北京交通大学电气工程学院新能源研究所

  北京交通大学新能源研究所隶属于北京交通大学电气工程学院,成立于2006年1月,是一所专门从事与新能源开发、利用和推广有关的科研、教育工作的研究机构。
  本所从上世纪90年代初开始进入电动汽车和新能源发电领域,多年来始终保持专注的研究方向、领先的研究深度及高效的产学研合作方式。目前本所科研实力雄厚,拥有一支由中青年科技骨干组成的稳定科研团体和先进的教学科研设备,形成现有教师29人(其中教授5名,副教授7名)、研究生120人左右的科研团队,在学术研究、产品开发、市场推广、人才培养、社会服务等方面都取得了优秀的成果。

(1)研究领域及应用成果
  本所主要研究领域为动力电池应用技术、风电和光伏发电技术和电力系统技术,已经掌握了动力锂电池管理系统和充电机的设计、制造和检验、新能源发电的核心技术。在电动汽车动力电池成组应用、电动汽车充电站设计、新能源发电储能以及微网等方面取得了显著的成果。

  新能源研究所
  电池管理技术应用:研制的电池管理系统得到广泛应用,2010年产品市场份额达50%,与国内主要动力电池生产厂家建立了密切的战略合作伙伴关系。

 
  充电设备及充电站技术应用:针对常规充电、应急充电和电池快速更换三种电能补给方式开发出了相关充电产品,并且参与建立了北京奥运会、上海世博会、广州亚运会和深圳大运会等主要充电站的建设工作。

 
  新能源发电技术应用:已经研制出1.5MW、2MW和3MV的变流器,并已经并网运行。
 
(2)发展方向
  本所研究发展方向为动力电池应用技术、电力电子新技术、充电站优化设计和智能配电系统等。
  动力电池应用技术:成组锂离子电池应用基础理论研究、电池储能系统研究和电池梯次利用技术研究;
  电力电子新技术:电网友好型新能源发电并网技术、大功率高效变流器技术、微网变流器即插即用技术以及高性能电动汽车充电设备的研究。
  充电站优化设计:充电站优化匹配设计理论、充电站负荷预测方法、多能源接入充电站能量控制技术、多能源接入充电站供电拓扑结构研究和充电站网络通信协议标准化技术。
  智能配电系统:电动汽车能量补给需求理论、电能补给设施布局与优化理论、与智能配电网相互协调控制的基础理论、新型智能配电系统的规划理论与方法和混杂智能配电网经济运行与稳定性分析等。

(3)实验平台
  本所配置了先进的教学科研设备,具有完备的动力电池应用技术实验平台、电动汽车充电技术实验平台和新能发电技术实验平台,并在东营建设了风电室外研究基地。
     
  

(4)科研成果

获奖情况
  2008年北京交通大学“纯电动客车关键技术及在公交系统中的应用”项目获国家科学技术进步二等奖;
  2008年北京交通大学“北京奥运电动汽车开发及关键技术推广应用”项目获教育部科学技术进步奖一等奖;
  2010年北京交通大学“电动车辆充电站关键技术及工程化应用”项目获北京市科技奖二等奖;
  2010年北京交通大学“轨道交通节能方法与关键技术”项目获北京市科技奖三等奖;
  2010年北京交通大学“电铁供电关键技术研究”项目获国家电网公司科学技术进步奖三等奖;
  2011年北京交通大学“电气化铁路牵引网高次谐波谐振抑制技术及装置”项目获铁道科技奖二等奖;
  2011年北京交通大学“铁路变配电所异常过电压综合治理装置”项目获铁道科技奖三等奖;
  2011年北京交通大学“电力机车过关节式分相过电压机理分析及防护措施”项目获铁道科技奖三等奖;
  2012年茅以升北京青年科学奖
  2012年科技北京百名领军人才
  2012年北京青年五四奖章
  2013年北京交通大学“电动汽车充电设施设计理论、方法和标准研究及应用”项目获得北京市科学技术奖二等奖;
  2013年北京交通大学“北京市电动汽车电能供给智能服务网络建设”项目获得北京市科学技术奖三等奖。
  2013年 科技部中青年科技创新领军人才


专利
  目前已申请的专利40余项,其中发明专利10余项,实用新型专利20余项。

标准编写
  参与编制了《电动汽车充电站通用要求》、《电动汽车传导式充电接口》和《电动汽车电池管理系统与非车载充电机之间的通信协议》三项国标,并参与了北京市电动汽车电能供给与保障技术规范中9个地标的编制工作,其中牵头编制了《电动汽车电能供给与保障技术规范 充放电装置》标准。

(5)科研项目
  近年来,承担了包括国家高新技术“863”计划、科技支撑计划、国家自然科学基金、铁道部科技开发计划项目、北京市科委等在内的各类科研课题199项,其中研发周期3年以上项目35项、对外合作项目70项。
  1. 863计划项目“车用动力蓄电池管理系统核心关键技术及可靠性研究”
  2. 863计划项目“大型风电机组独立电动变桨距集成系统关键技术研究”
  3. 863计划项目“双模式建筑光伏系统集成技术研究及关键设备研制”
  4. 863计划项目“充电设备性能测试与评价”
  5. 863计划项目“混合动力电动车用镍氢动力电池管理控制器总成开发及产业化”
  6. 国家科技支撑项目“轻量化高性能辅助电源电池系统”
  7. 国家科技支撑项目“风电机组整机设计关键技术研究与推广示范”
  8. 国家科技支撑项目“分布式供能系统高压变流器及软开关技术”
  9. 国家科技支撑项目“混合动力动车组关键技术研究及典型样车研制”
  10. 国家科技支撑项目“高速列车综合节能关键技术与集成应用示范”
  11. 国家科技支撑项目“电池储能大规模系统集成技术研究”
  12. 国家科技支撑项目“含高比例间歇式能源的区域型智能电网集成综合示范”
  13. 北京市科委“电池储能大规模系统集成技术研究”
  14. 北京市科委“北京市纯电动商用车运营经济性分析”
  15. 北京市科委“电动汽车智能快速补电系统开发”
  16. 北京市科委“动力电池梯次利用技术研究及示范应用”
  17.北京市科委 “规模化应用电动乘用车队区域配电网的影响研究”
  18.北京市科委 “北京市公共领域电动汽车运营保障体系建设(Ⅲ)期”
 
(6)发表文章
  近五年,在国内外知名期刊和前沿会议上发表高水平论文150余篇,其中SCI检索10多篇,EI检索超过50篇;出版专著1本。
  1. 姜久春,张彩萍,温家鹏,张维戈,S.M.Sharkh. An Optimal Charging Method for Li-Ion Batteries Using a Fuzzy Control Approach Based on Polarization Properties. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 2013
  2. 时小龙,姜久春,郭新涛. An Efficiency-Optimized Isolated Bidirectional DC-DC Converter with Extended Power Range for Energy Storage System in Microgrids. ENERGIES, 2013, 6(1):27-44
  3. 张彩萍,姜久春,张维戈,Sharkh,Suleiman M. Estimation of State of Charge of Lithium-Ion Batteries Used in HEV Using Robust Extended Kalman Filtering. ENERGIES, 2012, 5(4)
  4. 苏粟,姜久春,张维戈. An autonomous decentralized voltage control scheme in PEV charging devices on the distribution network-reactive power compensation for voltage decreases caused by household loads and charging devices. European Transactions on Electrical Power, 2012,52:3391-3398
  5. 牟大中,姜久春,张彩萍. Online Semiparametric Identification of Lithium-Ion Batteries Using the Wavelet-Based Partially Linear Battery Model. ENERGIES, 2013,6(5):2583-2604
  6. C.P. Zhang, S.M. Sharkh, X. Li, F.C. Walsh, C.N. Zhang, J.C. Jiang. The performance of a soluble lead-acid flow battery and its comparison to a static lead-acid battery. Energy Conversion and Management. 52(2011)3391-3398
  7. 王晓辉,张小青. An efficient algorithm of transient responses on wind tower struck by lightning, COMPEL, 2009 28(2): 273―284
  8. 张小青. A circuit approach to the calculation of lightning transients in cage-like multiconductor systems. International Journal of Electrical Engineering, 2010 47(2): 213―222
  9. 王晓辉,张小青. An efficient algorithm of transient responses on wind turbine tower struck by lightning, COMPEL, 2009 28(2):372—384
  10. 王晓辉,张小青. Calculation of electromagnetic induction inside a wind turbine tower struck by lightning. Wind Energy, 2010 13(7): 615-625
  11. 张小青. An efficient algorithm for transient calculation of the electric networks. Mathematical Problems in Engineering, 2011 201: 1―11
   12. 张彩萍,姜久春.用基于遗传优化的扩展卡尔曼滤波算法辨识电池模型参数[J]. 吉林大学学报, 2012,42(3):732-737.
  13. 温家鹏,姜久春,文锋等.Kalman算法在纯电动汽车SOC估算中的应用误差分析[J]. 汽车工程, 2010, 32(3):188-192+227.(EI:20102012936018)
  14. 温家鹏,姜久春,张维戈等.电池更换模式下电池管理系统的研究[J]. 高技术通讯, 2010, 20(4): 415-421.(EI:20102212974576)
  15. Caiping Zhang, Chengning Zhang, Jiazhong Liu, S.M. Sharkh. Identification of Dynamic Model for Lithium-Ion Batteries Used in Hybrid Electric Vehicles [J]. High Technology Letters , 2010, 16(1): 6-12. (EI:20102012932869)

(7)国际合作
  与丹麦奥尔堡大学、丹麦技术大学、澳大利亚新南威尔士大学、美国夏威夷大学、加州大学戴维斯分校、韦恩大学、密歇根大学、加州大学戴维斯分校、英国南安普顿大学和曼彻斯特大学等建立良好合作关系,定期进行学术研讨、专家互访和学生培养等。并与ABB、AREVA、Bosch、阿尔斯通等企业组建了多个产学研联合体,与西门子、三菱电机等企业建立了项目合作。