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基于最优开关序列的三端口变换器模型预测电流控制在变速永磁同步电机混合储能系统中的应用
Optimal Switching Sequence MPC of a Three-Port-Converter for Variable-Speed PMSM With Hybrid Energy Storage
Felipe Rubio · Javier Pereda · Andrés Mora · Félix Rojas · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
本文提出了一种针对驱动各向异性永磁同步电机（PMSM）的两电平三端口变流器的模型预测电流控制策略，该策略采用了最优开关序列。这些变流器在包括燃料电池电动汽车和混合储能系统在内的混合能源系统中颇具吸引力。所提出的控制方法能在稳态和瞬态条件下（包括过调制期间，这一场景会带来重大的优化挑战）对开关矢量和占空比进行最优计算。该策略提出了一个简单的第二级控制来管理直流端口电流，利用无源矢量的冗余性，并且无需使用加权因子来平衡永磁同步电机和储能系统之间的控制目标，从而赋予永磁同步电机控制绝对优先级。实验室规...
解读: 从阳光电源的业务布局来看，这项三端口变换器的优化开关序列模型预测控制技术具有显著的战略价值。该技术针对混合储能系统与永磁同步电机的协同控制，与我司在储能系统、电动汽车驱动及新能源集成领域的核心业务高度契合。 技术层面，该方案的核心优势在于通过优化开关序列和占空比计算，实现了对PMSM转矩控制与混合...
用于燃料电池混合动力汽车的三端口变换器有限控制集模型预测电流控制
Finite Control Set Model Predictive Current Control (FCS-MPCC) of Three-Port Converter for Fuel Cell Hybrid Electric Vehicles
Alonso Lizana · Javier Pereda · Felipe Rubio · Felix Rojas · IEEE Transactions on Vehicular Technology · 2024年10月
燃料电池混合动力汽车（FCEVs）在重载及长续航车辆中具有应用前景，但传统架构需多个变换器协调燃料电池、电池/超级电容与电机间的能量分配，导致系统复杂且损耗增加。本文提出一种仅含6个半导体器件的单级三端口变换器（TPC），集成燃料电池、电池与交流电机的能量管理。采用多变量最优控制策略——有限控制集模型预测电流控制（FCS-MPCC），实现多源功率协同调控与电机驱动。通过定制耦合电感替代原有三个独立电感，有效抑制交流环流，降低电流幅值约20%，提升系统效率与功率密度。实验基于0.5kW样机及城市工...
解读: 该三端口变换器的FCS-MPCC控制技术对阳光电源车载动力系统产品线具有重要参考价值。其单级6开关拓扑实现燃料电池、电池与电机的集成控制，可直接应用于阳光电源OBC充电机及电机驱动系统的架构优化，减少功率级数降低成本。定制耦合电感抑制环流的设计思路可借鉴至ST储能变流器的多端口DC/DC模块，提升功...