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高功率密度燃料電池薄型金屬雙極板及批量化精密制造技術
2019年上海市技術發明特等獎
燃料電池“高功率密度、大功率輸出、長壽命運行、低成本制造”是長期制約燃料電池汽車規模化推廣的國際難題，變革燃料電池核心部件，采用金屬雙極板替代現有石墨雙極板，是破解難題的有效途徑。上海交通大學來新民教授團隊歷經十余年研發，與上汽集團、新源動力、上海治臻等企業開展產學研合作，發明了薄型金屬雙極板設計與制造新方法、新工藝和新裝備。主要發明如下：
1、提出了“島群-流道”復合的大規模并聯流場均勻分流原理，解決了現有叉分流道分流的過約束問題，創建了錯層密封的沖壓單極板背對背焊合方法，發明了薄型金屬雙極板“兩板三場”新構型。
2、揭示了大面積超薄板細密流道的成形回彈及焊接變形規律，建立了細密流場成形及焊接的殘余應力分析模型，發明了極板多步成形誤差補償與激光焊接變形抑制技術。
3、提出了“非晶碳耐蝕-石墨微晶導電”的涂層性能綜合原理，探明了石墨微晶縱向生長機制；提出了非晶碳沉積過程伴生石墨微晶生長的控制方法，發明了非晶-微晶復合涂層及其磁控濺射制備技術。
4、發明了耐蝕導電復合涂層的多腔連續磁控濺射等工藝裝備，研制了融合多步成形-多工位焊接-多腔濺射的金屬雙極板生產裝備系統，創建了我國首條金屬雙極板批量化生產線。
本項目獲授權中國發明專利37項，申請PCT專利5項，牽頭和參與制訂國家標準13項，發表SCI論文91篇(全球雙極板主題論文數第一)。開發的金屬極板在國內率先通過5000小時車載工況壽命考核，在國內金屬極板市場上占主導地位；成果應用于我國首輛金屬極板燃料電池轎車與客車、首個上汽P390型115kW車用全功率電堆開發，為上汽、東風、長城等國內金屬極板燃料電池汽車開發提供了自主可控的核心技術。
金屬雙極板
金屬雙極板連續沖壓成形
金屬雙極板多工位連續激光焊接
金屬雙極板多腔連續磁控濺射工藝裝備
金屬雙極板生產
上海交通大學
2021-05-11
大功率1.5μm連續和脈沖激光發生器及激光加工裝備
主要應用領域： (1)工業加工 激光對材料的加工效率取決于多種因素，其中主要包括激光的光束質量、功率和波長。光纖激光器由于優異的光束質量，同等激光功率水平下，其加工效率要遠高于燈泵或者半導體激光器（LD）泵浦的固體激光器；大部分有機材料對1.5μm激光的吸收要強于傳統的1μm激光，使用1.5μm激光加工材料可以顯著降低能耗，提高加工效率。1.5μm連續和脈沖激光器適用于大部分有機材料的切割、焊接、鉆孔、打標、刻槽等單點加工方式。 (2)遙感技術領域 1.5μm激光波長紅外遙感技術在軍事偵察，探測火山、地熱、地下水、土壤溫度，查明地質構造和污染監測方面都有廣泛的應用。例如在軍工方面，激光雷達的作用是能精確測量目標位置（距離和角度）、運動狀態（速度、振動和姿態）和形狀，探測、識別、分辨和跟蹤目標。 (3)自由空間通訊領域 在自由空間通訊FSO（Free Space optical communication）領域的應用也迅速增長，1.5x μm激光波長具有高帶寬、部署迅速、費用合理等優勢。FSO技術以激光為載體，用點對點或點對多點方式實現連接；不需要光纖而是以空氣為介質，因此又有“無線光纖”之稱。在2000年悉尼奧運會上，Terabeam公司成功地使用FSO設備向客戶提供100Mbit/s的數據連接。1.5μm波長尤為適用于海面目標、地面與衛星之間、公司或軍隊臨時駐扎時使用。 (4)軍工領域1.5x μm激光源也是產生3~5μm中紅外激光的重要光源基礎。3~5μm波長的中紅外波段同樣也是重要的大氣窗口，是軍用紅外探測器的主要工作區域。紅外制導導彈探測器(如InSb ,HgCdTe 等) 的響應范圍在3～5μm波段，因而針對紅外導引頭的光電對抗迫切需要該波段的激光器件。在軍事上，中紅外激光器主要用于光電對抗以及生化戰劑的探測，用中紅外波段的多束激光，可以干擾紅外熱尋的導彈，摧毀在不同距離和高度的目標
江蘇師范大學
2021-04-11
高功率密度燃料電池薄型金屬雙極板及批量化精密制造技術
項目成果/簡介:2019年上海市技術發明特等獎燃料電池“高功率密度、大功率輸出、長壽命運行、低成本制造”是長期制約燃料電池汽車規模化推廣的國際難題，變革燃料電池核心部件，采用金屬雙極板替代現有石墨雙極板，是破解難題的有效途徑。上海交通大學來新民教授團隊歷經十余年研發，與上汽集團、新源動力、上海治臻等企業開展產學研合作，發明了薄型金屬雙極板設計與制造新方法、新工藝和新裝備。主要發明如下：1、提出了“島群-流道”復合的大規模并聯流場均勻分流原理，解決了現有叉分流道分流的過約束問題，創建了錯層密封的沖壓單極板背對背焊合方法，發明了薄型金屬雙極板“兩板三場”新構型。2、揭示了大面積超薄板細密流道的成形回彈及焊接變形規律，建立了細密流場成形及焊接的殘余應力分析模型，發明了極板多步成形誤差補償與激光焊接變形抑制技術。3、提出了“非晶碳耐蝕-石墨微晶導電”的涂層性能綜合原理，探明了石墨微晶縱向生長機制；提出了非晶碳沉積過程伴生石墨微晶生長的控制方法，發明了非晶-微晶復合涂層及其磁控濺射制備技術。4、發明了耐蝕導電復合涂層的多腔連續磁控濺射等工藝裝備，研制了融合多步成形-多工位焊接-多腔濺射的金屬雙極板生產裝備系統，創建了我國首條金屬雙極板批量化生產線。本項目獲授權中國發明專利37項，申請PCT專利5項，牽頭和參與制訂國家標準13項，發表SCI論文91篇(全球雙極板主題論文數第一)。開發的金屬極板在國內率先通過5000小時車載工況壽命考核，在國內金屬極板市場上占主導地位；成果應用于我國首輛金屬極板燃料電池轎車與客車、首個上汽P390型115kW車用全功率電堆開發，為上汽、東風、長城等國內金屬極板燃料電池汽車開發提供了自主可控的核心技術。金屬雙極板金屬雙極板連續沖壓成形 金屬雙極板多工位連續激光焊接金屬雙極板多腔連續磁控濺射工藝裝備金屬雙極板生產知識產權類型:發明專利 、 其他技術先進程度:達到國內領先水平成果獲得方式:獨立研究獲得政府支持情況:國家級計劃/專項類別:國家高技術研究發展計劃、上海市科技創新行動重大項目等
上海交通大學
2021-04-10
面向大功率開關電源器件的鐵硅粉芯關鍵生產工藝開發
：鐵硅粉芯是一種新型復合軟磁材料，主要用于 替代傳統開了氣隙的硅鋼、鐵氧體及非晶等材料，作為電感器 和電抗器的磁芯，用于對直流疊加要求較高的大功率光伏逆變 器、風電變流器、電動汽車充電機、變頻空調、有源濾波器、 UPS 電源等新能源與節能電力電子系統。 鐵硅粉芯在器件中的作用是實現電磁能量轉換，其與繞制 線圈一起組成的各種磁性器件在電力電子系統中起到功率因數 校正和濾波
合肥工業大學
2021-04-14
一種三相五橋臂功率變換器的變頻調速控制方法
本發明提供了一種三相五橋臂功率變換器的變頻調速控制方法，·734·其步驟是：A、通過電流傳感器、電壓傳感器和編碼器分別測出整流側三相電流電網電壓、直流母線電壓和電機的定子側電流、轉子轉速；B、在整流側采用電壓定向控制，在逆變側采用轉子磁鏈定向控制，分別計算出整流和逆變側的三相電壓給定值；C、將整流的三相電壓調制波比較，將逆變側電壓調制波比較，分別計算出它們的零序信號；D、將整流和逆變側各自的零序分量注入
華中科技大學
2021-04-14
一種應對風功率波動的多風電場儲能裝置的容量配置方法
本發明提供了一種應對風功率波動的多風電場儲能裝置的容量 配置方法，包括 S1 以電力系統所有節點的儲能功率需求最小為目標建 立最小儲能功率需求優化模型；S2 根據最小儲能功率需求優化模型并 結合魯棒線性優化方法獲得最大風功率波動范圍下的風電場儲能最小 容量值；S3 當最小容量值為零時，則不需要配置儲能裝置；當最小容 量值不為零時，則在不為零的節點處，根據風電場儲能最小容量值配 置儲能裝置。本發明考慮了多個風電場在電力系統中的布局和接入系 統本身的網絡拓撲結構，能夠反映當前電力系統中多個風電場接入的
華中科技大學
2021-04-14
一種平抑風電輸出功率波動的混合儲能系統容量配置方法
本發明公開了一種平抑風電輸出功率波動的混合儲能系統容量配置方法，結合國家風電并網標準采 用改進的滑動平均法提取風電功率波動分量，計及儲能設備的荷電狀態采用可變濾波時間常數的高通濾 波法分配波動功率，可避免儲能設備的過充過放，最后以儲能設備全生命周期經濟性最優為目標函數建 立容量配置模型，相比于傳統的僅考慮一次性初始投資的方法，更符合儲能系統長期運行的實際情況， 對實際工程建設具有指導意義
武漢大學
2021-04-14
全數字化高可靠性超大功率IGBT變頻電源高端控制裝備
本產品技術由華南理工大學模式識別與智能系統研發團隊開發，獲得具有自主知識產權的發明專利和實用新型專利12項。該產品采用最新技術讓電極壽命增加了50%以上，節能30%左右，且在全球范圍內首次實現了整個控制器都集成再一塊核心電路板上，集控制、驅動、電源于一體，既減少了控制器尺寸，又便于售后維護，技術水平處于世界領先地位。該產品主要用于家電、汽車生產線、制冷壓縮機、電池、精密五金、航空航天、低壓電器、汽配五金等行業的生產過程。目前已在8家企業中得到成功應用，獲得廣泛好評。
華南理工大學
2021-04-14
基于內電勢響應的全功率風力發電機的慣量控制方法及裝置
本發明公開了一種基于內電勢響應的全功率風力發電機的慣量 控制方法及裝置，當全功率風力發電機系統突加或突減負荷時，通過 減小鎖相環帶寬并改變鎖相環的阻尼比，使得鎖相環不能立即鎖準電 網相位和頻率，從而使得直流母線電容電壓因電網的突變而發生相應 的變化；通過減小直流母線電壓控制環的帶寬，并調節直流母線電壓 環阻尼比，使得直流母線電壓不會太快地調節到其參考值，利用直流 母線電壓的快速響應來對電網表現慣性；將直流母線測量值與直流母 線電壓指令值作差，將此差值乘以比例系數獲得附加指令，并將附加 指令加入轉速環
華中科技大學
2021-04-14
三相六開關整流器負載電流觀測的直接功率預測控制方法
三相六開關整流器負載電流觀測的直接功率預測控制方法。本發明公開了一種三相整流器負載電流觀測的直接功率預測控制技術，其步驟是：A、通過電流傳感器、電壓傳感器分別測出三相電流、三相電網電壓和直流側電容電壓；B、通過測量的直流電容電壓計算出八種開關組合(000,001,010,100,011,101,110,111)對應的電壓矢量；C、給定的直流電壓通過濾波器后得到本采樣周期的瞬時參考電壓，根據直流側和交流側功率守恒原則獲
華中科技大學
2021-04-14