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高功率密度燃料电池薄型金属双极板及批量化精密制造技术
项目成果/简介:2019年上海市技术发明特等奖燃料电池“高功率密度、大功率输出、长寿命运行、低成本制造”是长期制约燃料电池汽车规模化推广的国际难题，变革燃料电池核心部件，采用金属双极板替代现有石墨双极板，是破解难题的有效途径。上海交通大学来新民教授团队历经十余年研发，与上汽集团、新源动力、上海治臻等企业开展产学研合作，发明了薄型金属双极板设计与制造新方法、新工艺和新装备。主要发明如下：1、提出了“岛群-流道”复合的大规模并联流场均匀分流原理，解决了现有叉分流道分流的过约束问题，创建了错层密封的冲压单极板背对背焊合方法，发明了薄型金属双极板“两板三场”新构型。2、揭示了大面积超薄板细密流道的成形回弹及焊接变形规律，建立了细密流场成形及焊接的残余应力分析模型，发明了极板多步成形误差补偿与激光焊接变形抑制技术。3、提出了“非晶碳耐蚀-石墨微晶导电”的涂层性能综合原理，探明了石墨微晶纵向生长机制；提出了非晶碳沉积过程伴生石墨微晶生长的控制方法，发明了非晶-微晶复合涂层及其磁控溅射制备技术。4、发明了耐蚀导电复合涂层的多腔连续磁控溅射等工艺装备，研制了融合多步成形-多工位焊接-多腔溅射的金属双极板生产装备系统，创建了我国首条金属双极板批量化生产线。本项目获授权中国发明专利37项，申请PCT专利5项，牵头和参与制订国家标准13项，发表SCI论文91篇(全球双极板主题论文数第一)。开发的金属极板在国内率先通过5000小时车载工况寿命考核，在国内金属极板市场上占主导地位；成果应用于我国首辆金属极板燃料电池轿车与客车、首个上汽P390型115kW车用全功率电堆开发，为上汽、东风、长城等国内金属极板燃料电池汽车开发提供了自主可控的核心技术。金属双极板金属双极板连续冲压成形 金属双极板多工位连续激光焊接金属双极板多腔连续磁控溅射工艺装备金属双极板生产知识产权类型:发明专利 、 其他技术先进程度:达到国内领先水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:国家级计划/专项类别:国家高技术研究发展计划、上海市科技创新行动重大项目等
上海交通大学
2021-04-10
一种三相五桥臂功率变换器的变频调速控制方法
本发明提供了一种三相五桥臂功率变换器的变频调速控制方法，·734·其步骤是：A、通过电流传感器、电压传感器和编码器分别测出整流侧三相电流电网电压、直流母线电压和电机的定子侧电流、转子转速；B、在整流侧采用电压定向控制，在逆变侧采用转子磁链定向控制，分别计算出整流和逆变侧的三相电压给定值；C、将整流的三相电压调制波比较，将逆变侧电压调制波比较，分别计算出它们的零序信号；D、将整流和逆变侧各自的零序分量注入
华中科技大学
2021-04-14
一种应对风功率波动的多风电场储能装置的容量配置方法
本发明提供了一种应对风功率波动的多风电场储能装置的容量 配置方法，包括 S1 以电力系统所有节点的储能功率需求最小为目标建 立最小储能功率需求优化模型；S2 根据最小储能功率需求优化模型并 结合鲁棒线性优化方法获得最大风功率波动范围下的风电场储能最小 容量值；S3 当最小容量值为零时，则不需要配置储能装置；当最小容 量值不为零时，则在不为零的节点处，根据风电场储能最小容量值配 置储能装置。本发明考虑了多个风电场在电力系统中的布局和接入系 统本身的网络拓扑结构，能够反映当前电力系统中多个风电场接入的
华中科技大学
2021-04-14
基于内电势响应的全功率风力发电机的惯量控制方法及装置
本发明公开了一种基于内电势响应的全功率风力发电机的惯量 控制方法及装置，当全功率风力发电机系统突加或突减负荷时，通过 减小锁相环带宽并改变锁相环的阻尼比，使得锁相环不能立即锁准电 网相位和频率，从而使得直流母线电容电压因电网的突变而发生相应 的变化；通过减小直流母线电压控制环的带宽，并调节直流母线电压 环阻尼比，使得直流母线电压不会太快地调节到其参考值，利用直流 母线电压的快速响应来对电网表现惯性；将直流母线测量值与直流母 线电压指令值作差，将此差值乘以比例系数获得附加指令，并将附加 指令加入转速环
华中科技大学
2021-04-14
三相六开关整流器负载电流观测的直接功率预测控制方法
三相六开关整流器负载电流观测的直接功率预测控制方法。本发明公开了一种三相整流器负载电流观测的直接功率预测控制技术，其步骤是：A、通过电流传感器、电压传感器分别测出三相电流、三相电网电压和直流侧电容电压；B、通过测量的直流电容电压计算出八种开关组合(000,001,010,100,011,101,110,111)对应的电压矢量；C、给定的直流电压通过滤波器后得到本采样周期的瞬时参考电压，根据直流侧和交流侧功率守恒原则获
华中科技大学
2021-04-14
基于有功功率波动性和周期性的洗衣机非侵入辨识方法
本发明公开了一种基于有功功率波动性和周期性的洗衣机非侵入辨识方法，包括在一定的采样频率范围内，对总电源进线的电压和电流进行采样，形成电压信号采样序列u和电流信号采样序列i，并计算平均功率序列P；构造长度为N的滑动窗Wn，并计算滑动窗内有功功率序列的标准差Sn；求取序列Sn的子区间的最小值位置序列Mt，记录最小值所在位置；计算序列Mt差分序列ΔMt，根据ΔMt的周期性来判别是否为洗衣机运行，并计算启停时间。本发明提综合利用洗衣机的周期性以及波动性这两个特性，提出了有效的洗衣机辨识方法，将平均有功功率序列转换成标准差序列，避免了偶尔情况下现实工况带来的功率波动而会被误辨成洗衣机的情况。
东南大学
2021-04-11
一种基于有功功率波动性的洗衣机运行非侵入辨识方法
本发明公开了一种基于有功功率波动性的洗衣机运行非侵入辨识方法，该辨识方法包括如下步骤：
在一定的采样频率范围内，对总电源进线的电压和电流进行采样，形成电压信号采样序列u和电流信号采样序列i，并计算平均功率序列P；
对平均功率序列P构造一个大窗口W，该大窗口可以划分为m个均匀的小窗口wk每个小窗口包含n个离散有功功率点；
求取大窗口内小窗口wk最大值与最小值的差值，定义为极差Dk，给定阈值D0，统计大窗口W内满足Dk>D0的小窗口个数M；
如果M>m/2,则定义该大窗口为波动窗口；
统计连续3个大窗口，如果有两个大窗口为波动窗口，则判断洗衣机运行。本发明大大提高了洗衣机辨识度和准确度。
东南大学
2021-04-11
一种在超细钨丝表面电沉积铝镁合金薄膜的方法
本发明提供了一种在超细钨丝表面电沉积铝镁合金薄膜的方法。该方法克服了在有机溶剂、离子液体体系中电沉积铝镁合金薄膜存在镀液体系不稳定，原料成本高昂，镀液配置不易，使用寿命较短，制得的铝镁合金薄膜中镁含量较低等问题。该方法在低温无机熔盐体系中，氯化铝和氯化镁作为主盐，氯化钠和氯化钾作为支持电解质；以超细钨丝作为电沉积阴极，铝为阳极，控制电镀温度，电镀时间以及电流密度，在惰性氛围保护下进行铝镁合金薄膜在超细钨丝表面的电沉积。
电子科技大学
2021-04-10
基于电纺芯鞘纳米纤维的药物两级控释给药系统
同轴静电纺丝通过采用一个具有套筒结构的纺丝头为模板，控制两股工作流体以内外关系在高压电场下拉伸，通过溶剂的快速挥发，在纤维接收板可以获得具有芯鞘结构特征的纳米纤维膜。 选用合适的药用聚合物辅料为芯鞘结构纳米纤维的基材，通过同轴高压静电纺丝可以有效调节药物在纳米纤维芯部或鞘部的分布与含量，进而调控药物的两级缓控释给药特征，并通过同轴电纺过程中芯鞘流量的调控，调节药物在两级的相对释放量。 可以根据用户需要进行多种药物的两级控释给药系统的研制和开发。
上海理工大学
2021-04-13
首次研制成功 200 摄氏度高效介电储能薄膜
电机系李琦副教授、何金良教授等在《自然·通讯》（Nature Communications）期刊上发表了题为“基于聚合物-分子半导体全有机复合材料的高温电容薄膜”（Polymer/molecular semiconductor all-organic composites for high-temperature dielectric energy storage）的研究论文，首次研制出 200 摄氏度高效介电储能的全有机复合薄膜。这类全有机复合介电材料在 200 摄氏度高温条件下的介电储能性能不仅远超过目前最好的高温聚合物及聚合物纳米复合介电材料，并接近商业化聚合物电容薄膜室温下性能；在大幅提升高温介电储能特性的同时还实现了大面积、性能均匀的薄膜制备，为实现薄膜电容器在 200 摄氏度严酷温度环境下应用提供了可能。 聚合物薄膜电容器具有介电强度高、能量损耗低以及自愈性好等优点，在全球工业电容器市场占有率超过其它类型电容产品。然而，聚合物介电材料的绝缘性能对温度极其敏感，在高温、高电场作用下泄漏电流呈指数上升、放电效率急剧下降，最终造成电容器过热损坏。目前主流商业薄膜电容器仅在 105 摄氏度以下工作，长期工作温度低于 70 摄氏度。另一方面，随着电子器件和电力、能源设备功率不断增大以及对小型化和紧凑型功率模块的持续追求，电子材料的工作温度要求快速提高，薄膜电容器介电材料已成为高温电子器件和设备的技术瓶颈。 该论文采用了一种与前期方法截然不同的技术路线——利用有机光伏中电子受体材料的强得电子能力，实现了在高温聚合物中构筑深电荷陷阱。这种有机分子半导体型的电子受体材料具有极高的电子亲和能，被广泛应用于有机光伏中激子在异质结界面高效分离。它们可通过其表面静电势分布的极不均匀特性，对自由电子产生强束缚作用。通过向耐热聚合物中掺杂极少量高电子亲和能有机分子半导体制备了全有机复合高温介电材料。这类材料在 200 摄氏度和 200kV/mm 电场条件下，电阻率比高温聚合物提升两个数量级以上；200 摄氏度、放电效率90%以上的能量密度是目前最好的聚合物高温介电材料的 2.3 倍。此外，全有机复合体系解决了传统有机-无机复合体系中高表面能粒子分散不均和引入界面缺陷等问题，在薄膜品质和规模化制备等方面具有显著优势。
清华大学
2021-04-13