围调节能力。双有源桥（DAB）DC-DC变换器是实现该功能的关键拓扑，但其存在的无功功率问题影响效率。本文提出了一种低计算负担的控制技术，旨在优化DAB变换器在两级式充电系统中的性能，提升功率密度与控制响应速度。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的电动汽车充电桩业务。DAB拓扑是实现高性能双向充电桩的核心，通过优化控制算法降低计算负担，能够显著提升充电桩的动态响应速度和控制精度，有助于降低控制器硬件成本。建议研发团队关注该低计算量控制策略，将其应用于阳光电源新一代大功率直流快充桩及V2G（车网互动）产品中，以提升产品...
基于NPC的DAB变换器无传感器开路故障诊断方法
Sensorless Open-Circuit-Fault Diagnosis Method for NPC-Based DAB Converter
Chaochao Song · Ariya Sangwongwanich · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
针对NPC型双有源桥（DAB）变换器中功率开关管开路故障（OCF）带来的电流应力增大、直流偏置及电容电压不平衡问题，本文提出了一种无传感器故障诊断方法，旨在快速识别故障开关并实现容错控制，以保障电力电子变换器的运行安全与可靠性。
解读: 该研究直接关联阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及大功率DC-DC变换技术。NPC三电平拓扑在阳光电源的高压储能PCS中应用广泛，该无传感器故障诊断方法能够有效提升系统在严苛工况下的可靠性，降低对额外传感器的依赖，从而优化成本并提升运维效率。建议研发团队关注该算法...
三电平双有源桥变换器中瞬态直流偏置抑制
Transient DC Bias Suppression for Three-Level Dual-Active-Bridge Converter
Guoliang Yang · Aopeng Wang · Deqiang Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
摘要：双有源桥（DAB）直流 - 直流变换器通常采用移相控制来控制DAB变换器的功率传输。由于在移相值更新的调节过程中无法满足稳态分析的理论前提，从而导致产生暂态直流偏置。为解决三电平DAB变换器的暂态直流偏置问题，提出了一种基于载波对称更新的暂态抑制策略。该策略通过调整三电平全桥侧输出电压波形的等效对称中线位置，并对两电平全桥侧采用等效解耦抑制，在半个周期后实现暂态抑制。该策略同样适用于单移相、双移相和三移相调制。通过仿真验证了该策略的有效性。最后，对所提策略进行了实验验证。通过设计并搭建实验...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的三电平双有源桥（DAB）变换器瞬态直流偏置抑制技术具有重要的应用价值。DAB变换器是我们储能系统和光伏逆变器中实现直流变换的核心拓扑，其性能直接影响系统效率和可靠性。 该技术针对相移控制过程中产生的瞬态直流偏置问题，提出了基于载波对称更新的抑制策略。这对阳光...
基于拓扑可迁移网络的双有源桥变换器家族通用建模方法
A Generic Modeling Approach for Dual-Active-Bridge Converter Family via Topology Transferrable Networks
Xinze Li · Fanfan Lin · Changjiang Sun · Xin Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年8月
新兴的电力变换器灰箱建模方法有效缓解了传统基于物理的白箱模型中存在的模型差异问题，同时为数据驱动的黑箱模型提供了一种数据需求少且可解释的替代方案。然而，现有灰箱建模方法仍面临一个重大挑战，即对域外拓扑结构的泛化能力较差。这一局限性使得在遇到新的拓扑结构时，需要重建或重新训练模型，从而阻碍了其广泛应用。针对这些挑战，本文提出了一种专门适用于双有源桥（DAB）变换器拓扑族的通用灰箱建模方法，该方法基于所提出的拓扑可迁移的架构内物理混合密度网络（T²PA - MDN）。作为核心部分，T²PA 网络对循...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对双有源桥（DAB）变换器族的通用灰盒建模技术具有重要的战略价值。DAB拓扑是我司储能系统、光储一体化方案以及电动汽车充电设备中的核心功率变换单元，该技术的拓扑迁移能力直接契合我们产品线多样化的现实需求。 该技术的核心创新在于T²PA-MDN网络架构，通过将电路物理...
三相双有源桥变换器的无模型移动离散控制集预测控制
Model-Free Moving-Discretized-Control-Set Predictive Control for Three-Phase Dual-Active-Bridge Converters
Jiahao Sun · Lin Qiu · Xing Liu · Jien Ma 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
针对双有源桥（DAB）变换器，移动离散控制集模型预测控制（MPC）虽具备动态响应快和多目标优化的优势，但易受系统模型精度影响且控制器设计复杂。本文提出一种无模型控制方案，旨在降低建模依赖性，提升DAB变换器在复杂工况下的控制性能与鲁棒性。
解读: 该技术对阳光电源的储能业务（如PowerTitan、PowerStack系列PCS）具有极高的应用价值。DAB拓扑是高压储能变流器的核心，传统的模型预测控制依赖精确参数，而无模型控制方案能有效解决储能系统在宽电压范围运行及参数漂移下的控制精度问题。建议研发团队关注该算法在PCS功率模块中的嵌入，以提...
具有部分功率处理特性的ISOP连接混合CLLC-DAB系统的优化设计与快速动态控制
Optimized Design and Fast-Dynamic Control for ISOP-Connected Hybrid CLLC-DAB System With Partial Power Processing Property
Ruizhi Wei · Yunwei Ryan Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月
本文提出了一种具有部分功率处理（PPP）能力的输入串联输出并联（ISOP）混合变换器设计与控制方法，该系统由CLLC和DAB变换器组成。通过共享次级侧桥臂，有效减少了开关器件数量，提升了功率密度与效率。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）具有重要参考价值。ISOP架构与混合CLLC-DAB拓扑在处理高压直流母线与电池组电压匹配时展现出高效率优势，部分功率处理（PPP）特性可显著降低变换器的损耗，提升系统整体能效。建议研发团队关注该拓扑在大型储能PCS中的应...
锂离子电池的ηmax充电策略：理论、设计与验证
ηmax-Charging Strategy for Lithium-Ion Batteries: Theory, Design, and Validation
Nicola Blasuttigh · Hamzeh Beiranvand · Thiago Pereira · Simone Castellan 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月
本文提出了一种旨在最大化锂离子电池与接口功率变换器瞬时效率（ηmax）的充电策略。通过建立锂电池组与双有源桥（DAB）变换器效率之间的权衡模型，确定了最佳工作点。该框架不仅优化了充电效率，还为车网互动（V2E）等应用提供了理论支撑。
解读: 该研究直接关联阳光电源的储能变流器（PCS）及电动汽车充电桩业务。DAB拓扑是阳光电源PowerTitan、PowerStack等储能系统及直流快充桩的核心电路架构。通过引入ηmax充电策略，可显著提升系统在全功率范围内的运行效率，降低电池热损耗，延长电池寿命。建议研发团队在iSolarCloud智...
一种具有宽电压增益和低电流纹波的交替馈电双有源桥DC/DC变换器
An Alternative-Fed Dual-Active-Bridge DC/DC Converter With Wide Voltage Gains and Low Current Ripples
Yue Zhang · Nie Hou · Yunwei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月
针对电压型和电流型双有源桥（DAB）变换器的优缺点，本文提出了一种交替馈电双有源桥（AF-DAB）DC/DC变换器。该拓扑结合了两种结构的优势，在实现宽电压增益范围的同时，有效降低了电流纹波，提升了变换器的应用灵活性。
解读: 该研究提出的AF-DAB拓扑对阳光电源的储能业务（如PowerTitan、PowerStack系列PCS）具有重要参考价值。储能系统在电池侧电压波动较大时，传统DAB变换器往往面临效率下降或电流应力过大的问题。该新型拓扑通过优化电压增益和电流纹波，有助于提升PCS在宽电池电压范围下的转换效率，并降低...
一种双有源桥DC/DC变换器的电容容错方案
A Capacitor Fault-Tolerant Scheme for Dual-Active-Bridge DC/DC Converter
Yue Zhang · Nie Hou · Yunwei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月
双有源桥（DAB）DC/DC变换器在可再生能源系统中应用广泛。目前关于DAB的研究多集中在拓扑优化、调制策略及开关管故障处理等方面，但针对直流侧电容故障的容错方案研究较少。本文提出了一种针对DAB变换器电容故障的容错控制策略，旨在提升系统在极端工况下的可靠性与运行稳定性。
解读: DAB变换器是阳光电源储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及光储一体化产品中直流变换的核心拓扑。直流侧支撑电容作为关键被动元件，其失效往往导致系统停机。该研究提出的电容容错方案对于提升储能变流器（PCS）在长寿命周期内的可靠性具有重要参考价值。建议研发团队评估该容错策略在硬件...
多电平DAB变换器的软开关与最小电流应力优化控制
Optimal Control of Multilevel DAB Converters for Soft-Switching and Minimum Current Stress
Chaochao Song · Ariya Sangwongwanich · Yongheng Yang · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
多电平双有源桥（DAB）DC-DC变换器相比传统两电平结构，具备更高的电压阻断能力、更大的升压比及更多的控制自由度，在直流中压系统应用中潜力巨大。然而，随着电平数的增加，其控制复杂性也随之提升。本文旨在通过优化控制策略，实现软开关并最小化电流应力。
解读: 该技术对阳光电源的储能业务（如PowerTitan、PowerStack系列）具有重要参考价值。随着储能系统向高压化、大功率化发展，多电平DAB拓扑能有效降低功率器件的电压应力，提升系统效率与功率密度。通过优化软开关控制，可显著降低开关损耗，提升PCS在宽电压范围下的工作效率，有助于优化中压直流耦合...
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