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：复旦大学
冠名合作伙伴：阳光电源股份有限公司
联合合作伙伴：英飞凌科技（中国）有限公司、宁波希磁电子科技有限公司、湖南艾华集团股份有限公司、意法半导体（中国）投资有限公司
卓越品牌合作伙伴：深圳麦科信科技有限公司
竞赛测试合作伙伴：艾德克斯电子有限公司

◆ 竞赛题目：储能用高效率DC-DC变换器设计

储能电池一般通过DC-DC双向功率变换器连接到逆变器直流母线。伴随着储能电池规格和光储一体机型谱的日益丰富， DC/DC双向功率变换器在这演进的过程中担任的角色越来越重要。各参赛队伍充分发挥先进算法和创新拓扑技术优势解决双向DC/DC变换器设计的相关问题，站在储能系统角度，探索数据和模型融合创新设计与仿真方法，最终提出满足高效率、高电压增益等技术要求的储能用DC-DC变换技术方案。

◆ 参赛设计技术要求

1. 高效、高电压增益与高功率密度设计是竞赛核心评价指标。
2. 考虑操作便利性与安全性，竞赛以双向电池模拟器为验证平台，围绕转换效率和电压增益为主要目标开展创作。
3. 参赛作品必须有组委会提供的器件推荐清单中的功率半导体器件或驱动器件，但不限所有器件必须使用；可使用SiC和GaN等宽禁带半导体器件。
4. 不限定开关频率, 不限定拓扑，可使用创新拓扑结构提升变换器效率降低开关应力。

◆ 具体参数指标

1. 高压侧电压兼容范围：320Vdc-550Vdc
2. 低压侧电压范围：14~18Vdc
3. 额定输出功率500 W
4. 自然冷却方式；

◆ 测试要求

1. 双向输出电压精度和纹波测试

目标：验证变换器在正常运行时的输出电压精度与纹波
测试条件：
 —  测试功率：200W、500W
 —  测试电压：低压侧电压范围：14~18Vdc；高压侧电压范围320Vdc-550Vdc
 —  示波器设置：20MHz测量带宽，纹波采用AC耦合、电压精度采用DC耦合
测试步骤：
 — 输入电压为14~18Vdc，输出电压分别为320Vdc，400Vdc，480Vdc，500Vdc，测试输入电压范围内输出电压精度与纹波是否达到相应要求
 — 输入电压为360V/520V，输出电压为14V/18Vdc，测试输入电压范围内输出电压精度与纹波电压
验收标准：
 —  纹波峰峰值（Vp-p）：≤5%
 —  输出电压精度：≤5%
 —  测试过程中无过热、保护触发、异常或故障

 

2. 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5分钟后开始记录效率(含辅助电源)
 —  测试设备：功率分析仪
 —  测试功率：200W、500W
测试步骤：
 - 设置输入电压14V/18V，测试电压360Vdc，负载分别为200W、500W，记录功率分析仪的测试效率
 - 设置输入电压14V/18Vc测试电压520Vdc，负载分别为200W、500W，记录功率分析仪的测试效率
 - 设置输入电压360Vdc，测试电压14V/18V，负载分别为200W、500W，记录功率分析仪的测试效率
 - 设置输入电压520Vdc，测试电压14V/18V，负载分别为200W、500W，记录功率分析仪的测试效率
验收标准：
升/降压变换峰值效率97%@40%Pn/360V、满载效率95%（测试电压360V/520V, 14V/18V）

 

3. 动态特性测试

目标：验证变换器负载突变时输出电压、电流的动态响应能力
测试条件：
 —  示波器设置：20MHz测量带宽，纹波采用AC耦合
测试步骤：
 - 设置测试输出电压360Vdc，负载由200W变为500W，记录输出电压的动态响应波形；再由500W变为200W，记录输出电压的动态响应波形
 - 设置测试输出电压520Vdc，负载由200W变为500W，记录输出电压的动态响应波形；再由500W变为200W，记录输出电压的动态响应波形
验收标准：
输出电压过冲/跌落≤5%，输出电压电流纹波≤5%

 

4.选择测试项：
1) 使用双模块并联方案，单个模块500W
目标：验证变换器的并联工作是否可以实现均流
测试条件：
 —  测试时间：变换器运行5分钟后开始记录功率
 —  测试设备：功率分析仪
 —  测试功率：1000W
 —  测试电压：360Vdc/520Vdc
测试步骤：
 - 将两个模块输出并联，满功率1000W运行
 - 设置测试输出电压360Vdc，分别测试两个模块的功率
 - 设置测试输出电压520Vdc，分别测试两个模块的功率
验收标准：
两模块功率均衡度≤5%

 

故障测试：
单一模块异常输出后，另一模块可独立运行
目标：验证变换器的并联工作时两个模块互不干扰
测试条件：
 —  测试设备：功率分析仪、示波器
 —  测试电压：360Vdc/520Vdc
测试步骤：
 - 将两个模块输出并联，满功率1000W运行
 - 设置测试电压360Vdc，切断其中一个模块，使其不工作
 - 设置测试输出电压520Vdc，切断其中一个模块，使其不工作
验收标准：
单一模块输出异常后，另一模块可独立运行

 

2) 仿真报告中测试先进算法在实时优化开关频率、占空比等关键控制参数中的表现，可采用数据驱动和机理建模等方法对电路拓扑与控制进行优化。
要求：算法优化下效率和动态性能显著优于传统固定参数控制。