《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。

“新能源汽车电驱动系统与充放电技术”专题

专题特约主编寄语

特约主编：崔淑梅教授；程远教授

新能源汽车正在加速普及，并带动电气、机械、控制、材料、计算机等各领域创新技术加速融合。电驱动系统新技术层出不穷，迭代速度不断加快。同时，作为移动的储能平台和数据平台，新能源汽车的有线与无线充电技术、大数据技术等的应用愈发重要。为了集中展现新能源汽车电驱动及充放电技术领域的最新研究成果和技术进展，《电工技术学报》特别推出“新能源汽车电驱动系统与充放电技术”专题，以加强该领域的技术交流，促进新能源汽车电气化技术加速进步。

本专题得到了国内高校和企业科研人员的大力支持和积极响应，共收到来稿80余篇，经过专家多轮评审，目前已录用论文约20余篇。这些论文将分两期，陆续刊登出版。本期先选用12篇刊出。其中，电机及驱动控制方面论文5篇，电池充放电技术论文3篇，电池建模与能量管理论文4篇。

在电机本体与电驱动技术方面，浙江大学梁梓鹏等发表论文《主从绕组电机驱动系统及控制策略研究》，提出了一种基于双定子绕组结构的主从绕组电机驱动系统，利用高频谐波电流注入形成补偿磁链，并结合低载波比主绕组磁链，保证了圆形组合磁链，从而解决低载波比驱动系统的转矩脉动问题。

开关磁阻电机在电动汽车应用一直存在着功率密度低、转矩脉动大的问题，中国矿业大学闫文举等的论文《一种用于电动汽车磁场解耦型双定子开关磁阻电机的新型功率变换器》提出了一种新型双定子开关磁阻电机结构，可实现较好的内外定子磁场解耦。同时，通过转子内外齿错开机械角度，降低了转矩脉动。

无位置传感器控制技术一直是电机领域研究的热点问题，江苏大学赵文祥等发表论文《基于虚拟信号和高频脉振信号注入的无位置传感器内置式永磁同步电机MTPA控制》，提出了一种基于直流虚拟信号注入的MTPA控制策略，通过分别向估计dq轴注入直流信号，计算出相应的功率追踪MTPA工作点，提升了系统效率，具有较好的动态响应能力和鲁棒性。

浙江大学何绍民等的论文《电动汽车功率控制单元软件数字化设计研究综述及展望》以功率控制单元（PCU）的软件数字化设计为切入点，围绕高覆盖率和高效率设计验证需求，从数字平台、数学建模、数值算法三个方面系统梳理了PCU数字化设计的最新研究进展，并在此基础上展望了PCU数字化设计的发展趋势。

以SiC为代表的第三代宽禁带半导体器件正在加速普及，为解决高压高频驱动带来的绕组绝缘安全性问题，哈尔滨工业大学鞠孝伟等的论文《SiC逆变器高频脉冲电压对Hairpin绕组绝缘安全的影响分析》提出了一种考虑导体双边耦合效应的扁线电机绕组高频等效电路，采用场路耦合方法分析匝间绝缘电压应力，并通过实验验证了模型与分析方法的正确性。

在充放电技术方面，东南大学佟明昊等发表的论文《电动汽车用车载集成式充电系统若干关键技术问题及解决方案》分别从拓扑结构和控制方法两方面，总结了电动汽车用车载集成式充电系统亟待解决的若干关键问题，对近年出现的各类集成式充电系统进行了梳理和总结，较为清晰地展现了该领域的研究现状并展望了未来的发展方向。

为准确描述无线电能传输（WPT）系统的动态响应，实现控制系统的优化设计与分析，上海电力大学程志远等发表论文《无线电能传输系统小信号模型降阶研究》，通过建立基于LCL-S电路拓扑的无线电能传输系统小信号模型，并采用拉盖尔多项式展开与平衡截断相结合的方法，实现了系统降阶，简化了控制系统的分析和设计，具有一定的普适性。

为解决耦合谐振式动态无线电能传输系统中线圈间互感波动剧烈，经常导致系统无法正常工作的问题，湖南大学李中启等发表论文《动态无线电能传输系统多接收线圈正反串联结构的互感计算与优化》，提出了一种多接收线圈正反串联结构，并通过所提出的互感计算和优化方法，研制了一套基于多接收线圈正反串联结构的无线电能传输系统，使得最大电感波动率得到了控制。

在动力电池建模及能量管理系统研究方面，长安大学巫春玲等发表论文《基于最大相关熵扩展卡尔曼滤波算法的锂离子电池荷电状态估计》，提出了一种基于最大相关熵的扩展卡尔曼滤波新算法（MCC-EKF），可在运行时间增加很小的情况下，提升SOC估计精度且鲁棒性好。天津大学肖迁等发表论文《基于LightGBM的电动汽车行驶工况下电池剩余使用寿命预测》，提出了一种基于轻量型梯度提升机（LightGBM）的电动汽车电池单体剩余寿命预测方法，通过行驶工况下锂离子电池全生命周期容量测试，验证了所提预测模型的有效性。

沧州师范学院机械与电气工程学院刘伟等发表论文《计及常用恒流工况的锂离子电池建模方法》，提出了一种锂离子电池特性评估的工程建模方法，具有实验时间短、参数估计精度高、工况覆盖全面的优点。采用数据驱动与经验模型相结合的方法，实现锂离子电池SOH的准确估计是近年来动力电池技术领域的新方向。

为此，天津大学王萍等发表论文《一种基于数据驱动与经验模型组合的锂电池在线健康状态预测方法》，可以在减轻电池监测设备负担的前提下保持较高的SOH预测精度。

本次专题反映了我国学者在新能源汽车电驱动与充放电技术领域的最新进展，也为相关领域专家学者交流提供了平台，为促进新能源汽车性能提升和加速应用提供了新思路。感谢各位专家编委对本专题的支持，感谢《电工技术学报》编辑部为本次专题能够顺利出版付出的辛勤劳动。

主从绕组电机驱动系统及控制策略研究

作者：梁梓鹏；胡斯登；李钊；吴立建

摘要：针对大功率电机驱动系统工作在低载波比下引起的转矩脉动问题,该文提出一种基于双定子绕组结构的主从绕组电机驱动系统。利用向从绕组中注入高频谐波电流形成补偿磁链,再与低载波比工况下的主绕组磁链线性组合,保证圆形组合磁链,找到解决低载波比驱动系统中的转矩脉动问题的新途径。

首先,阐述电机中主从绕组的磁链组合与转矩补偿原理,并给出主从绕组的设计指标;其次,针对从绕组侧高频谐波电流注入方式、控制策略等问题进行详细分析;最后,仿真与实验均表明该文提出的主从绕组系统及其控制策略的有效性。通过变换器开关损耗与导通损耗的计算与比较,结果表明,实现相同转矩脉动指标,主从绕组系统损耗可以降低30%左右,明显优于现有高载波比三相系统。

一种用于电动汽车磁场解耦型双定子开关磁阻电机的新型功率变换器

作者：闫文举；陈昊；刘永强；廖朔

摘要：针对传统开关磁阻电机存在着功率密度低、转矩脉动大的问题,该文首先提出一种新型的双定子开关磁阻电机,内外定子磁场具有较好的解耦特性,并通过转子内外齿错开一定的机械角度,降低转矩脉动。

针对该文所提出的新型双定子开关磁阻电机具有内定子、外定子、双定子、内外定子串联和并联五种工作模式,目前常规的功率变换器结构已经不能满足其功能需求的问题,提出一种新型的功率变换器。接着分析五种工作模式下新型功率变换器的工作模态,并进行稳态和动态仿真分析。最后试制一台16/18/16结构的样机,并搭建新型功率变换器驱动系统,通过实验验证其工作原理的实际可行性,为新型电机驱动在电动汽车驱动系统领域的推广应用奠定基础。

基于虚拟信号和高频脉振信号注入的无位置传感器内置式永磁同步电机MTPA控制

作者：赵文祥；刘桓；陶涛；邱先群

摘要：为了降低传统内置式永磁同步电机（IPMSM）低速无位置传感器控制系统中的铜耗,该文提出一种基于虚拟信号和高频脉振信号注入的最大转矩电流比（MTPA）无位置控制技术,以提高电机的转矩输出能力和系统效率。为避免两种控制算法相互干扰,与传统虚拟信号注入MTPA控制策略不同,该文提出的方法在估计的dq轴上注入直流信号,通过功率计算来跟踪MTPA工作点。该MTPA策略不会引起额外的损耗且不依赖于电机参数。

与此同时,由于注入信号为直流信号,无位置传感器控制精度并不会受到影响。实验结果表明,所提方法在不同负载转矩、不同转速等工况下,能够在准确追踪MTPA工作点的同时准确地在线估计转子位置。

电动汽车功率控制单元软件数字化设计研究综述及展望

作者：何绍民；杨欢；王海兵；沈捷；李武华

摘要：作为纯电动汽车的核心零部件,功率控制单元高安全和高性能方面的需求对其软件设计和验证提出了功能范围的高覆盖率和验证环节的高效率两方面的挑战。软件数字化设计由于其灵活高效与低成本的特征,是功率控制单元的设计验证面向设计自动化的有效方式。

该文以电动汽车功率控制单元的软件设计为蓝本,从数字平台、数学建模和数值算法三个角度,系统地梳理了电动汽车功率控制单元软件数字化设计的最新研究进展,围绕数字化设计对于运行速度、保真度,以及复杂度的技术需求,概括了功率控制单元现有数字平台的结构特点,并对其数学建模方法和数值算法进行归纳和总结,在此基础上对电力电子数字化设计的未来发展方向进行展望。

SiC逆变器高频脉冲电压对Hairpin绕组绝缘安全的影响分析

作者：鞠孝伟；程远；杨明亮；崔淑梅；刘新华

摘要：针对碳化硅（SiC）逆变器高频高dv/dt脉冲激励下的Hairpin绕组高电应力容易造成绝缘损伤的问题,该文对一台电动汽车用Hairpin绕组永磁同步电机进行了绕组匝间绝缘的电压应力计算与安全分析。

首先,提出考虑双导体边耦合效应的Hairpin绕组单匝线圈高频等效电路模型,提取电机绕组的高频分布参数,并基于场路耦合有限元方法建立Hairpin绕组的匝间电压计算模型;然后,得到SiC逆变器驱动下的绕组匝间绝缘电压应力,利用绕组匝间电压测试平台验证了模型与分析方法的正确性;最后,分析了不同匝间电压幅值、绝缘厚度、材料相对介电常数、匝间气隙长度等对气隙电场分布线的影响规律,以气隙电场分布线与Paschen曲线的关系为判据,给出了一种判断绕组绝缘是否发生放电的方法。

电动汽车用车载集成式充电系统若干关键技术问题及解决方案

作者：佟明昊；程明；许芷源；文宏辉；花为等

摘要：集成式车载充电系统通过对驱动电机绕组和逆变器进行分时复用与合理重构,可在不增加额外器件的情况下,实现便捷快速的车载充电,近年来引起了学界和产业界的持续

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