PCIM研讨会 | 墙报交流：聚焦车载电力电子与交通电气化，解锁车规宽禁带器件、电驱模型预测控制、车载充电系统优化路径

Automotive Power Electronics and Electrified Transportation

车载电力电子与电气化交通

8月27日 ，13:30-15:00

基于电压矢量动作模式重构的永磁同步电机四段式模型预测电流控制

演讲简介：

有限集模型预测控制(FCS-MPC)是一种直接用于参考跟踪的控制方法。然而，传统FCS-MPC通常在每个控制周期内仅作用单个电压矢量，这会导致较大的稳态纹波。在低采样频率下改善稳态性能的一种方法是在同一控制周期内作用两个或三个电压矢量，即多矢量FCS-MPC。例如文献[1]提出的两矢量方法实现了稳态性能的提升。但无论是传统FCS-MPC还是两矢量MPC，理论上都无法完全消除稳态误差。由此发展出三矢量策略[2-4]，其每个控制周期作用一个零电压矢量和两个非零电压矢量。增加电压矢量数量通常会导致开关频率升高。

为在不提升开关频率的前提下增强MPCC的高速性能，提出了一种基于电压矢量作用模式重构的永磁同步电机四段式模型预测电流控制策略。第二部分阐述了基于非零电压矢量分配模式切换的四段式模型预测电流控制方法。第三部分通过Matlab/Simulink验证了所提方法的优越性。

本文提出了一种基于电压矢量作用模式重构的永磁同步电机四段式模型预测电流控制策略。该方法设计了两种电压矢量作用模式，通过重构电压矢量的作用时序，确保相邻控制周期内电压矢量的灵活调配，从而实现开关器件固定的开关频率，同时有效降低开关频率。

演讲简介：

To address the issue of slow dynamic response in traditional selective harmonic elimination pulse width modulation (SHEPWM) for permanent magnet synchronous motor (PMSM) speed control systems, this paper proposes a model predictive pulse shift control (MPPSC) strategy. Based on the pre-defined pulses generated by SHEPWM, the method employs two-step model predictive current control to construct a cost function that comprehensively considers current errors over two future sampling instants. By rolling optimization, the positions of pulse rising and falling edges are dynamically adjusted within a range of up to two control cycles. This approach significantly enhances the system's dynamic response speed and current tracking accuracy while preserving the inherent harmonic suppression capability of SHEPWM. Simulation results validate the effectiveness of the proposed method.

基于贝叶斯递推最小二乘法的永磁同步电机模型预测电流控制

演讲简介：

本文针对传统模型预测电流控制(MPCC)方法对电机参数依赖性强的问题，提出了一种基于贝叶斯递推最小二乘法(BRLS)的永磁同步电机无参数模型预测电流控制方法。该方法将电机参数视为随机变量，通过引入先验分布并结合实时观测数据，利用贝叶斯推理递推地更新参数的后验分布，从而实现对系统参数的持续估计和动态修正。研究构建了一种新型的无电机参数电流预测模型，利用不同时刻检测的电流差和电压矢量差来实现对未来时刻电流的预测，避免了传统无参数模型需构建查询表所带来的数据存储量。控制策略主要包括无电机参数电流预测模型的建立和平衡系数的设计两个部分。通过引入BRLS框架，在每个控制周期中递推更新参数α和β，增强了模型在参数时变、测量噪声不确定以及复杂工作条件下的鲁棒性。实验结果表明，利用贝叶斯推理算法计算的参数能够稳定收敛，且收敛速度较快，在保证良好稳态性能的同时，增强了预测模型的参数鲁棒性。与传统的MPCC方法相比，所提方法在不同转速下的总谐波失真(THD)基本相同，但计算速度明显快于传统枚举方法，为永磁同步电机的高性能控制提供了一种有效的解决方案。    

永磁同步电机驱动系统的新型观测器

演讲简介：

本文针对永磁同步电机（PMSM）驱动系统，提出了一种新型扰动观测器。首先，基于指数趋近律设计滑模速度控制器，以提升系统对模型误差与外部扰动的鲁棒性，同时有效抑制传统滑模控制存在的抖振问题。随后，结合 PMSM 数学模型、转矩动力学方程与所构建的代价函数，开发出可实时监测系统总扰动的观测器，实现对参数摄动、负载波动等不确定性的精准估计。最后，通过搭建仿真平台，将所提方法与传统滑模观测器（SMO）进行对比实验，结果验证了该方法在转速跟踪精度、扰动抑制能力及系统稳定性方面的优越性，证明了其有效性。    

基于虚拟矢量的双三相永磁同步电机容错模型预测电流控制

演讲简介：

本文针对双三相永磁同步电机在发生W相开路故障时的容错控制问题，提出了一种基于虚拟矢量的模型预测电流控制策略。该电机因其固有的冗余性和高功率密度而广泛应用于安全关键领域，但一相开路故障会破坏电机的对称结构，导致剩余健康相严重失衡，传统容错方法难以应对非正弦反电动势引发的电流高谐波失真与严重转矩脉动。所提出的方法首先基于矢量空间解耦理论，建立了故障状态下电机的全解耦数学模型。针对故障后依然存在的d-q轴耦合问题，该方法通过重新组合基本电压矢量，构造出能够消除谐波子空间电流分量的虚拟矢量。将这一虚拟矢量集合应用于模型预测电流控制框架，可直接实现对谐波电流的有效抑制。仿真结果表明，与传统容错控制策略相比，所提VV-MPCC策略使得相电流波形更加平滑，总谐波失真率降低，同时电磁转矩振荡得到有效抑制，能够快速达到平稳状态，从而提升了电机在单相故障工况下运行的平稳性与可靠性。   

The Information Network Arhitecture and Intelligent Motor Processing

演讲简介：

The Information Network Arhitecture (INA) is a software architecture for services provided on publicand private industrial networks. INA adds value on the existing Intelligent Motor Processing (IMP) concepts and supports a host of new multifunctional services that can not be supported by the existing information models.    

基于旋转坐标系的无差拍电流谐波抑制优化策略

演讲简介：

为了提高永磁同步电机无位置传感器控制在动态工况下的电流响应性能，提出了一种基于多同步旋转坐标系的电流谐波抑制方法，并将其与无差拍电流预测控制相结合。首先，通过多同步旋转坐标变换将目标谐波电流转换为直流信号，并利用低通滤波提取其直流分量；随后，采用参数自整定的无差拍电流预测控制器生成相应的谐波电压，将其变换回两相静止坐标系并注入αβ轴，以实现谐波电流抑制。在一台2.2 kW永磁同步电机实验平台上验证了所提策略的有效性。    

New Generation Automotive-Grade 1500V SiC MOSFET devices for Applications with 950V bus voltage

演讲简介：

In this paper, a new 1500V SiC MOSFET devices is introduced to meet the requirements of higher bus voltage Automotive application, which achieving a low on-resistance by fine cell-pitch and narrow RA-JTE (Ring-Assisted Junction Termination Extension) design. The larger breakdown-voltage margin enables faster switching. Besides, through optimized buffer design, dynamic losses can be further minimized, achieving an output current of 590Arms and a CLTC efficiency of 98.4% under 9500V bus voltage application.

探析汽车SiC MOSFET功率模块短路评估：一种先进的行业方案

演讲简介：

为精准评估SiC MOSFET的短路能力，确保汽车应用中保护电路设计与系统安全性，建立统一的测试标准至关重要。当前业内供应商与客户采用的测试方法各异，导致应力条件与评估结果存在显著差异。本文通过实验系统研究了辅助开关栅源电压、器件初始结温及开关速度对短路负载强度和短路耐受时间的影响，在此基础上提出了适用于SiC功率模块的标准化短路测试电路与规范。

Advanced Isolated Gate Driver ICs for High-Power-Density SiC/Si Power Modules in xEV Applications

演讲简介：

To meet the increasing demands for high-performance and compact xEV powertrains, the M81810JFP and M81811JFP isolated gate driver ICs have been developed. These ICs are optimized for various SiC and Si power modules, such as the Mitsubishi Electric J3-Series, addressing traditional challenges in reliability and miniaturization.

面向电动汽车的 6.6 kW 车载集成 OBC–LDC充电机的多自由度优化调制策略

演讲简介：

本文提出一种用于集成式 OBC–LDC 车载充电系统的多自由度调制策略。通过将内移相角、外移相角以及开关频率作为调制变量，所提出的方案在实现串联谐振 DAB 变换器软开关运行的同时，能够优化谐振电感的峰值电流和RMS电流。所提出的方法通过一台 集成6.6 kW OBC 和 2 kW LDC 的样机进行了验证。实验结果表明，在 300–500 V 的宽输出电压范围内，系统实现了 98.82% 的峰值效率。

一种针对双有源谐振变换器的低损耗调制策略

演讲简介：

针对双有源谐振变换器的双向功率传输特性，本文提出一种可自由切换功率流向、最小化谐振电流均方根（RMS）值的调制策略，以显著降低功率器件的导通损耗。本文对全桥变换器采用三移相（TPS）调制，并利用基波分析法（FHA）建立传输功率、电压增益和谐振电流之间的关系。所提策略可使变换器在给定传输功率和电压增益的条件下，实现功率器件导通损耗最小化运行。

Heterogeneous Test Bench Concept for Grid-Constrained Fast DC Charging

演讲简介：

This paper presents a novel heterogeneous test bench for fast DC charging stations that enables full-power testing under strict grid power limits. It integrates energy storage, a regenerative load, and active control to simulate realistic EV charging while enforcing a user-defined grid consumption cap. The concept, validated on a 150 kW prototype, uses second-life batteries and reliably maintains the grid limit, offering a sustainable solution for sites with constrained grid capacity.

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