一、研究所概况
数字能源技术研究所隶属于集宁师范学院物理与电子信息工程学院，是在国家“双碳”战略与能源转型背景下成立的、面向先进储能技术与数字能源系统的前沿研究机构。研究所紧密围绕“新能源+数字化”交叉领域，以磁悬浮飞轮储能为核心载体，聚焦真空环境下高速电机、智能控制、高频电力电子、数字通信与系统仿真等关键科学与技术问题，开展基础研究、技术攻关与系统集成，旨在突破制约飞轮储能规模化应用的核心瓶颈，形成具有自主知识产权的数字能源技术体系与装备，服务于国家新型电力系统建设与绿色数据中心等产业发展需求。
研究所依托物理与电子信息工程学院的学科基础，整合了电机与电器、电力电子与电力传动、控制理论与控制工程、通信与信息系统、计算机应用技术、凝聚态物理等多学科力量，形成了一支知识结构互补、产学研协同能力强的高水平研究团队。研究所以“理论创新-技术突破-平台验证-应用示范”为发展主线，致力于成为自治区乃至我国西部重要的数字储能技术研发中心和创新人才培养基地。
二、研究所研究方向
(一) 高速磁悬浮飞轮电机及先进控制技术
核心控制问题：
针对真空条件下飞轮储能系统的高转速、低损耗、强耦合、非线性运行挑战。
具体研究内容：
1.大惯量高速飞轮电机的多变量自适应解耦控制技术，以应对陀螺效应与交叉耦合。
2.面向高频次、高效率应用的高基频充放电控制策略。
3.无位置/速度传感器高精度控制技术，提升系统可靠性。
4.容错运行与健康管理技术，保障系统长期稳定运行。
(二) 数字能源系统建模、仿真与优化技术
核心目标：
建立高保真的数字孪生系统，指导物理系统设计与优化。
具体研究内容：
1.磁悬浮飞轮储能电机-变流器-负载一体化数字仿真平台开发。
2.基于模型与数据的系统参数辨识与多目标协同优化（如效率、功率密度、成本）。
3.控制系统与通信协议的硬件在环（HIL）与快速控制原型（RCP）验证。
(三) 高频高功率密度电力电子变换技术
核心目标：
研制适用于飞轮储能的高性能电能变换接口。
具体研究内容：
1.高效散热与高功率密度的高频变流器拓扑研究与优化。
2.功率单元（如SiC/GaN器件应用）的优化设计与损耗模型。
3.标准化、模块化的功率电路集成设计技术，提升可靠性与可维护性。
(四) 轴向磁通永磁电机及其阵列化集成技术
核心目标：
研制高性能、易集成的电机本体。
具体研究内容：
1.适用于磁悬浮飞轮的轴向磁通永磁同步电机电磁与结构设计。
2.面向规模化储能应用的电机及其控制器阵列化技术。
3.阵列单元间高速、高可靠实时信息通信网络与协同控制策略。
4.多技术融合与扩展应用研究
支撑与延伸方向：
1.结合团队在FPGA、DSP、PLC、单片机等嵌入式平台上的研发能力，实现先进控制算法的工程化。
2.拓展在物联网（IoT）、数字图像处理、智能传感等领域的技术积累，服务于系统状态监测与智能运维。
3.探索飞轮储能与其他储能技术、可再生能源发电、特种动力系统的混合应用。
三、研究所组织架构
研究所实行“所长负责、项目驱动、团队协作、开放流动”的运行模式。
所务委员会：由所长、副所长、各研究方向负责人及学术骨干组成，负责研究所发展战略、重大事项决策、资源统筹与绩效考核。
所长/副所长：全面负责研究所的行政管理、学术规划、对外联络与资源配置。
研究方向团队：根据上述五大研究方向，设立相对固定的研究小组（PI制），由学术带头人负责具体科研活动的组织与实施。团队之间实行柔性组合，围绕重大项目协同攻关。
公共技术平台：
数字仿真与计算中心：配备高性能计算集群及专业仿真软件，支持系统级建模与优化。
电力电子与电机控制实验室：具备高频变流器开发、电机测试、控制器硬件在环验证能力。
飞轮储能系统集成与测试平台（建设目标）：包括真空舱、高速驱动、充放电负载模拟等关键设备，用于原理样机验证。
学术咨询委员会：聘请校外知名专家学者与产业界资深人士组成，对研究所的研究方向、重大项目、学术水平提供指导与评估。
四、研究所运行管理
(一) 项目管理机制：
实行全生命周期项目管理制度，从立项、计划、执行、验收到成果归档，流程规范清晰。
积极申报和争取国家、省部级、地方政府及企业横向课题。对在研的15项课题（区级8项）及未来项目，进行精细化的进度、质量、经费和风险控制。
专项经费（已获200余万元）实行独立核算、专款专用，确保研究投入的效益最大化。
(二) 人才与团队建设：
依托现有以中青年教师为主力的优质团队（教授7人、副教授6人、博士8人、硕士8人），构建“老-中-青”传帮带体系。
根据成员专业特长（覆盖电磁、材料、力学、机械、电力电子、控制、通信等），明确分工、动态协作，确保人尽其才，形成合力。
建立开放的客座研究员和访问学者制度，吸引海内外优秀人才短期工作与交流。
加强研究生（硕士、本科优秀毕业生）培养，将其纳入科研项目，在实践中培育创新人才。
(三) 学术研究与成果管理：
设定明确的年度学术产出目标（论文、专利、软件著作权、技术报告等），巩固并提升已有成果水平（已发表论文30余篇，SCI/EI收录15篇，授权专利19项，专著教材10部）。
鼓励基础研究创新，支持在高水平期刊（SCI/EI）上发表论文，对高质量成果给予奖励。
强化知识产权布局与转化意识，重点围绕核心技术链申请发明专利，并积极寻求与企业的合作转化路径。
(四) 条件保障与开放合作：
持续投入，建设和完善研究所所需的软硬件实验平台，特别是磁悬浮飞轮储能仿真与验证平台。
积极主动与国内高水平大学、科研院所（如中科院、985/211高校相关院系）、行业领先企业（如储能系统集成商、电机与轴承制造商、电网公司）建立实质性合作关系，开展联合研究、技术开发与人才培养。
定期举办内部学术沙龙，邀请外部专家讲学，鼓励团队成员参加国内外重要学术会议，保持学术活跃度与前沿视野。
(五) 文化氛围：
营造“求真务实、协同创新、攻坚克难、开放共享”的团队文化。
倡导严谨的科学态度和良好的科研诚信，鼓励学术争鸣，激发创新思维。
通过明确的任务分工、有效的沟通机制和公平的绩效评价，保障团队凝聚力和研究工作的顺利、高效推进。
数字能源技术研究所将以清晰的战略目标、聚焦的研究方向、合理的组织架构和高效的运行管理，充分发挥多学科交叉与团队基础雄厚的优势，致力于在磁悬浮飞轮储能这一前沿领域取得突破性成果，为集宁师范学院的优势特色学科建设和服务地方经济发展做出重要贡献。
研究项目模型展示平台
