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基于可变开关频率控制提升GaN牵引逆变器在电动汽车应用中的效率与功率密度
Variable Switching Frequency Control for Efficiency and Power Density Improvement of a GaN-based Traction Inverter for EV Applications
Philip Korta · Animesh Kundu · Lakshmi Varaha Iyer · Narayan C. Kar · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
宽禁带半导体器件在电动汽车牵引逆变器中因具备更高的能效和功率密度而受到广泛关注。本文研究利用氮化镓（GaN）器件的快速开关特性，进一步提升牵引逆变器的效率与功率密度。建立了GaN逆变器的电热耦合模型，并通过实验验证了其精度，在多数工况下效率误差不超过0.3%或损耗偏差小于100 W。提出一种考虑直流母线电压纹波限制的新型可变开关频率策略，相较固定开关频率方案最高可提升效率5%。结合GaN的高速开关能力，该方法使电容体积减小35.7%，同时提高了驾驶循环效率和逆变器功率密度。
解读: 该GaN可变开关频率控制技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。文中提出的电热耦合建模方法和考虑母线纹波约束的变频策略，可直接应用于阳光电源车载OBC充电机和电机驱动系统的优化设计。通过动态调整开关频率，在轻载工况降频减少开关损耗，重载时提频保证性能，可使驱动系统效率提升最高5%，同时电容体...
PWM驱动感应电机的多物理场耦合高级表征框架
A Coupled Multiphysics Framework for Advanced Characterization of PWM-Driven Induction Motors
Omolbanin Taqavi · Pengzhao Song · Alexandre J. Bourgault · Ze Li 等6人 · IEEE Access · 2025年1月
高性能电机设计需要电磁、机械和热多物理域的复杂集成。本文提出逆变器驱动牵引感应电机的半解析多物理场评估框架。集成电磁模型评估转子定子电流、牵引特性和气隙磁通密度；振声模型预测电磁力引起的噪声振动；三维节点网络热模型捕获瞬态温度分布。这些高效模型无缝集成统一框架，支持精确高效分析和优化工具集成。在封闭感应电机原型上验证，经有限元分析和实验测试确认，为电机多物理场性能评估提供新方法，适用于各类应用和机型。
解读: 该多物理场仿真技术是阳光电源电机驱动产品开发的关键工具。阳光在新能源汽车电机控制器领域需要类似的电磁-热-振动耦合分析能力。该框架可集成到阳光电机驱动系统设计流程，优化PWM调制策略，降低电磁噪声和振动。结合阳光SiC器件应用经验，该技术可提升电机系统效率至96%以上，延长电机寿命，增强NVH性能。...
基于神经网络的电动机模拟器及其在功率硬件在环测试中采用的神经模糊控制器
A Neural-Network-Based Electric Machine Emulator Using Neuro-Fuzzy Controller for Power-Hardware-in-the-Loop Testing
Hadi Mohajerani · Uday Deshpande · Narayan C. Kar · IEEE Transactions on Energy Conversion · 2024年12月
永磁同步电机（PMSM）的仿真对于电力电子和驱动变流器测试的发展至关重要，尤其是在功率硬件在环（PHIL）平台中。尽管已经取得了显著进展，并开发出了精确的电机模型，但由于增加了延迟，这些精确模型所占用的资源和内存量并不适合实时应用。因此，在开发既能准确高效地复现电机模型在各种运行条件下的动态行为，又能减少资源使用的模型方面存在研究空白。本文通过引入一种基于人工神经网络（ANN）的电机建模方法来填补这一空白，并将其与基于神经模糊的控制策略相结合，以确保系统具有鲁棒性和精确性，即最小化电机模拟器（E...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于神经网络的电机仿真技术对我们在光伏逆变器、储能系统及电动汽车驱动系统的测试验证环节具有重要应用价值。 该技术的核心突破在于将永磁同步电机（PMSM）模型的内存占用从传统查找表方案的4MB压缩至0.68KB，同时保持高精度动态响应。这对阳光电源的产品开发具有直接意义...