问题:磁性器件与磁材料建模是电力电子系统设计基础环节。随着新能源并网、储能变换、车载电驱等场景快速发展,设备向高频、高功率密度演进,磁材料瞬态工况下的磁滞特性更为复杂。如何建立高精度、可计算、可复用的瞬态磁滞模型,并实现工程化应用,成为产业界与学术界共同面对的难题。 原因:,IEEE MagNet Challenge系列赛事聚焦数据驱动建模、算法创新与工程软件研发,推动建模技术与工业应用结合。MagNet Challenge 2由普林斯顿大学、达特茅斯大学及IEEE电力电子学会联合多家国际企业发起,围绕瞬态磁滞建模设置赛题,历时近一年,吸引来自15个以上国家和地区的40支队伍参赛,参赛高校覆盖国内外多所一流大学,集中展示了该领域的研究与工程水平。 影响:赛事近日收官。由合肥工业大学电气与自动化工程学院莫李平副教授牵头组织的“HFUT-CITYUHK-XMU”跨校联合团队,在香港城市大学江朝强教授产业指导以及阳光电源股份有限公司支持下,从多支国际强队中取得佳绩:获得“杰出性能奖”全球第二,并斩获“最佳软件工程奖”全球第一,且为当届唯一获该奖项的团队,获得赛事奖金1万美元。据介绍,该团队也是本届赛事亚洲地区唯一获奖队伍,同时也是唯一同时获得两项大奖的参赛队伍。业内认为,这个成绩反映了我国高校在功率磁建模与工程软件上的综合实力,也显示我国新能源与电力电子产业对基础建模能力的需求,正在转化为更有效的科研组织与成果产出。 对策:回顾获奖路径可以发现,成绩来自系统能力的合力而非单点突破。其一,通过跨校联合,整合磁性建模、算法实现与软件工程等优势,加快从理论到落地的闭环;其二,以产业需求牵引工程化规范,在模型精度与计算效率之外,更强调软件架构、代码质量、可维护性与可部署性,使成果更贴近实际应用标准;其三,以校企协同提供数据、验证与应用场景支持,让模型在真实工况下经受检验。面向下一步,涉及的团队表示将持续加强国际交流与产业协作,推进模型、算法与工具链迭代,探索可复用的建模流程与工程化方法,服务我国新能源装备研发与电力电子系统设计。 前景:当前,我国正加快构建新型电力系统,新能源装机比例持续提升,对高效率、高可靠性的电能变换装备提出更高要求。瞬态磁滞建模与工程软件能力的提升,将直接影响磁性器件设计周期、系统损耗评估精度及整机可靠性验证效率。业内预计,随着数据驱动建模方法、计算平台与工程软件体系不断成熟,磁建模将从“专家经验型”逐步走向“可计算、可验证、可迁移”的工程化范式,并在光伏、储能、充电基础设施及电动化交通等领域拓展更广应用空间。此次竞赛成绩也为我国相关方向的人才培养、科研组织与产业协同提供了可借鉴的样本。
从国际赛场的双项获奖到面向产业落地的工程化建设,该成果表明,关键技术突破不仅依赖算法与模型创新,也离不开协同机制与软件工程体系支撑。以需求驱动研发、以工程验证提升可靠性、以协同合作加速转化,将成为我国电力电子与新能源装备迈向高端化、智能化的重要路径。