抢鲜看｜《电工技术学报》2025年第24期目次及摘要

《电工技术学报》是中国电工技术学会主办的电气工程领域综合性学术期刊，报道基础理论研究、工程应用等方面具有国际和国内领先水平的学术及科研成果。中国工程院院士马伟明任《学报》编委会主任，兼《学报》主编。

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前沿·观点

作者：杨庆新；祝丽花

摘要：随着科学技术的快速发展，空间电磁环境越来越复杂，组成多元化，并具有占用频谱宽、场强幅值跨度大、时空变化快等特征。近年来，智能电工装备发展迅速，智能变压器、智能开关、多级变换固态变压器、电动垂直起降飞行器（eVTOL）、无人驾驶智能网联电动汽车和无人机等快速增长。因此，研究复杂空间电磁环境的感知表征和智能电工装备的安全防护方法具有十分重要的理论意义和实用价值。该文从复杂空间电磁环境的精准测量与表征建模、空间电磁环境与智能电工装备的耦合路径和装备失效机理及智能电工装备对复杂空间电磁环境的防护方法研究三个方面进行论述，给出该领域的未来研究方向和应用发展趋势。

电工理论

作者：辛纪威；李琳；刘刚

摘要：为了应对非迎风有限元法在求解二维稳态不可压缩流体Navier-Stokes方程时可能引发的非物理振荡，以及有限差分法在复杂几何中因难以实现高精度网格划分而导致较大计算误差的挑战，同时克服基于结构化交错网格的有限体积法在处理复杂几何和边界条件时灵活性不足和计算复杂度高的难题，该文提出一种基于非结构化同位网格的有限体积法。采用延迟修正的高阶格式和二阶中心差分格式分别离散对流项和扩散项，以提高计算精度并避免数值振荡和耗散。同时，采用SIMPLE算法处理压力-速度耦合，确保了流场计算中的质量守恒。结合PARDISO求解器与COO存储格式，并引入欠松弛技术优化稀疏线性方程组的求解，提升了计算效率与收敛性。开发了适用于三角形网格和四边形网格的计算程序，比较了两者在相似节点数下的计算时长。通过优化欠松弛因子组合，对经典的方腔驱动流问题进行数值计算，并将结果与COMSOL有限元仿真软件及Ghia的涡量-流函数法进行了对比。结果表明，该方法在数值精度上优于有限元法，相较于结构化交错网格有限体积法在处理复杂几何与边界条件时，该方法具有更高的灵活性与适用性。最后，将该方法应用于油浸式换流变压器的油流场分析，并与COMSOL计算结果对比，验证了其在实际工程应用中的准确性与实用性。

作者：杨帆；吴涛；郝翰学；李星；江金洋

摘要：在构建变压器绕组温度场降阶模型时，现有方法普遍采用快照矩阵奇异值分解（SVD）后得到的恒定模态，模态发生变化会使降阶模型计算精度显著下降。该文基于矩阵低秩分解，提出一种低计算成本更新模态，进而更新降阶模型的方法。首先，在新快照矩阵可用时将其加入初始快照矩阵，并用矩阵低秩分解表示快照矩阵更新过程；然后，建立由初始快照矩阵SVD结果和新快照直接对模态进行更新的求解方式，无需再进行高计算成本的新快照矩阵SVD；之后，使用绕组温度的稀疏测量值确定了模态系数并形成动态降阶模型；最后，通过数值计算和变压器缩比样机实验开展了该方法有效性验证，结果表明：该文方法更新变压器绕组温度场模态的误差在10-8级别，百万级网格规模下单次更新耗时约0.71 s，比传统方法快239倍，所得动态降阶模型可有效避免变压器运行过程中模态变化导致的精度下降且计算速度为s级。研究可为当前降阶模型实现持续准确计算提供方案。

作者：李中启；包明晗；孔令军；胡昌轩；黄守道

摘要：在无线电能传输技术中，互感是影响能量传输的关键因素之一。在线圈耦合结构中添加磁介质材料可以减少漏磁，显著提升互感。精确的互感计算模型能够为无线电能传输系统的线圈模型设计奠定可靠的理论基础，但现阶段仍缺乏针对多孔磁介质任意位置矩形线圈间互感的分析。该文首先通过空间截面分析法推导出二维截面各区域的磁矢势方程，再利用边界条件，将各二维平面的结果联结，得到了同轴时的互感计算公式。其次，进一步提出了一种镜像约束法，用镜像线圈来等效磁介质对线圈的作用，通过分析镜像系数的规律，得到了任意位置情况时的互感表达式，解决了任意位置线圈间的互感计算问题。最后，搭建了一套双边有界多孔型磁介质矩形线圈的系统实验装置，互感计算、实验和仿真值的最大误差为4.96%，验证了该文方法的有效性。在相同的参数下，所提模型比矩形磁介质结构节省材料56.25%。

作者：吉莉；张家琦；张江洪

摘要：针对旋转导向设备使用电场耦合式无线电能传输（CWPT）技术为电池负载供电的应用场景，该文提出一种恒流/恒压自切换的CWPT系统。该系统无需任何额外的主动控制即可实现自动、平滑地从恒流输出到恒压输出的切换，同时系统在两种输出模式下均工作于零相角（ZPA）状态。该文首先给出恒流/恒压自切换CWPT系统的拓扑结构，建立耦合结构等效模型，并对耦合结构模型和物理参数进行设计；然后详细分析系统恒流/恒压的输出特性和工作原理；最后搭建实验样机，验证所提方法与系统结构的有效性，实验中实现了1.5 A的恒流输出和60 V的恒压输出，最高效率为90%。

作者：王佩月；蒋金橙；冯天旭；史可；王军

摘要：无线电能与信号传输系统无需额外增设通信模块就可以实现原边和副边之间的信号传输，且不影响能量的谐振状态。该文提出一种双解耦型信号线圈，信号线圈与能量磁耦合机构、同侧信号发射和接收线圈间都是相互解耦的，进而消除了能量通道与信号通道间的干扰。除此之外，该文还提出一种基于双谐振电路的信号通道拓扑实现信号的全双工通信模式。在某一方向传输频率下，另一方向传输的接收端和发射端呈高阻抗状态，以此来隔离双向信号传输的串扰。首先，基于有限元仿真，建立双解耦型信号线圈的磁场模型，分析能量磁耦合机构与信号线圈、信号发射与接收线圈的磁场分布特性，进一步提出一种提升信号传输性能的线圈优化方法。然后，基于双解耦型信号线圈与能量磁耦合机构，提出一种无线电能与全双工信号同步传输拓扑。针对信号通道在全双工模式下的串扰问题，分析基于双谐振电路的信号通道阻抗，研究正反向信号传输的增益特性，得到了全双工模式下减小串扰的信号通道参数设置方法。最后，搭建无线电能与信号传输实验平台进行验证。实验结果表明，所提双解耦型信号线圈与能量磁耦合机构相互无干扰，实现了175 W的功率传输与120 kbit/s的全双工信号传输，能够满足大多数串口信号通信。

作者：甘霖；陈昌松；贾舒然；李夏岩；崔博文

摘要：在双向感应式电能传输系统中，需要相位同步以维持稳定功率传输。该文推导双边LCC补偿双向感应式电能传输系统的稳态功率传输特性，提出一种基于功率同步控制的双向感应式电能传输系统相位同步方法。所提相位同步方法充分利用了系统内在功率-相位特性，可同时实现功率调控和相位同步。该方法不使用额外的硬件，无需辅助线圈，无需高速、高精度的检测与调理电路，能够降低系统的复杂度和成本，且易于实现。建立所提方法的控制环路模型，给出系统的效率优化控制方法。搭建实验平台，对所提相位同步方法和效率优化控制方法的正确性与有效性进行了实验验证，结果表明，所提相位同步方法能够实现系统的稳定功率传输与功率调控，效率优化控制方法提升了系统在宽负载范围工况下的效率。

电机及其系统

作者：吴丽泽；李焱鑫；卢琴芬

摘要：有铁心永磁直线同步电机（PMLSM）推力密度高，广泛应用于半导体加工、精密机械加工与自动化加工等需要高性能直线运动的设备，但其推力波动大，给本体设计与驱动控制都带来了挑战。推力波动的主要分量是定位力，因此设计过程中通常将降低定位力作为优化目标。该文首先分析了定位力的特性，在此基础上对比了定位力计算的三种方法：解析法、磁网络法和有限元法，聚焦于这些方法对铁心饱和、齿槽效应和边端效应的处理方式，指出了精度与适用范围；其次围绕本体结构优化和控制补偿两方面综述了定位力的各种抑制方法，分析了本体结构优化时分离抑制法和直接抑制法的优缺点，对比了控制补偿时基于数学模型和观测器的特点；然后针对定位力抑制目前存在的问题和局限性，进一步总结了负载推力波动的抑制方法；最后展望了定位力研究的发展趋势。

作者：彭宇航；孙晨；苑文辉；宫金武；黄萌 等

摘要：针对六相开绕组永磁同步电机（SOEW-PMSM）驱动系统，该文提出了一种基于复杂矢量集优选的空间电压矢量脉宽调制（SVPWM）方法，从逆变器输出端避免了3次谐波的产生，同时通过矢量合成对5次谐波进行抑制，兼顾了电流谐波与转矩脉动的抑制。通过对SOEW-PMSM进行数学建模与平面分解，分析六相H桥逆变器不同开关组合产生的空间电压矢量，筛选出在3次谐波平面投影分量为零的空间电压矢量，将这些矢量作为SVPWM的备选矢量。分析备选矢量在5次谐波平面投影量之间的比例关系，通过比例关系分配各矢量的作用时间，以实现对3、5次谐波电流的高精度抑制。可以在摒弃谐波电流控制器的前提下，对3、5次谐波电流与转矩脉动进行有效抑制。最后，通过对比实验证明了所提谐波抑制方法的有效性。

作者：付倩娆；郭继轩；宋佳赫；葛乐飞

摘要：开关磁阻电机凭借其独特优势已成为电动汽车和多电飞机领域内最有竞争力的起发电机之一。然而，运行过程中的大转矩脉动成为了制约其进一步应用的主要障碍之一，而模型预测控制作为抑制开关磁阻电机转矩脉动的有效策略得到了广泛的应用，然而代价函数的设计依赖人为经验，影响其抑制效果。针对这一问题，该文提出一种基于二维数据插值的开关磁阻电机转矩脉动抑制策略。首先，采用PWM信号替代传统预测控制中的三种开关状态。然后，经在线运行区域调整，在单相区采用无差拍预测控制计算导通相最优占空比；换相区则采用模型预测控制计算励磁相和退磁相的最优占空比，即通过拉丁超立方抽样获取电机性能预测模型，提出利用二维线性插值法替代传统代价函数设计，以实现占空比在线寻优。实验结果表明，基于二维数据插值的方法可以在几乎不损失效率的情况下有效地抑制转矩脉动。

作者：王奇维；赖芷璇；李斌兴；王高林；徐殿国

摘要：同步磁阻电机无位置传感器控制能够极大地降低电机系统的复杂性和成本，在工业领域得到了越来越广泛的应用。其中，如何解决电机零低速域准确的位置观测是目前亟待解决的关键问题。然而，同步磁阻电机运行时存在显著的饱和及耦合现象，极大地影响了零低速域无传感器控制精度。针对上述问题，该文提出一种考虑饱和及耦合特性的同步磁阻电机零低速运行位置观测方法。首先，建立考虑电机饱和及耦合影响下的零低速无位置传感器角度误差观测模型。然后，提出基于虚拟轴系等效阻抗建模的零低速电机参数在线辨识方法，量化电机饱和及耦合特性在无传感器模型中的影响。最后，结合所辨识的参数对同步磁阻电机零低速运行高频有效磁链观测器中的饱和及耦合误差进行补偿，提高同步磁阻电机零低速运行位置观测精度。所提方法在3 kW同步磁阻电机对拖平台上进行实验验证，证明了其有效性。

作者：高鹏；任红兴；王晓远；王力新；赵晓晓

摘要：定子无磁轭模块化（YASA）轴向磁通电机凭借其扁平式紧凑结构、高运行效率和高功率密度等优点，在电动汽车、航空航天和工业机器人等领域具有广泛的应用前景。然而，其定子铁心无磁轭结构导致齿槽转矩和转矩脉动大。另外，此类电机功率密度高且定子端部散热条件差，影响电磁性能的进一步提升。针对以上问题，该文首先以YASA电机为研究对象，对比分析了采用传统永磁体表贴式、Halbach阵列和磁极径向组合式转子结构对电机电磁转矩等特性的影响。然后，提出一种内嵌于定子支架内部的双环水冷结构，利用计算流体力学（CFD），计算了YASA电机在自然冷却和双环水冷条件下的温升特性。最后，通过实验验证了电磁和热特性分析结果的准确性以及所提冷却结构的有效性。

电力电子

作者：王开国；宫金武；潘尚智；苑士鑫；孙宗昌

摘要：为衰减并网电流高频分量和抑制桥臂间环流，交错并联Vienna整流器每相需要滤波电感与紧耦合电感两个磁性器件，其中紧耦合电感对磁心的利用率较低，使变流器的效率和功率密度难以继续提高。该文针对此问题提出一种三绕组耦合电感，并建立其电路模型和磁路模型，进而提出一种三绕组耦合电感的设计方法。所提三绕组耦合电感通过磁心复用与绕组复用使磁心中的磁通均匀分布并减少绕组匝数，可以降低绕组损耗，尤其适用于大电流应用场景。与滤波电感串联紧耦合电感的传统方案相比，在滤波能力、磁心体积、磁心饱和度和绕组电流密度均不变的前提下，所提三绕组耦合电感使绕组的直流电阻降低了35%，进一步提高了装置的效率。最后，通过有限元仿真与40 kW样机实验的效率对比验证了所设计三绕组耦合电感的可行性和有效性。

作者：陈鹏伟；姜文伟；王子墨；陈杰；吴红飞

摘要：以三级式发电机为基础的机载高压直流（TSG-HVDC）电源系统具有结构复杂、非线性强等特点。建立TSG-HVDC电源系统低复杂度的阻抗模型是对机载电源系统开展稳定性分析与准确致稳设计的前提。该文考虑旋转/静止整流器、多脉冲变压整流器等不同部件的运行方式与处理差异，采用等效电路集成和子系统二端口H参数表征，完整地建立了TSG-HVDC电源系统输出阻抗模型。设计采用矢量拟合的二端口H参数降阶分析流程，推导宽频段方均根误差最优的降阶阻抗模型，明晰了TSG-HVDC各子系统与整体输出阻抗的内在关系及降阶影响规律。进而结合降阶阻抗的幅值和相位灵敏度，提出一种考虑负载阻抗区间描述的多参数协调整定方法。最后通过时域仿真、物理实验以及控制器硬件在环实验，验证了该文所建模型的准确性及所提参数整定方法的鲁棒性。

作者：周岩；李淼；沈天明；杨宗政

摘要：开关线性复合型包络线跟踪电源架构能有效提高射频功放效率，但基于分立电感的开关变换器仅能覆盖较窄的信号频段，影响了电源效率的进一步提升。该文提出一种基于耦合电感协同控制的工作方式，不仅减少了分立电感的使用，而且可以通过配置耦合电感参数提升对宽频包络线信号的拟合精度。同时，耦合线圈之间的感应电压可以在电路导通时加速输出电压的建立，关断时实现电感能量的快速回馈，显著提高跟踪效率。通过改变电感响应压摆率的工作区间范围，研究电感覆盖区间与电源效率之间的最优关系。该文还搭建一台包络线跟踪电源原理样机，以跟踪IEEE 802.11a协议下64路正交频分复用（OFDM）调制的峰均功率比为10.07 dB、带宽为20 MHz、峰值功率为57 W的测试信号为例进行实验。与采用分立电感方式相比，耦合电感包络线跟踪（ET）电源最高效率由73.86%提升到80.83%，证明了所提研究方案的可行性和有效性。

作者：李洪珠；迟成奥；郭亚涛；李洪亮

摘要：为提高非隔离型DC-DC变换器的电压增益，减少开关管的电压应力，该文分析了变换器的工作原理，将耦合电感倍压支路引入基础Sepic变换器，并将单开关管替换为具有更低电压应力的双开关管单元，得到一种耦合电感双开关高增益Sepic变换器，其中，两个开关管采用同步导通控制。该变换器可通过调节占空比和匝比调节输出电压，并利用磁集成技术将变换器中的磁性器件进行解耦集成设计，通过有限元电磁场验证了集成方案的可行性，减小了变换器中磁件的体积与数量，提高了变换器的功率密度，给出各项参数的设计方案。最后通过搭建一台额定功率为200 W的实验样机，验证了理论分析的正确性。

作者：刘泽；周国华；何英杰；徐能谋

摘要：为实现变换器效率、集成磁器件占地面积与体积的共同优化，该文基于两相交错并联Buck变换器，针对改进磁心结构和绕组布局后的异名端耦合磁器件，提出一种多维度建模与多目标优化方法。首先基于变换器电气参数模型和异名端耦合电感磁路特性，对磁心结构与绕组布局进行改进；其次建立变换器关于绕组匝数、磁柱气隙、磁柱边长以及开关频率的多维度模型，结合约束条件设计多目标优化流程，获取不同绕组匝数下变换器效率与磁器件占地面积、体积的非支配解，为磁器件参数设计提供可选范围；最后从工程实际出发选取最佳参数并制作集成磁器件。通过搭建28 V/12 V、168 W的实验样机对集成磁器件以及独立电感进行对比实验，得出优化后磁器件占地面积与体积缩减率分别为45.48%与43.66%，变换器额定效率提高0.9%，磁器件功率密度为8020 W/in3（1 in3=1.63871×10-5 m3）的结果，验证了异名端耦合的优越性以及所提方案与设计流程的可行性。

作者：张俊涛；林国庆

摘要：针对传统LLC谐振变换器在宽电压范围应用中存在开关工作频率范围宽、整体效率较低等问题，该文提出一种多模态超宽输出双LLC谐振变换器。该变换器基于可变拓扑思想，通过一次侧半桥、全桥逆变切换以及二次侧桥式、倍压整流切换，构造出四种不同增益范围的工作模式，实现了超宽输出电压范围，所用开关管在全功率范围内均具有较好的软开关特性。为进一步提高工作效率，针对所提变换器设计一种脉冲频率调制与脉冲宽度调制相结合的混合控制策略。基于SiC开关器件，设计并搭建一台输出电压40～480 V，最大功率为480 W的原理样机，验证了所提变换器的可行性和有效性。

作者：李祥；丰昊；冉立

摘要：七电平有源中点钳位式（ANPC）拓扑能有效降低滤波电感需求，有望实现更高的功率密度和效率，但移相脉冲宽度调制（PS-PWM）下飞跨电容的电压调节能力有限，而飞跨电容电压不平衡会恶化变换器的可靠性和输出电能质量。为此，该文基于PS-PWM技术提出一种飞跨电容电压调控方法，该方法通过修正飞跨单元PWM信号相位以调节电感电流纹波形状，从而改变飞跨电容充/放电电流，原理上不受负载电流极性影响，不改变变换器输出等效占空比。在0～1/3与2/3～1占空比下，源侧飞跨电容和载侧飞跨电容存在独立充/放电区域，改变对应PWM信号相位，可以改变飞跨电容充/放电状态下的电感电流幅值而不改变充/放电时间，定向调整飞跨电容电压；在1/3～2/3占空比下，PWM相位变化同时影响飞跨电容充/放电电流幅值及时间，推导相关数学模型确定单一PWM相位自由度下两级飞跨电容的充/放电状态，采用飞跨电容电压迟滞比较控制可以改善此占空比范围内的电压偏移情况。因此，所提修正PWM相位方法可在0～1占空比范围内改善飞跨电容的电压不平衡问题。

作者：卢伟国；何晴；白月；马乐；张淮清

摘要：多相交错并联Buck变换器存在两相或多相功率器件同时发生开路故障（简称“复合开路故障”）的可能，现有基于电感电流观测器的故障诊断方法能识别故障相数，但不易从输出端准确分离出多故障相信息，此外负载不确定性会导致故障误诊和漏诊。为此，该文提出基于未知故障输入观测器的多相Buck变换器功率器件复合开路故障诊断方法。该方法引入未知故障相信息至系统观测器，实现对多故障相特征信息准确分离，同时设计负载自适应参数辨识，准确重构各相电感电流，在变负载工况下实现复合开路故障检测和识别。最后设计了100 W三相交错并联Buck变换器样机，实验结果表明，所提复合开路故障诊断方法能准确地分离各故障相的特征信息，在变负载工况下实现了两个开关周期以内的故障诊断响应速度。

电力系统与综合能源

作者：刘家军；王紫童；孙骥；林皓琨；李晨婧

摘要：随着电网主网架结构的不断加强和供电负荷需求的增长，短路电流的超标趋势逐渐限制着电网的发展和安全经济运行。针对动态调整拓扑限制短路电流措施中的快速开关布点决策问题，提出基于云模型的动态调整拓扑限制短路电流快速开关布点决策综合评价方法。首先，以典型接线方式为例，讨论了快速开关应用于变电站内及线路不同场景下的布点选择，通过采取动态调整拓扑限制短路电流措施后的相关影响因素，构建包含短路电流、暂态稳定、静态安全、供电可靠性、实施费用五个方面的快速开关布点决策综合评价体系；其次，采用主客观结合的层次分析法（AHP）-熵权法求取各指标的综合权重，并通过构建云理论评价模型从不同的快速开关布点方案中确定最佳布点方案；最后，通过我国某区域实际电网运行实测数据进行仿真，验证所提评价方法的有效性。

作者：李龙灿；熊小玲；罗博晨；赵成勇；徐莹 等

摘要：级联H桥静止无功发生器（SVG）是改善电能质量、进行无功补偿的常用装备。然而，作为一种由控制主导动态特性的电力电子装备，必然存在振荡风险，对电力系统安全稳定运行造成威胁。针对上述问题，该文首先分析级联H桥SVG非线性、强耦合的内部动态特性，针对开关频率以下的低频段，建立考虑多控制环路作用的SVG谐波状态空间复矢量阻抗模型。然后，基于系统频率耦合关系，得到降维后的SVG阻抗模型及等效的单输入单输出阻抗模型，通过Matlab/Simulink仿真平台进行频率扫描，验证阻抗模型的正确性。在阻抗模型基础上，基于不同控制环以及其控制参数对SVG进行稳定性分析。分析发现，锁相环对系统稳定性影响显著，因此对其参数进行量化分析，为参数设计提供参考。而相间均压环对系统稳定性影响相对不显著。为解决SVG并网稳定性问题，该文针对主导控制环即锁相环引发的振荡风险，提出一种电压前馈阻抗重塑策略，有效减小锁相环带来的负阻问题，进而提高系统的并网稳定性。最后，基于RT-Lab建立SVG并网系统的硬件在环实验，验证该文所提的理论分析和振荡抑制策略的有效性。

电能存储与应用

作者：侯心宇；苗世洪；王廷涛；王佳旭；王杰 等

摘要：先进绝热压缩空气储能（AA-CAES）技术是具有发展前景的大容量储能技术之一。建立AA-CAES系统动态模型并在此基础上开展动态特性研究，对AA-CAES系统优化设计、提升系统稳定性，具有一定的理论与工程意义。首先，提出多级组合式压缩机与多级轴流透平动力学建模方法，研究AA-CAES系统关键物理量相互影响机理，建立AA-CAES系统各关键部件动态模型，并进行有效性验证；其次，提出AA-CAES系统全工况动态仿真模型，研究各部件间参数耦合关系；最后，在所建动态模型上开展系统“压缩—停机—发电”全工况动态仿真，分析了系统启动、爬坡及停机等动态过程。仿真结果表明，所建模型可以反映AA-CAES系统动态特性，表征系统动态过程中各关键参数的耦合关系，为优化AA-CAES系统运行、改善调控策略提供支撑。

作者：张献；黄飞鹏；罗耀辉；徐志成；蒋凯

摘要：以锂离子电池为代表的新型储能系统凭借其卓越的综合性能，在新一代新能源汽车和储能产业中占据主导地位。随着对储能密度和安全性能要求的不断提升，储能系统面临电池材料性能不足、安全可靠性差以及运维管理效率低等挑战。结构功能一体化技术因其独特优势，能够同时满足能量密度提升、高安全运行及智能化管理需求，在储能领域展现出巨大的发展和应用潜力。对此，该文将从电池材料-电池单体-储能系统三个层级全面综述结构功能一体化技术的研究和发展现状。首先，系统地回顾了结构功能一体化技术在新型电池研发领域的研究进展和主要成果；其次，深入分析结构功能一体化技术在储能系统状态监测和智能管理中的关键作用；最后，从新型材料研发、状态智能监测、系统运维管理等方面总结了结构功能一体化技术发展过程中亟待解决的关键问题，并展望了该领域的未来研究方向。

作者：田佳强；张泽培；潘天红；黄大荣；刘兴华

摘要：锂离子电池作为储能系统的关键，准确的电池模型对提高状态估计精度至关重要。该文提出一种基于动量反向传播神经网络的锂离子电池分数阶模型建模与荷电状态估计方法。在分数阶等效电路模型的基础上，构建具有半物理意义的神经网络模型，并使用动量反向传播算法，实现了对包含模型分数阶阶数的模型参数优化以及状态估计。为了验证所提算法的可行性，分别通过理论推导与实验结果证明。通过理论推导，证明所提方法误差会收敛。实验结果显示，相比于扩展卡尔曼滤波与无迹卡尔曼滤波算法，所提方法具有更高的精度，能够准确地预测电池的电压响应。综上所述，基于动量反向传播神经网络在锂离子电池建模和荷电状态估计中具有良好的应用前景，可为电池的性能评估和管理提供有效支持。

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