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基于电-热-老化耦合模型的脉冲负载混合储能电源系统容量配置与低温预热策略联合优化
Joint Optimization of Capacity Configuration and Low-Temperature Preheating Strategy for Pulsed Load Hybrid Energy Storage Power System Based on Electro-Thermal-Aging Coupled Model
宋元明周星刘亚杰黄旭程金光 · 中国电机工程学报 · 2025年9月 · Vol.45
针对锂离子电池在低温下性能骤降难以满足高功率脉冲负载需求的问题，提出一种被动式锂离子电池-超级电容器混合储能系统的多目标联合优化方法。建立电-热-老化耦合模型以准确表征低温动态特性，构建以系统重量和最低工作温度为目标的联合优化模型，并采用NSGA-II算法求解。案例研究表明，在-40℃时混合储能系统质量较单一电池方案降低44.18%，平均单次脉冲成本和预热时间分别仅为后者的52.50%和35.63%，综合性能显著提升。
解读: 该电-热-老化耦合建模与多目标优化技术对阳光电源ST系列储能系统和PowerTitan大型储能方案具有重要应用价值。研究提出的锂电池-超级电容混合储能架构可直接应用于高寒地区储能项目，通过精确的电热耦合模型优化低温预热策略，可显著降低ST储能变流器在极寒工况下的启动能耗。多目标优化方法（系统重量与工...
超级电容器在线寿命评估
Online Lifetime Estimation of Supercapacitors
Hicham Chaoui · Hamid Gualous · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年9月
本文提出了一种超级电容器在线寿命评估方法。该技术利用基于Lyapunov的自适应律实时估计超级电容器参数。与需要中断系统正常运行的离线时域或频域表征技术不同，该方法更适用于实时应用场景。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）具有重要参考价值。在混合储能系统中，超级电容器常用于平抑高频功率波动，其老化状态直接影响系统寿命。通过引入Lyapunov在线参数估计，可实现对储能系统关键部件的实时健康状态（SOH）监测，无需停机维护，从而提升iSolarC...
考虑电荷再分配的超级电容器充电容量边界估计
Estimation of Supercapacitor Charge Capacity Bounds Considering Charge Redistribution
Hengzhao Yang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年8月
本文研究了电荷再分配对超级电容器充电容量的影响，通过实验方法估算了其容量边界。基于物理RC梯形电路模型，揭示了超级电容器的理论容量边界，并为实验设计提供了指导。研究表明，上限对应于长时常数电压充电状态，为储能系统优化提供了理论依据。
解读: 超级电容器作为高功率密度储能元件，在阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）中可作为辅助储能单元，用于平抑高频功率波动或提升系统瞬态响应能力。本文提出的电荷再分配模型及容量边界估计方法，有助于优化BMS算法，提高储能系统在复杂工况下的SOC估算精度及寿命管理水平。建议研发团...
超级电容器物理特性对其充电容量的影响
Effects of Supercapacitor Physics on Its Charge Capacity
Hengzhao Yang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年1月
本文研究了多孔电极结构、电荷再分配及自放电三种物理因素对超级电容器充电容量的影响。通过分析恒流放电条件下输出电荷与放电电流的关系，探讨了超级电容器在不同工况下的可用容量边界，为提升储能系统的能量管理效率提供了理论依据。
解读: 超级电容器作为高功率密度储能元件，在阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）中可作为辅助储能单元，用于平抑高频功率波动或提升PCS的瞬态响应能力。本文对超级电容器物理特性的深入分析，有助于优化BMS的荷电状态（SOC）估算算法，提升系统在短时大功率输出场景下的效率。建议研发...
超级电容器Peukert常数对电压、老化及温度的依赖性
Dependence of Supercapacitor Peukert Constant on Voltage, Aging, and Temperature
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 日期未知
本文研究了超级电容器Peukert常数与端电压、老化程度及工作温度之间的依赖关系。研究表明，在恒流放电过程中，当放电电流超过特定阈值时，超级电容器的输出电荷量随电流减小而增加，即Peukert定律同样适用于超级电容器。该研究为优化储能系统的放电特性评估提供了理论依据。
解读: 超级电容器作为高功率密度储能元件，常与锂电池混合应用于阳光电源的PowerTitan或PowerStack储能系统中，以平抑瞬时功率波动并延长电池寿命。本文提出的Peukert常数分析方法，有助于更精确地建模超级电容器在不同工况下的容量衰减与放电效率。建议研发团队将该模型集成至iSolarCloud...
基于抽头电感的单磁件双向PWM变换器集成超级电容串联电压均衡器
Tapped-Inductor-Based Single-Magnetic Bidirectional PWM Converter Integrating Cell Voltage Equalizer for Series-Connected Supercapacitors
Masatoshi Uno · Kazuki Yashiro · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
传统的超级电容储能系统通常需要独立的双向变换器和电压均衡电路，导致系统复杂、体积大且成本高。本文提出了一种集成电压均衡功能的单磁件双向PWM变换器，通过复用磁性元件，有效简化了电路拓扑，降低了系统体积与成本，提升了储能系统的功率密度。
解读: 该技术通过磁集成方案实现双向变换与均衡功能的融合，对阳光电源的储能产品线（如PowerStack和PowerTitan）具有重要参考价值。在超级电容或高压电池组储能应用中，该拓扑能显著降低BMS均衡电路与PCS的硬件冗余，提升系统功率密度并降低BOM成本。建议研发团队关注其在多串联电池组均衡控制中的...
电池与超级电容器单体电压均衡电路综述
A Comprehensive Review of Battery and Supercapacitor Cells Voltage-Equalizer Circuits
Yasin Izadi · Reza Beiranvand · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
本文综述了串联电池与超级电容器组中因制造工艺、温度及初始电荷差异导致的电压不平衡问题。电压不平衡会显著降低储能系统的容量、效率及使用寿命。文章详细分析了各类电压均衡电路拓扑，旨在为解决储能系统的一致性挑战提供技术参考。
解读: 该文献聚焦于电池组电压均衡技术，直接关联阳光电源储能业务的核心竞争力。在PowerTitan和PowerStack等大型储能系统中，电芯的一致性直接决定了系统的可用容量与循环寿命。通过引入高效的均衡电路拓扑，可优化BMS（电池管理系统）的均衡策略，减少能量损耗并延长系统寿命。建议研发团队关注文献中提...
超级电容器双模式快速充电器的设计与实现
Design and Implementation of a Dual-Mode Fast Charger for Supercapacitors
Yang Chen · Hengzhao Yang · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
本文针对超级电容器可承受高幅值脉冲电流的特性，提出了一种基于改进型正激变换器的双模式快速充电器。该方案结合了连续电流与精细调节的脉冲电流，旨在提升充电效率与速度，为储能系统及快速充电应用提供了新的拓扑优化思路。
解读: 该研究提出的脉冲电流充电技术对阳光电源的电动汽车充电桩及储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。超级电容器的高功率密度特性与阳光电源储能PCS的快速响应需求高度契合。通过引入脉冲充电模式，可优化充电桩的功率输出策略，提升充电效率并延长储能单元寿命。建议研发团队关注该拓扑在提升充电桩动...
超级电容器长寿命鲁棒应用循环测试
Cycle Testing of Supercapacitors for Long-Life Robust Applications
Donal B. Murray · John G. Hayes · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年5月
本文展示了关于超级电容器寿命研究的最终结果。针对许多应用对长寿命组件的需求，构建了一套计算机控制的测试平台，以验证超级电容器的寿命是否符合制造商规格。该测试平台还用于确定温度对超级电容器参数的影响，并研究其在实际应用中的寿命表现。
解读: 超级电容器作为高功率密度储能元件，在阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及PCS产品中，常用于辅助电池系统进行瞬态功率平抑或作为备用电源。本文提出的寿命验证方法和温度影响分析，对提升阳光电源储能产品的全生命周期可靠性具有重要参考价值。建议研发团队参考该测试平台架构，建立...
基于虚拟阻抗的下垂控制直流微电网中超级电容器能量管理策略
Energy Management Strategy for Supercapacitor in Droop-Controlled DC Microgrid Using Virtual Impedance
Yuru Zhang · Yun Wei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年4月
本文提出了一种针对下垂控制直流微电网的超级电容器能量管理策略。通过引入虚拟阻抗，超级电容器储能系统（SCESS）可作为独立单元接入微电网，有效平抑负载或源端的功率波动，提升电能质量，并延长分布式发电及其他储能系统的使用寿命。
解读: 该研究对于阳光电源的PowerTitan及PowerStack系列储能系统具有重要参考价值。在直流微电网或光储一体化应用中，超级电容器与锂电池的混合储能方案能有效应对高频功率波动，减少电池频繁充放电带来的损耗。通过引入虚拟阻抗优化下垂控制，可提升系统在弱电网环境下的并网稳定性与动态响应能力。建议研发...
协同Ti3C2 MXene/MoS2异质结构：开启下一代超级电容器超快、耐用且高效能量存储
Synergistic Ti3C2 MXene/MoS2 heterostructure: Unlocking ultra-fast, durable, and high-efficiency energy storage for next-generation supercapacitors
Shalini Shanmuganathi · Tharani Selvam · Durgalakshmi Dhinasekaran · Ashwin Kishore Munusamy Rajendran 等6人 · Applied Physics Letters · 2025年3月 · Vol.126
本文报道了一种基于Ti3C2 MXene与MoS2构建的协同异质结构，用于实现下一代超级电容器的高性能能量存储。该异质结构通过界面工程有效提升了电子传导性与离子扩散动力学，展现出优异的比电容、超快充放电能力及长期循环稳定性。实验结果表明，该复合电极在高电流密度下仍保持高容量，且能量密度与功率密度显著优于传统材料。该研究为设计高效、耐用的储能器件提供了新思路。
解读: 该Ti3C2 MXene/MoS2异质结构超级电容器技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。其超快充放电特性和高功率密度可应用于ST系列储能变流器的直流侧支撑电容优化，提升功率响应速度和瞬态调频能力；在PowerTitan大型储能系统中，可作为混合储能方案的功率型单元，与能量型电池协同工作，延长电池...
超级电容器储能系统中均衡系统的必要性分析
Analyzing the Need for a Balancing System in Supercapacitor Energy Storage Systems
Federico Martin Ibanez · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年3月
本文研究了储能系统（特别是超级电容器阵列）中引入均衡电路的必要性。通过评估均衡电路的优缺点，并利用概率分析法量化了均衡系统对提升储能容量的贡献，同时对多种均衡拓扑进行了对比研究。
解读: 超级电容器作为高功率密度储能单元，在阳光电源的PowerTitan和PowerStack等储能系统中，常作为辅助储能或混合储能方案的一部分，用于平抑瞬时功率波动。该研究关于均衡电路必要性的概率分析，对优化阳光电源储能系统的BMS均衡策略及提升系统循环寿命具有重要参考价值。建议研发团队结合该文的均衡拓...
一种用于无线传感器节点电源管理的实用超级电容器模型
A Practical Supercapacitor Model for Power Management in Wireless Sensor Nodes
Ruizhi Chai · Ying Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年12月
本文提出了一种估算无线传感器节点中超级电容器状态的实用方法。在传感器节点的能量存储中，超级电容器的自放电过程是功率管理的关键考量因素。研究表明，超级电容器的电荷再分配过程同样对能量管理具有重要影响。
解读: 该文献聚焦于微小功率场景下的超级电容器建模与能量管理，与阳光电源目前主营的大功率储能系统（如PowerTitan、PowerStack）在应用规模和功率等级上存在显著差异。然而，文中关于超级电容器自放电特性及电荷再分配的建模方法，对于提升阳光电源储能系统BMS（电池管理系统）的SOC估算精度及长效储...
超级电容器无线充电的恒流充电与最大效率跟踪控制方案
Constant Current Charging and Maximum Efficiency Tracking Control Scheme for Supercapacitor Wireless Charging
Zhenjie Li · Kai Song · Jinhai Jiang · Chunbo Zhu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年10月
针对超级电容器在无线电能传输（WPT）过程中等效负载阻抗随充电状态变化的问题，本文提出了一种基于原边移相全桥逆变器和副边半主动整流器的控制方案。该方案实现了恒流（CC）充电与最大效率跟踪，有效解决了负载动态变化下的系统性能优化问题。
解读: 该研究涉及的无线电能传输（WPT）技术与阳光电源的电动汽车充电桩业务具有潜在的技术关联。虽然目前主流充电桩以有线为主，但无线充电是未来高阶充电技术的重要演进方向。文中提到的恒流控制与效率优化策略，可为阳光电源在充电桩产品中引入无线充电模块提供控制算法参考。此外，该拓扑中涉及的变流控制技术也可借鉴至储...
一种用于串联超级电容器的快速模块化多绕组变压器均衡拓扑
A Fast Modularized Multiwinding Transformer Balancing Topology for Series-Connected Super Capacitors
Shaogui Fan · Jiandong Duan · Li Sun · Kai Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年4月
本文提出了一种用于串联超级电容器的快速模块化多绕组变压器均衡拓扑（MMTBT）。该拓扑实现了模块内部及模块间电压均衡的完全解耦，具有高度的模块化特性。与现有技术不同，该方案解决了多模块共享PWM驱动导致的控制局限性，显著提升了均衡速度与系统灵活性。
解读: 该拓扑在超级电容器均衡控制方面的创新，对阳光电源的储能系统业务具有重要参考价值。虽然目前PowerTitan和PowerStack主要采用锂电池技术，但随着混合储能（锂电+超级电容）在调频等高功率密度场景的应用需求增加，该模块化均衡技术可优化储能变流器（PCS）的直流侧管理，提升系统寿命与效率。建议...
一种集成储能的无线电动汽车充电拓扑
A Wireless EV Charging Topology With Integrated Energy Storage
Steven Ruddell · Udaya K. Madawala · Duleepa J. Thrimawithana · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年9月
本文提出了一种基于电感耦合功率传输（IPT）且集成超级电容器（SC）的无线充电拓扑。该方案适用于电动汽车动态充电场景，能在不给电网或车载电池造成过大压力的情况下处理脉冲能量，有效扩展了传统LC谐振电路的功能。
解读: 该技术对阳光电源的电动汽车充电桩业务具有前瞻性参考价值。通过在无线充电系统中引入超级电容器，可有效平抑动态充电过程中的功率波动，缓解对电网的冲击。这与阳光电源在储能系统（PowerTitan/PowerStack）与充电桩协同发展的战略高度契合。建议研发团队关注该拓扑在“光储充”一体化场景下的应用潜...
用于电气化铁路的星型连接超级电容嵌入式CHMC型STATCOM
Star-Connection Supercapacitor-Embedded CHMC-Based STATCOM for Electrified Railways
Junyu Chen · Kai Yang · Hongjian Lin · Ke Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
针对电气化铁路的能效与电能质量问题，本文提出了一种星型连接超级电容嵌入式级联H桥多电平变换器（CHMC）型静止同步补偿器（STATCOM）。该方案旨在简化系统拓扑并解耦控制目标，以提升电力电子设备在复杂铁路电网环境下的可靠性与灵活性。
解读: 该研究涉及的多电平级联拓扑与储能集成技术，与阳光电源PowerTitan及PowerStack系列储能系统的核心架构具有技术同源性。虽然该文侧重于电气化铁路场景，但其提出的超级电容与级联变换器耦合控制策略，可为阳光电源在电网侧储能（尤其是高压大功率场景）的功率平滑与瞬态响应优化提供参考。建议研发团队...
一种用于观光车超级电容器充电的3kW无线电能传输系统
A 3-kW Wireless Power Transfer System for Sightseeing Car Supercapacitor Charge
Zhenjie Li · Chunbo Zhu · Jinhai Jiang · Kai Song 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年5月
本文设计了一种针对配备超级电容器的观光车的无线电能传输（WPT）系统，具备恒流充电能力。通过优化铁氧体磁芯和磁屏蔽结构，确保了高效稳定的功率传输。该研究为电动交通工具的便捷充电提供了技术方案。
解读: 该技术主要涉及无线充电领域，与阳光电源现有的充电桩产品线（如交流/直流充电桩）存在技术互补性。虽然目前阳光电源充电桩以有线快充为主，但随着电动交通工具（如观光车、物流车）智能化程度提升，无线充电技术可作为差异化竞争点。建议关注该技术在特定场景下的应用，评估其磁耦合效率与电磁兼容性，为未来拓展工业车辆...
一种用于电池-超级电容动力系统的自适应功率分配策略——设计、仿真与实验
An Adaptive Power-Split Strategy for Battery–Supercapacitor Powertrain—Design, Simulation, and Experiment
Li Sun · Kaiwu Feng · Chris Chapman · Nong Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年12月
本文针对电动汽车中电池与超级电容组成的混合储能系统（HESS），提出了一种自适应功率分配策略。该策略旨在有效降低电池的功率压力，优化系统重量与体积，提升混合动力系统的整体性能与寿命。
解读: 该研究提出的混合储能功率分配策略对阳光电源的储能业务具有重要参考价值。在PowerTitan及PowerStack等大型储能系统中，引入超级电容作为辅助功率源，可有效平抑高频功率波动，减少电池组的充放电循环压力，从而延长电池寿命并提升系统响应速度。建议研发团队借鉴该自适应分配算法，优化PCS与BMS...
利用超级电容提升磷酸铁锂电池循环寿命的定量评估
Quantitative Evaluation of LiFePO4 Battery Cycle Life Improvement Using Ultracapacitors
Chen Zhao · He Yin · Chengbin Ma · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年6月
本文提出了一种系统性方法，定量评估并比较了超级电容（UC）对磷酸铁锂（LiFePO4）电池循环寿命的改善效果。研究分析了在真实动态负载下，UC容量配置对电池温升、容量衰减及功率衰减的影响。结果表明，采用该混合储能方案可使电池循环相关的容量损失降低28.6%。
解读: 该研究对于阳光电源PowerTitan及PowerStack等大型储能系统具有重要参考价值。通过引入超级电容构建混合储能系统，可有效平抑高频功率波动，缓解电池在调频等高倍率工况下的应力，显著延长电池组寿命并降低全生命周期成本（LCOS）。建议研发团队在iSolarCloud智能运维平台中集成此类寿命...
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