第十二届高校电力电子应用设计大赛“英飞凌杯”先进电源变换技术竞赛
一. 赛道简介
随着人工智能数据中心、先进工业装备、新能源交通等多个国家重要战略领域对电能变换的效率和密度需求日益增长，本赛道基于先进电源技术的最前沿应用需求设立赛题，旨在吸引我国高校电力电子领域的科研人员和学生开展先进电能变换技术的交流和探索。
二. 赛道组织机构
主办单位：中国电源学会
中国电源学会科技竞赛工作委员会
承办单位：上海交通大学
冠名合作伙伴：英飞凌科技（中国）有限公司
联合合作伙伴：湖南艾华集团股份有限公司
深圳麦科信科技有限公司
三. 竞赛题目及要求
（一）竞赛题目：高效高功率密度双向车载充电电源设计
随着新能源汽车产业的持续扩张，车载充电电源（On-Board Charger, OBC）作为连接电网与动力电池的核心枢纽，其性能直接决定了整车的充电效率与用户体验。当前，车载电源系统正面临对功率密度、转换效率及双向能量传输能力的更高要求。碳化硅(SiC)、氮化镓（GaN）及双向开关（GaN BDS）等宽禁带器件的发展，为车载电源的小型化、高效化设计带来了更多可能性。本赛题聚焦于电动汽车车载应用场景，要求设计一款面向400V电池平台的高效、高功率密度双向DC/AC变换器。参赛作品需满足高可靠性、低损耗及紧凑型设计的要求，推动宽禁带器件在新能源汽车领域的创新应用。鼓励采用创新拓扑结构、先进控制算法或热管理方案，在效率、功率密度和成本之间实现最佳平衡，为车载供能系统提供高性能解决方案。
（二）参赛设计技术要求：
1.参赛设计至少包含附件英飞凌推荐的新型宽禁带器件列表中的一款高压器件。
2.考虑操作便利性与安全性，竞赛以电池模拟器为验证平台，围绕转换效率和功率密度为主要目标开展创作。
3.不限定功率变换器拓扑，开关频率大于100kHz；
4.低成本设计，主板结构不超过4层板；
5.自然冷却，要求能在25℃环境温度下持续满载工作10分钟。
具体参数指标：
1.交流侧电压：220Vac（±10%）/50Hz（48.5Hz-51.5Hz）
2.直流侧电压：200Vdc-400Vdc
3.双向传输功率：600W
4.正向（放电）工况交流侧输出电压质量：交流侧带纯阻性负载，交流电压精度±1%；交流频率精度±1%；交流电压THD<3%@满载。
5.反向（充电）工况PFC性能及交流侧电流质量：交流侧带电网模拟器，交流侧输入功率精度<2%，功率因数PF>0.98@满载，交流电流THD<5%@满载。
6.直流侧电压为200V-400Vdc的平均转换效率：充电平均效率>92%；放电平均效率>92%。
7.(加分项)并网（充放电切换）工况测试：功率因数±0.8范围可调；正反向运行可在线切换，切换时间<50ms。
8.是否隔离：隔离
9.功率密度：不低于2W/cm3（包含散热器尺寸）
10.控制实现方式：模拟数字均可
测试要求：
目标：验证正向（放电）模式下，变换器在不同直流电压下的交流输出质量。
测试条件：
—直流侧电源（模拟电池）：电压范围200V-400V。
—交流侧负载：纯阻性负载，分别调节至200W/600W。
—示波器/功率分析仪设置：测量带宽20MHz。
测试步骤：
—调节直流侧输入电压分别为200V、400V，在各输入电压点下，加载至200W/600W，记录交流侧输出电压有效值、频率及THD。
验收标准：
—交流电压精度：220Vac±1%；频率精度：50Hz±1%；电压THD：<3%@满载。
2.反向（充电）工况测试
目标：验证反向（充电）模式下的PFC性能及电流质量。
测试条件：
—交流侧电源（模拟电网）：220Vac/50Hz。
—直流侧负载（模拟电池）：电压设定200V-400V。
—示波器/功率分析仪设置：测量带宽20MHz。
测试步骤：
—设置直流侧电压为200V、400V，变换器控制交流侧输入功率为200W/600W，记录交流侧输入功率、功率因数（PF）及输入电流THD。
验收标准：
—交流侧输入功率精度<2%；功率因数PF：>0.98@满载；交流电流THD：<5%@满载。
3.转换效率测试
目标：验证变换器的转换效率是否满足设计要求。
测试条件：
—测试时间：变换器运行稳定后开始记录效率(含辅助电源)。
—测试设备：功率分析仪
测试步骤：
（1）充电效率：额定功率，固定交流侧电压为220Vac/50Hz，调节直流侧电压从200V至400V，每隔50V取一个测试点，记录效率并计算平均值。
（2）放电效率：额定功率，固定交流侧电压为220Vac/50Hz，调节直流侧电压从200V至400V，每隔50V取一个测试点，记录效率。
验收标准：
—充电平均效率>92%；放电平均效率>92%
4.功率密度测试
目标：验证变换器的功率密度是否满足要求。
测试步骤：
（1）测量变换器的外部尺寸（包含散热器尺寸），根据长×宽×高计算体积（cm³）。变换器长宽高以测得变换器最长、最宽、最高点计算。
（2）功率密度计算：功率密度=输出功率/体积。
验收标准：
—功率密度 ≥ 2W/cm³。
5.持续工作稳定性测试
目标：验证变换器在室温下的持续工作能力。
测试条件：
—环境温度：25℃，自然冷却
—直流侧电压：300Vdc。
—交流侧电压：220Vac/50Hz。
—放电功率：600W。
—测试时间：10分钟。
测试步骤：
（1）启动变换器并稳定工作10分钟。
（2）记录变换器的输出电压、电流、功率。
验收标准：
—变换器在额定工况下能够稳定工作10分钟，无保护触发、异常或故障。
6.加分项：并网（充放电切换）工况测试
目标：验证变换器在并网状态下的功率因数调节精度、交流电流质量以及正反向功率切换的动态响应能力。
测试条件：
—交流侧电源（模拟电网）：220Vac/50Hz。
—直流侧双向电源（模拟电池）：电压设定300V。
测试步骤：
（1）功率因数（PF）调节测试：设置直流电压为300Vdc，变换器运行于额定功率600W；通过外部指令分别调节功率因数目标值为+0.8、1.0、-0.8。待稳定后，分别记录功率分析仪上的实测PF值及交流电流THD。
（2）正反向切换测试：设置直流电压300Vdc，初始状态设定为单位功率因数反向充电600W。发送指令切换至单位功率因数正向放电600W，使用示波器捕捉切换瞬间的电流波形，测量切换时间。
验收标准：
—交流功率因数（可调）：范围±0.8，精度±0.05。
—交流电流THD：<5%@满载（覆盖PF=1、-0.8、+0.8三种工况）。
—功率切换时间：<50ms。
四. 参赛办法：
1.参赛报名：参赛队应于2026年3月16日前登录design.cpss.org.cn，上填写提交。需要包括项目组成员组成信息，并提供一份由指导教师签名的支持函，同意指导参赛队伍、并为参赛队伍提供必要支持，包括实验场地、实验材料、必要的参赛费用等。指导教师的支持函模板参见“第十二届高校电力电子应用设计大赛方案征集通知”附件5。
2.参赛队伍基于竞赛题目应于2026年4月30日前在design.cpss.org.cn上填写提交一份项目计划书，需要包含项目技术方案及参赛时间计划。计划书连同撰写要求参见“第十二届高校电力电子应用设计大赛方案征集通知”附件6。
五. 赛道组织委员会
（一）组织委员会：
吴新科 浙江大学 教授（主席）
李 睿 上海交通大学 教授（副主席）
杜 雄 重庆大学 教授
原熙博 中国矿业大学 教授
杨 旭 西安交通大学 教授
汤天浩 上海临港电力电子研究院 教授
孙耀杰 复旦大学 教授
朱 淼 上海交通大学 教授
许建平 西南交通大学 教授
陈志豪 英飞凌科技有限公司 副总裁
梁郁葱 湖南艾华集团股份有限公司 华东区副总经理
魏金玲 深圳麦科信科技有限公司 副总经理
（二）技术指导委员会（按姓氏拼音顺序排列）：
卜思齐 香港理工大学 教授
陈阿莲 山东大学 教授
陈 材 华中科技大学 教授
陈桂鹏 厦门大学 副教授
陈家伟 重庆大学 教授
陈 杰 南京航空航天大学 教授
陈思哲 广东工业大学 教授
陈 为 福州大学 教授
陈 武 东南大学 教授
陈燕东 湖南大学 教授
陈烨楠 浙江大学 教授
陈 勇 电子科技大学 教授
陈 宇 华中科技大学 教授
杜明星 天津理工大学 教授
樊明迪 苏州大学 教授
方旌扬 山东大学 教授
方 志 南京工业大学 教授
高 峰 山东大学 教授
高 嵬 海军工程大学 教授
龚立姣 石河子大学 教授
管乐诗 哈尔滨工业大学 教授
郭小强 燕山大学 教授
杭丽君 杭州电子科技大学 教授
何国锋 河南城建学院 教授
何晋伟 天津大学 教授
贺明智 四川大学 教授
胡存刚 安徽大学 教授
胡海兵 南京航空航天大学 教授
胡 松 苏州工学院 教授
胡雪峰 安徽工业大学 教授
皇甫宜耿 西北工业大学 教授
黄 萌 武汉大学 教授
嵇保健 南京理工大学 副教授
姜 飞 长沙理工大学 教授
蒋东荣 重庆理工大学 教授
金 阳 郑州大学 教授
康劲松 同济大学 教授
兰 征 湖南工业大学 教授
李楚杉 浙江大学 研究员
李 虹 浙江大学 教授
李守翔 北京理工大学 教授
李思奇 昆明理工大学 教授
李伟林 西北工业大学 教授
李卫星 大连理工大学 教授
李 想 郑州大学 副教授
李 晓 北京航空航天大学 副教授
李宇飞 西安交通大学 教授
刘 闯 东北电力大学 教授
刘 飞 武汉大学 教授
刘 辉 广西大学 教授
刘树林 西安科技大学 教授
刘一琦 东北林业大学 教授
刘 增 西安交通大学 教授
陆海峰 新疆大学 教授
马澄斌 上海交通大学 教授
马 刚 南京师范大学 教授
马红波 西南交通大学 教授
马铭瑶 合肥工业大学 教授
梅云辉 天津工业大学 教授
钱 挺 同济大学 教授
沙德尚 北京理工大学 教授
宋清亮 英飞凌科技大中华区 技术总监
宋文胜 西南交通大学 教授
孙 凯 清华大学 教授
孙鹏菊 重庆大学 教授
孙 尧 中南大学 教授
唐 欣 长沙理工大学 教授
佟文明 沈阳工业大学 教授
涂春鸣 湖南大学 教授
汪 飞 上海大学 教授
王琛琛 北京交通大学 教授
王 丰 西安交通大学 教授
王浩宇 上海科技大学 教授
王景芳 哈尔滨工程大学 副教授
王丽娜 北京航空航天大学 教授
王 平 香港科技大学 助理教授
王 睿 东北大学 副教授
王顺利 内蒙古工业大学 教授
王顺亮 四川大学 教授
王懿杰 哈尔滨工业大学 教授
王 勇 上海交通大学 教授
王 瑜 复旦大学 副研究员
文辉清 西交利物浦大学 教授
吴红飞 南京航空航天大学 教授
吴卫民 安徽理工大学 教授
吴学智 北京交通大学 教授
伍群芳 南京航空航天大学 副教授
夏 鲲 上海理工大学 教授
肖华锋 东南大学 教授
辛 振 河北工业大学 教授
熊小玲 华北电力大学 副教授
徐海亮 中国石油大学 教授
徐千鸣 湖南大学 教授
许 国 中南大学 教授
许明夏 大连交通大学 教授
杨国华 宁夏大学 教授
杨 平 西南交通大学 教授
杨永恒 浙江大学 研究员
杨 勇 苏州大学 教授
杨玉岗 太原理工大学 教授
姚 凯 南京理工大学 教授
姚志垒 上海海事大学
尹忠刚 西安理工大学 教授
于东升 中国矿业大学 教授
袁义生 华东交通大学 教授
张 波 华南理工大学 教授
张达敏 厦门理工大学 副教授
张桂东 广东工业大学 教授
张 辉 西安理工大学 教授
张克涵 西北工业大学 教授
张 犁 河海大学 教授
张 亮 南京工程学院 教授
张龙龙 中国石油大学 副教授
张卫平 北方工业大学 教授
张 献 河北工业大学 教授
张 兴 合肥工业大学 教授
张宇昊 香港大学 教授
张 云 天津大学 教授
张智晟 青岛大学 教授
赵成勇 华北电力大学 教授
赵 晖 复旦大学 研究员
赵晋斌 上海电力大学 教授
郑泽东 清华大学 教授
周铭浩 哈尔滨理工大学 教授
周 岩 南京邮电大学 教授
朱国荣 武汉理工大学 教授
朱孝勇 江苏大学 教授
邾玢鑫 三峡大学 教授
（三）赛道秘书处：
秘书长：
马 柯 上海交通大学 教授
副秘书长：
刘 明 上海交通大学 教授
杨佳涛 上海交通大学 博士后
陆 纲 英飞凌科技大中华区 人力资源总监兼大学计划负责人
成 员：
张建文 上海交通大学 研究员
吕 敬 上海交通大学 副教授
张 琛 上海交通大学 副教授
施 刚 上海交通大学 副研究员
王 晗 上海交通大学 副研究员
杨仁炘 上海交通大学 副研究员
周剑桥 上海交通大学 副研究员
刘 畅 上海交通大学 助理研究员
许少伦 上海交通大学 正高级实验师
彭 程 上海交通大学 博士后
马 菁 上海交通大学 主任
刘贵芳 英飞凌科技中国有限公司 大学计划经理
贾志刚 中国电源学会 工作人员
史雯霏 中国电源学会 工作人员
赛道秘书处联系方式：
联系人及电话：
杨佳涛 博士后 电话：18817865177
刘 明 教 授 电话：17821026110
地址：上海市闵行区东川路800号上海交通大学闵行校区。
中源函〔2026〕10号-附件1：“英飞凌杯”先进电源变换技术竞赛介绍.pdf
中源函〔2026〕10号-第十二届高校电力电子应用设计大赛方案征集通知.pdf