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北京大学材料科学与工程学院新概念材料研究所科研成果（图）
北京大学 材料学院 新概念材料 科研成果
2023/5/16
北京大学材料科学与工程学院王前教授课题组利用全新方法，发现了迄今最稳定的三电荷负离子结构。王前教授带领团队利用量子力学统计原理，创建了全新的计算机模型，并证明由元素硼与铍等组成的三电荷负离子，能在2.65电子伏特的冲击下保持稳定。研究人员将八电子规则和硼烷结构电子计数规则等化学原理结合，为设计其他三电荷负离子提供了全新思路。（原文链接：Colossal Stability of Gas-Phase...
随着可再生能源的快速发展，储能变流器在新能源电网中发挥着至关重要的作用。本文针对基于SiC MOSFET的储能变流器功率单元，其中包含10 kV高压交流模块和750 V低压直流模块，重点研究了功率单元的低感设计和散热设计方法，并提出了功率单元的整体设计方案。通过优化叠层母排的结构，将高压交流模块与低压直流模块的杂散电感分别降低至794μH和235μH，有效减小功率单元的关断过电压。通过热仿真研究，...
直流穿墙套管仍广泛采用温室效应极强的SF6作为绝缘介质，C4F7N/CO2混合气体作为潜在的SF6替代气体受到关注。本文首先拟合C4F7N/CO2混合气体的液化温度，计算4%-6%C4F7N/CO2混合气体的绝缘强度，气压为0.6MPa时，工频电压下击穿场强约为18.03kV/mm，雷电冲击下约为21.56kV/mm；其次建立了直流穿墙套管的三维模型，仿真计算其内部的电场分布情况，场强最大值位于屏...
基于SOGI-PLL载波移相的机车谐波抑制技术
谐波抑制 二阶广义积分锁相环 载波移相 多重化技术
2024/3/12
为了抑制机车四象限脉冲整流器在网侧产生的高频谐波,防止车网发生高次谐波共振,提出一种基于二阶广义积分器锁相环SOGI-PLL（second-order generalized integral phase-locked loop）载波移相控制策略。将锁相环输出的电网相位作为同步基准信号,针对网压频率异常波动,快速同步校正PWM载波周期,保证了各单元之间移相角的准确性,获得最优谐波对消效果。同时,该...
无线电能传输系统金属异物检测方法研究
无线电能传输 金属异物检测 自由谐振 涡流效应
2024/3/12
无线电能传输系统在工作过程中,线圈间存在混入金属异物的情况,金属的涡流效应会产生涡流损耗并导致升温,具有较大的安全隐患。产生的涡流损耗使得初级线圈的等效输入阻抗增大,而磁性金属较高的磁导率具有增强涡流损耗的作用。在有限元仿真中得出了金属异物在垂直移动、水平移动及更换材料种类和体积时产生的等效输入阻抗变化规律,并进一步得出该变化使初级线圈在自由谐振下的电压衰减幅度呈现规律凹形,与无异物时有明显差异。
MOSFET非线性寄生电容对单管谐振正激变换器的影响及其处理
寄生电容 非线性 谐振正激 MOSFET
2024/3/11
高效的正激变换器常利用高频谐振实现磁复位及软开关。高频下,MOSFET非线性寄生电容对谐振的影响更加明显,不仅导致谐振点偏移,软开关失效,更可能令磁芯无法正常谐振复位。为计算在非线性寄生电容影响下的谐振参数,利用Simplis搭建仿真模型,并推导基本数学表达式;利用分段线性法计算谐振过程中电容充放电时间,并根据能量守恒建立谐振参数取值的约束方程组。计算所得的谐振参数可在不降低频率和占空比的条件下克...
工业仿真计算技术研究部（图）
多物理耦合建模仿真 材料特性仿真 电力电子器件仿真 数字孪生技术
2023/2/24
工业仿真计算技术研究部致力于研究“高可靠、高实用、高效能”的计算基础理论与方法，以先进算法及共性技术为核心驱动，研发数值模拟仿真与可视化分析的科学与工程计算软件，开展面向能源、信息、制造、材料等工业领域的仿真、设计、优化和验证。研究部已形成包含电气工程、计算数学及工程力学等交叉学科的研究团队。
电网技术研究部主要从事大规模可再生能源接入后的交直流电网解决方案及智能化研究及电网关键装备研制，由“分布式能源与电力系统”和“电网装备技术”两个课题组组成。分布式能源与电力系统课题组主要从事分布式能源、可再生能源高渗透下未来电网的基础理论和关键技术研究，包括交直流配网/微网、综合能源系统、人工智能在能源电力中应用、电力电子化系统仿真等方面。
单管逆变器并联的电动汽车无线充电变换器
恒压输出 单管电路 并联 均流
2024/3/15
目前单管逆变无线电能传输电路由于结构的特殊性无法进行直接并联实现千瓦级别输出。针对此问题,在不需要特殊磁耦合器的情况下,提出了一种用于单管逆变器的双重并联结构。所提恒压补偿网络通过引入辅助谐振LC使得逆变器可正常运行,实现单线圈并联;应用增流LC网络,将电压源并联转换为电流源并联,增加电流输入能力的同时,使输出电压具有更高的自由度。为验证所提拓扑的可行性且模拟为电动汽车144 V电池包充电,设计了...
近年来,无线电能传输技术因其稳定、安全、电气隔离等优势受到研究者广泛关注。在实际应用中,确保无线电能传输系统在零相位角的条件下实现稳定的先恒流后恒压充电输出对延长电池寿命和提高系统的功率传输效率至关重要,因此,提出了一种基于频率切换的S/SP拓扑补偿的具备恒流和恒压充电功能的WPT系统。通过理论分析,该系统可以在2个固定的零相位角频率点下实现稳定的恒流和恒压充电输出特性,且无需重构电路补偿结构。
电动自行车无线充电的发展现状及技术剖析（上）
无线充电 电动自行车 标准 产业现状
2024/3/15
环保和代步的便利性使得电动自行车在人们的出行交通工具中所占比例越来越高,然而充电的安全性和便利性却成为电动自行车广泛应用的瓶颈,电动自行车无线充电成为未来可供选择的发展方向。首先简述了电动自行车有线充电的现状,进而引出电动自行车的无线充电技术,并从国内外的研究现状进行综述;然后介绍了电动自行车无线充电的相关标准及产业现状;最后探讨了电动自行车无线电能传输技术亟待解决的关键问题和发展趋势,从而为电动...
磁场与电场混合耦合无线电能传输技术是一种结合电场耦合以及磁场耦合实现无线电能传输的技术,具有空间结构紧凑和抗偏移能力强等优点,能够弥补传统电动汽车无线充电系统抗偏移性能差和功率密度低的缺点。首先以磁场耦合式与电场耦合式无线电能传输技术为切入点,阐明各自的工作原理、技术优势及缺陷不足,介绍磁场与电场混合耦合型无线电能传输技术的发展背景;其次针对电动汽车无线充电的应用,从耦合机构、补偿网络、电力电子变...
电动汽车三相无线充电系统关键技术研究综述
电动汽车 无线充电 三相系统
2024/3/15
电动汽车无线充电技术是推动电动汽车走向智能化和无人化的重要技术手段,高效率、高功率密度、大偏移和低成本等要求是电动汽车无线充电技术面临的挑战。三相无线充电系统由于具有功率密度高、磁场分布均匀和抗偏移能力强等优点,受到了越来越多的关注。围绕电动汽车三相无线充电系统的磁耦合机构、补偿网络和高频逆变器,归纳总结了这些关键技术的研究现状,分析讨论了亟待解决的问题及今后的发展趋势。
EV-BWPT无缝功率环移相控制策略研究
无缝功率环 无功下垂 移相控制 双向无线电能传输
2024/3/15
电动汽车双向无线电能传输系统以其便捷性、安全性和可靠性高等优势,在车网互联时代得到广泛应用。与传统的单向系统相比,双向系统需要在多个不同控制自由度中进行选取,从而影响系统传输效率。为降低系统无功功率,提高效率,提出一种双向无线电能传输系统无缝功率环移相控制策略。首先,对基于双边LCC补偿网络的双向无线电能传输系统进行了有功和无功功率传输特性分析,得出有功/无功功率与效率、内移相角及外移相角之间的关...