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2026年第05期

刊出日期:2026-05-06
邮发代号: ISSN 0258-7998
CN11-2305/TN
邮发代号:2-889
上一期

综述与评论

无线电池管理系统技术的研究与发展趋势分析

DOI:10.19339/j.issn.1674-2583.2026.05.001

作者:张辉1,冯桂青2,杜光东3

作者单位:1. 深能北方能源控股有限公司; 2. 深能源[深圳]创新技术有限公司; 3. 深圳市盛路物联通讯技术有限公司

摘要: 随着新能源汽车与储能系统向大规模、高密度发展,电池管理系统(BMS)的可靠性与可扩展性面临严峻挑战。无线电池管理系统(WBMS)通过消除物理线束,为解决传统有线架构的固有缺陷提供了路径,已成为学术界与工业界的研究热点。然而,现有 WBMS 方案在超大规模节点组网、强电磁干扰环境下的通信韧性,以及全生命周期成本效益方面仍存在局限。针对上述挑战,该文提出并深入分析了一种基于动态加密空间密集覆盖蚁群规则(DDA)无线通信协议的自主 WBMS 解决方案。该文系统阐述了 WBMS 的技术原理、核心挑战与发展趋势,重点构建了 DDA协议在物理层、链路层及网络层的性能分析模型,并通过实际储能项目验证了其工程可行性。研究表明,所提出的方案在通信可靠性(不小于99.999%,即数据包错误率不大于10-5)、实时性(端到端最小时延不大于2 ms)、大规模组网(单网关理论最大支持2 000节点)等方面展现出显著优势。文章进一步探讨了该技术在电动汽车、大型储能系统等场景的应用前景,分析了其在标准化、电磁兼容、功能安全等方面的深层挑战,并展望了其向智能化、集成化与开放标准化方向的发展趋势。
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数字与模拟

信号电源屏直流输出变换器同步失效机理分析与改进

DOI:10.19339/j.issn.1674-2583.2026.05.002

作者:安琦,叶甜甜,李小辉

作者单位:西安市轨道交通集团有限公司运营分公司

摘要: 该研究以西安地铁3号线太白南路站两台TE1电源屏直流输出变换器同时故障为研究对象,结合现场故障现象、设备结构原理及运维数据,开展同步失效机理分析。通过故障树建立双模块失效的逻辑关联,引入基于现场数据与经验的基本事件概率赋值,定量评估各底事件对顶事件的贡献度,从电路工作原理、保护逻辑策略、结构设计缺陷三个层面深入剖析,定位电源在器件选型、冗余设计及热稳定性方面的薄弱环节,并给出关键参数的定量实测数据。针对输入过压保护不全、LTC4357外围电容不足、均流能力缺失、温度保护阈值过高及布局不合理等具体缺陷,提出电路拓扑优化、关键器件升级、保护逻辑完善等根本性改进措施,并基于GJB/Z 299C进行可靠性预计,同时讨论了预计方法的局限性与共因失效的影响。研究表明,双模块同步失效的根本原因是均流不均导致的单模块长期过载、散热不良加速共性老化、输入浪涌保护劣化三者耦合,其中均流能力缺失对顶事件的贡献度最高。该文所提改进方案可有效降低同类故障发生风险,为地铁信号电源系统的可靠性设计提供技术参考。
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一种计量芯片专用新型UART通信接口研究

DOI:10.19339/j.issn.1674-2583.2026.05.003

作者:苗书立,曾培楷,吴呈呈

作者单位:深圳市锐能微科技有限公司

摘要: 单相电能计量芯片通常采用标准UART接口与主控MCU进行交互,由UART接口接收MCU发送的读写命令完成相应操作,并通过多个专用引脚将信号传输给MCU,包括但不限于有功脉冲、无功脉冲、中断信号、过零信号等。计量芯片与MCU之间一般需要通过光耦进行电气隔离,为了减少计量芯片的引脚数量,并达到节省电气隔离光耦的目的,文中提出一种计量芯片新型专用LSTX通信接口,该接口在UART的发送协议基础上进行扩展,采用自定义帧格式实现数据主动打包上传,将计量芯片的多种数据信息经TX通信口传给主控MCU,这可以省去多个脉冲引脚,实现更低的电气隔离成本。文中还提出通过LSTX进行计量芯片RC时钟校正的方案,可以使MCU通过LSTX接口测量到无晶振计量芯片内部RC时钟的频率,并针对RC时钟频率偏差进行硬件校准补偿,以计算出脉冲出现的准确时间,从而使MCU接收到整个数据包后对计量芯片的电能脉冲信息进行正确解析,这有利于实现免晶振计量,进一步降低整机物料成本。
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方案与应用

手环心电监测的误差机理与电路优化应用研究

DOI:10.19339/j.issn.1674-2583.2026.05.004

作者:顾芷语1, 张欣悦2, 姜星月3,唐冬来4

作者单位:1.江苏大学;2. 南京审计大学; 3. 上海师范大学天华学院; 4. 四川中电启明星信息技术有限公司

摘要: 智能手环心电监测凭借便携、低功耗、可连续监测的优势,成为民用心血管健康筛查的核心设备,但受限于穿戴式采集场景与集成电路架构的微型化,监测信号存在基线漂移、运动伪影、幅值失真、噪声干扰等误差问题,难以满足准医疗级监测精度要求。该文聚焦手环心电监测的集成电路硬件层级误差来源,系统分析模拟前端、模数转换、电源管理、信号处理芯片的误差产生机理,结合可穿戴设备低功耗、小型化的设计约束,提出基于高共模抑制放大电路、自适应滤波集成电路、高精度模数转换(ADC)架构与片上实时校准的综合优化方案。通过搭建实测验证平台,对比优化前后心电信号的幅值误差、波形失真度、信噪比指标,优化后的集成电路系统可将手环心电监测幅值误差控制在0.3 mV以内,信噪比提升27.9 dB,有效抑制运动干扰与基线漂移误差,大幅提升民用穿戴式心电监测的准确性与稳定性。该研究为低误差、低功耗、小型化手环心电监测集成电路的设计与工程应用提供了重要参考。
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基于大数据分析的智能电网变电站运维优化研究

DOI:10.19339/j.issn.1674-2583.2026.05.005

作者:叶雪峰

作者单位:国网赣州供电公司

摘要: 随着智能电网建设的深入推进,变电站运维管理面临设备规模持续扩大,运行数据快速增长与传统人工运维效率不足等多重压力,大数据分析技术为变电站运维提供了新的技术路径,其通过对多源异构运行数据的系统采集、深度挖掘与智能建模,能够实现设备状态精准感知、故障提前预警及运维资源合理调配。以某省级电网典型220 kV变电站为实验对象,构建基于大数据平台的运维优化系统,该研究对设备健康评估准确率、故障预警及时率、运维调度效率等关键指标进行量化分析,实验结果表明,引入大数据分析方法后设备故障预警准确率提升至93.1%,运维综合成本降低约18.3%,巡检响应效率显著改善,验证了大数据技术在变电站运维优化中的有效性与可行性。
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半导体设备用简易高操作性连接固定装置设计

DOI:10.19339/j.issn.1674-2583.2026.05.006

作者:吴萍森

作者单位:上海芯上微装科技股份有限公司

摘要: 针对半导体设备腔体狭小、极端工况下结构件拆装难、固定可靠性不足的问题,该文设计一种基于弹簧松不脱螺钉与轻量化转接块的连接固定装置。装置采用TA13材质制备,具备小型化、轻量化特性,可适配高低温、水下等严苛环境;通过按压式锁紧结构,无需专用工具即可实现托盘类组件快速拆装,有效解决传统螺钉连接操作繁琐、空间适配性差的痛点。试验与应用表明,该装置结构紧凑、操作便捷,可显著提升半导体设备装配与运维效率,适用于机箱、机柜及水下半导体设备等场景。
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基于GD32F307VET6国产MCU的通信基站储备边缘控制系统硬件设计与实现

DOI:10.19339/j.issn.1674-2583.2026.05.007

作者:方城

作者单位:江苏南自通华智慧能源股份有限公司

摘要: 针对传统通信基站储能智能化程度低、运营成本高、核心控制芯片依赖进口等问题,该文以国产GD32F307VET6微控制器为核心,设计了一套通信基站储备边缘控制系统。系统具备数据采集与分析功能,能够精确统计储能设备的充放电总量,为经济效益的精准评估提供详细可靠的数据支持。借助实时监控技术,能够实现无人值守运维与峰谷套利。经过基站近一年的整机测试验证,该系统硬件运行稳定,响应速度快,有效降低基站运营成本,为通信基站能源管理提供了可靠的解决方案。
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