无论是从技术或是成本上考虑，电池使用寿命的提高都遇到极大挑战，甚至到了极限。本研究成果研究出一种先进的能量管理和能量动态平衡新技术、使电池组使用寿命（续航能力）成倍增长。 由于锂离子电池具有单节电压低的特点，通常将多节电池串联，构成电池组使用。而由于制造工艺的原因，单体电池的特性总存在差异，在充（放）电过程中容易出现部分电池过充或过放的现象，严重影响电池的使用寿命，从而导致电池组使用寿命缩短几倍甚至十几倍。为了延长电池组的使用寿命，必须使所有的电池均保持在同样的电池荷电状态（SOC，S

本发明涉及一种激光雷达系统回波能量的计算模型。本模型基于光线追迹方法，可用于任意激光强 度分布、任意孔径遮挡的共轴或双轴激光雷达系统，获取探测器于任意像面位置处所接收的激光回波能 量。本发明提出的激光回波能量计算模型具有普适性强、精度高、速度快等特点。 

【研究背景】 图1所示高斯光斑、平顶圆光斑和环形光斑作用在材料上的光强与温度场分布示意图，常规高斯光束能量分布不均匀，中心能量强边缘能量弱，使用高斯分布聚焦光斑进行激光焊接时，由于光斑中心部分吸收的激光能量高，材料容易熔化气化蒸发，从而产生飞溅、形成凹陷和空洞等缺陷。平顶光斑作用在材料上时，用于热传导的作用，还是会造成中心与边缘的温度场分布不均匀，焊接熔深呈现月牙分布。控制飞溅、凹陷和空洞等缺陷的关键因素是控制激光束的能量分布，减少中心材料温度和以及焊点中心和边缘的温度差。合理设计的环形光斑，有利于获得相对均匀性的温度场分布和相对均匀的熔深分布，减少飞溅、凹陷和空洞等焊接缺陷，是目前高端激光焊接应用的一个技术发展方向。 图1 不同光斑的光强分布和在材料上的温度场分布 【痛点问题】 现有基于摆动扫描方式和点环形模式可调光纤激光器，在一定程度上解决了激光焊接的飞溅问题，但是存在结构复杂，设备制造成本和维护成本高，而且不太适合高精密或大功率厚板的激光焊接。 【解决方案】 本成果从激光光学聚焦头的设计上，提出了申请专利技术的基于衍射光学元件和折射光学元件的环形光斑或点环产生方法，结构设计灵活方便，可适用于高精密激光焊接、高反射材料加工和高功率厚板激光焊接。 （1）基于衍射光学元件的环形光斑产生方法 为了解决能量分布不均匀以及光束敏感性的问题，本成果通过螺旋相位板产生涡旋光束来获得环形光斑进行焊接。螺旋相位板是一种具有固定折射率的透明板，其一面是平面结构，相对面具有螺旋形状结构，类似于旋转台阶，如图2所示。 图2 螺旋相位板结构 螺旋相位板其厚度随着方位角的变化而变化。高斯分布的激光束从螺旋相位板平面端面入射，光束中心与螺旋相位板中心对齐，出射的光束相位被改变，附加一个螺旋相位因子，能量分布变为环形分布，出射的光束变为涡旋光束，其中l为涡旋光束的拓扑荷数，影响涡旋光束能量较低区域的大小。螺旋相位板的台阶高度通常为微米量级，并且初始光束都是通过扩束系统扩束的，基本没有发散，因此，螺旋相位板对光束光强基本没有衰减，而只是改变光束的相位。利用螺旋相位板产生的涡旋光束解决了能量分布均匀性的问题，同时用螺旋相位板产生的涡旋光束的稳定性好，环形的能量分布特点，不容易受到外界其他因素影响，可以较为稳定地保持光斑均匀性。本成果具体产生涡旋光束的光路图如图3所示。表1给出了不同拓扑数涡旋光束的光场分布。 图3 产生涡旋光束的光路图 表1 不同拓扑数涡旋光束的光场分布 本成果设计加工了产生涡旋光束的衍射光学元件，通过组合获得了不同拓扑数的涡旋光束，图4给出实验生产的涡旋光束，相对其他方法产生的环形光斑，采用涡旋光束方式产生环形光斑的好处是，离开焦面还能保持环状光强分布。除了在激光增材制造有用外，这种光束未来在切割、焊接、打孔等方式都有应用，可以获得更好的温度场分布和更好的激光加工效果。 图4 实验生产的涡旋光束 （2）基于折射光学元件的环形光斑或点环光斑产生方法 图5为基于折射光学元件的环形光斑的产生方法，包括透射式的和全反射式的结构，后面根据不同的焊接温度场分布设计不同组合的环形光斑。 （a）三镜方案 （b）两镜方案 （c）单镜方案 图5 基于折射光学元件的环形光斑的产生方法

本研究成果研究出一种先进的能量管理和能量动态平衡新技术、使电池组使 用寿命（续航能力）成倍增长。 由于锂离子电池具有单节电压低的特点，通常将多节电池串联，构成电池组 使用。而由于制造工艺的原因，单体电池的特性总存在差异，在充（放）电过程 中容易出现部分电池过充或过放的现象，严重影响电池的使用寿命，从而导 致电池组使用寿命缩短几倍甚至十几倍。为了延长电池组的使用寿命，必须 使所有的电池均保持在同样的电池荷电状态（SOC, State of Charge）□因此， 需要建立锂离子电池组能量均衡系统，平衡电池组中各个单体电池的SOC,充 分发挥各单体电池性能，提高电池组使用容量，延长其使用寿命。该项技术已 有大量研究成果，包括有损均衡（被动均衡）和无损均衡（主动均衡）两种方式。 有损均衡是能量耗散型方式，技术趋成熟，已经得到广泛应用（丰田普锐斯混动 汽车）。但其能量全部损耗在电阻上，效率低。无损均衡通过电路对能量进行转 移来实现能量均衡，效率高。但其结构复杂，控制难度大，目前还在研究过程中。 主要问题是均衡速度慢、效率低。本研究成果提出了一种先进的电池组能量均衡 技术一一总线式均衡技术，与其它均衡技术相比，具有电路简单、易于模块化、 均衡速度快、效率高、电路成本不显著增加的特点。特别适用于大功率储能系统。 市场及经济效益分析： 该项技术可以应用于各个领域的储能系统，是智能电网、可再生能源接 入、分布式发电、微电网以及电动汽车发展必不可少的支撑技术，不但可以有 效地实现需求侧管理、消除昼夜峰谷差、平滑负荷，提高电力设备运行效率、降 低供电成本，而且还可以调整频率和补偿负荷波动，提高电网运行稳定性。例如, 风力发电与光伏发电互补系统组成的局域网；偏远地区供电、工厂及办公楼供电; 通信系统中不间断电源和应急电能系统；大规模电力存储和负荷调峰系统；电动 汽车的动力系统；国家重要部门的大型后备电源；军事领域中可移动大型供电设 备等。因此，该项技术具有巨大的产业化效益。

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以电能为核心，可汇集和管理电、冷、热、燃气以及其他形式的能源，具备能量灵活转化、变换、传递和路由功能，并实现能源物理系统与信息系统的融合，是支持能源互联网的核心装置。 1、独立统一的控制器、DSP（C6000）控制和快速原型控制器都可以根据用户的需求进行定制。 2、交流端口、直流端口可根据客户需求进行定制，端口数量和电压等级均可灵活变化。 3、直流端口电压等级可变，可以根据用户需求进行端口复用。 4、具备策略调度系统功能，统一控制器下所有变流器之间不需要通讯，通讯调度不需要考虑延时，是真正意义的实时控制，离并网实时切换，外接设备即插即用。 5、能量路由器具备二次开发特点，可根据客户需求提供完整硬件原理图和软件全部源代码。

一种非接触电能传输系统电磁机构动态实验演示装置及其方法，装置构成是：底座的纵向滑轨与左、右基座底部的滑槽配合；底座左、右两端分别通过轴承连接左、右纵向调节丝杆，两丝杆分别与左、右基座上的螺母连接；左、右基座顶部横向的滑轨分别与左、右横向滑块底部的滑槽配合，左、右横向滑块的相对面分别螺纹连接发射线圈承载板与接收线圈承载板；左、右基座前端分别通过轴承连接左、右横向调节丝杆，两横向调节丝杆分别与左、右横向滑块上的螺母连接；能量输入端和输出端均与功率测试及处理显示设备相连。该装置能够测试出发射线圈和接收线圈之间相对距离与系统传输效率的数量关系，为非接触电能传输系统的设计、制造与使用、维护提供实验依据。

以人性化自助服务为设计理念，面向高校师生提供7X24小时服务，以在线业务系统为支撑具有多种登录认证机制、自助信息查询、自助打印成绩单及证明文件、校园卡或微信自助缴费、微信验证信息真伪、短信智能预警、终端远程管理、参数动态设置等功能，可实现多校区、多部门自助服务一体化管理，推动学校治理理念转变，使学校更多地从"管理"师生向”服务"师生转变，改善工作作风和治理方法，提高学校管理效益和社会效益。 ■线下智能服务终端自助打印输出能力一赋能一取材料场景 ●应用一：成绩单/证明文件材料自助打印 自助打印终端集查询、缴费、打印功能于一体，提供“一站式”服务，可为高校师生提供成绩单、在读证明、学籍证明等各种证明文件的“7*24小时不打烊”自助打印，不受时间、空间限制，提升学校校务管理行政效能。 ●应用二：固定资产标签自助打印 系统对接学校现有资产管理系统，为师生提供稳定、可靠、便捷、7*24小时的固定(无形)资产和低值耐用品等资产的入账单、资产标、申请单、签自助打印服务;资产标签含有唯一二维码，可以通过扫码查看设备基本信息，方便入库。 ●应用三：证件一体化自助办理 系统对接人事系统，实现按照学校、学院(系)、专业、学生等(公司、部门、个人)配置证件卡模板;模板能够实现卡面的不同以及字段位置的不同，卡面上字段能够从系统直接带出，师生(员工)直接能够在自助服务终端免费(付款)打印证件卡。 ■线下智能服务终端自助打印输出能力一赋能一交材料场景 ●应用一：智慧财务报账 智慧财务报账终端告别手动报账的繁琐与不便，开启“人机协作，智慧报账”的全新报账模式。实现智能设备与业务系统深度融合，改变传统报账交单方式，克服时间和空间上的局限性，向广大师生提供全方位、全天候的财务服务，方便快捷，实现报账管理的信息化、智能化。 ●应用二：学生证自助补办 学生证自助补办终端为提供便捷、高效的补办服务。通过身份验证、费用支付、学生证打印、学生证回收盖章、学生证领取等功能，学生可快速完成补办申请。操作简单、安全可靠，支持24小时使用，适用于学生证遗失、损坏或信息变更等场景，极大提升了补办效率，节省排队时间。 ■线下智能服务终端自助打印输出能力一赋能一强身份认证场景 学籍电子注册身份验证基于图像或视频输入进行检测，与注册库比对，实现1:N的人脸比对，或与证件比对，实现1:1的人脸比对。适用于人脸登录、VIP人脸识别、人脸通关等无需刷卡验证的场景。 ■线下智能服务终端自助打印输出能力一赋能一咨询问答场景 学校管理员可通过“问答知识库FAQ管理”，整理录入师生办事过程遇到的常见问题，师生可直接在自助服务终端上通过语音进行咨询问答的服务;师生在操作过程中，系统自动通过语音方式提醒用户操作每一个步骤，完成操作后，可通过语音方式提醒学生注销退出系统、取卡等事项。  

成果描述：本发明公开了一种具有能量回馈功能的挖掘机液压系统，包括系统主泵、主要执行元件：行走马达、回转马达、动臂油缸、斗杆油缸和铲斗油缸及相应用于控制执行元件的动作的多路阀。液压系统接入能量回馈模块，所述能量回馈模块包含了两个子模块子模块Ⅰ、子模块Ⅱ；本发明针对液压系统，尤其是针对车体和作业装置的运动、节流调速控制方面提出一种新型的液压装置，该装置作为模块，可以安装到挖掘机系统并独立于挖掘机系统，形成一种新的独立的能量回馈作业模式。模式根据负载的载荷和速度需求情况，能够自动调整工作点，最大限度回收了无用能量，并自动反馈到液压系统中，模块通用性强。市场前景分析：新型工程机械领域。与同类成果相比的优势分析：技术先进，性价比较高。