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電子模擬功率負載是一種利用電力電子技術(shù)、計算機控制技術(shù)及電力系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計實現(xiàn)的。用于對各種直流電源進行考核實驗的實驗裝置，主要作用是替代傳統(tǒng)的實際耗電方式運行的電阻型功率負載進行相關(guān)的功率實驗，與電阻型負載相比它有以下的優(yōu)點：在完成測試功率實驗的前提下，將待試設(shè)備的輸出能量反饋到電網(wǎng)，節(jié)約了能源，不產(chǎn)生大量的熱能，避免了試驗場所溫度升高。并且具有如下幾項特點： 1.不需體積龐大的電阻箱及冷卻設(shè)備，節(jié)約了安裝空間。體積小，重量輕。 2.模擬的功率連續(xù)可調(diào)，使用范圍增加。 3.采用能量回饋方式，試驗場所不必配備大容量的電源，降低了供電容量的開支。 4.反饋的電能可設(shè)為超前無功的形式，對電力系統(tǒng)進行功率因數(shù)補償。 應(yīng)用范圍與市場前景： 該電子模擬功率負載可普遍應(yīng)用于通訊電源出廠試驗、各種整流柜出廠試驗、牽引動力試驗、大功率充電電源試驗、蓄電池放電試驗、電機出廠試驗、柴油機汽油機出廠試驗、汽車動力性能試驗、電解電鍍電源出廠試驗等場合。 隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，人們對能源的要求及試驗自動化的要求越來越高，工業(yè)、交通等場合越來越需要大功率試驗手段，能源的緊缺使得能耗的費用也越來越高，基于節(jié)約能源減少開支和試驗自動化的要求，該裝置將有廣泛的應(yīng)用前景。 經(jīng)濟效益分析： 設(shè)備投資用所節(jié)約的電費在一至兩年內(nèi)收回；若考慮使用該設(shè)備后節(jié)省了供電容量、減少了安裝空間的費用，設(shè)備的投資將在一年內(nèi)收回。 以50kVA的試驗設(shè)備為例，通訊電源的出廠試驗要求有72小時的連續(xù)運行，若該設(shè)備在全年內(nèi)用足80%的時間，該機效率為90%，可節(jié)電50（kW）×360（天）×24（小時）×80%×90%=311040度，以每度0.5元計，一年節(jié)約電費15.5520萬元，若以每臺設(shè)備25萬元計，大約一年半的時間可收回設(shè)備投資，若再綜合考慮到電網(wǎng)容量的節(jié)約及安裝場地的減少，則可在一年內(nèi)收回設(shè)備投資。

若將氧化物變薄到乃至單層，其表面自由能受基底金屬的調(diào)制會向金屬表面自由能靠近（化學(xué)勢的混合），此時沉積在薄層氧化物上的金屬就有可能處于高分散狀態(tài)。研究人員在 Cu(110) 單晶表面生長單層 CuO 薄膜，再沉積鉑 (Pt) 金屬原子，得到 400 K 以上熱穩(wěn)定的 Pt 單原子模型催化劑。若將氧化物層厚度增加，相同沉積量的 Pt 原子則在室溫下便會團聚，形成金屬團簇。這種負載型金屬單原子模型催化體系的制備方法簡單易行，不需要通過吸附分子或者嵌入晶格來穩(wěn)定金屬單原子。

本技術(shù)提出了基于多尺度理論模擬結(jié)合深度機器學(xué)習(xí)的一整套解決方案，即利用先進多尺度模擬方法精準(zhǔn)解析SEI原子結(jié)構(gòu)，建立新一代SEI模型，闡明SEI結(jié)構(gòu)和形成機制，完整構(gòu)建SEI與電池性能之間的內(nèi)在聯(lián)系，定向設(shè)計符合不同商用條件的新型電解液配方，為開發(fā)新一代高能量密度電池提供可能。 一、項目分類 顯著效益成果轉(zhuǎn)化 二、技術(shù)分析 隨著智能手機、筆記本電腦等消費電子產(chǎn)品的快速發(fā)展，鋰離子電池（Lithium Ion Battery, 簡寫為LIB）已經(jīng)成為最成功的電化學(xué)儲能設(shè)備之一，并從根本上影響并改變了人們的日常生活方式。隨著制造工藝的逐步成熟，LIB的能量密度已經(jīng)接近其理論極限。另一方面，可移動電子設(shè)備的快速普及和汽車電動化的蓬勃發(fā)展也不斷要求開發(fā)具有更高能量密度的充電電池以滿足實際使用的需求，而最先進的LIB依然無法完全滿足上述需求。因此，尋找更高能量比的鋰電池電極材料，加快下一代新型鋰電池關(guān)鍵技術(shù)的相關(guān)研究，已成為制約鋰電池技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展進步的關(guān)鍵問題。鋰金屬電池的能量密度雖足以達到下一代電動車的要求，但其自身的穩(wěn)定性仍令人擔(dān)憂，這主要是因為Li金屬的反應(yīng)活性過高，其幾乎可與所有的電解液均能自發(fā)地發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在電池的運行過程中，Li電極和電解液之間通過自發(fā)化學(xué)反應(yīng)和電化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致了固體電解質(zhì)界面（solid electrolyte interphase，SEI）的形成。當(dāng)所形成的SEI結(jié)構(gòu)不均勻時會誘發(fā)電池體積膨脹，此外，充放電過程中鋰的不均勻沉積會導(dǎo)致鋰枝晶的形成，鋰枝晶的不規(guī)則生長會刺穿SEI，導(dǎo)致SEI膜發(fā)生破裂，并產(chǎn)生死鋰，降低鋰金屬電池庫倫效率；更嚴重的是，鋰枝晶的不斷生長會刺穿隔膜，造成電池內(nèi)部的短路，導(dǎo)致火災(zāi)和爆炸等安全事故，大大縮短了電池的使用壽命，嚴重阻礙了其大規(guī)模商業(yè)化發(fā)展。因此，SEI對LMB的性能具有至關(guān)重要的影響。良好且穩(wěn)定的SEI可以阻止（或者大幅度減緩）負極界面上反應(yīng)的持續(xù)發(fā)生，起到保護Li電極的作用。針對下一代高穩(wěn)定性鋰金屬電池設(shè)計中存在的關(guān)鍵問題，結(jié)合國際研究進展與本團隊前期研究基礎(chǔ)，我們提出了基于多尺度理論模擬結(jié)合深度機器學(xué)習(xí)的一整套解決方案，即利用先進多尺度模擬方法精準(zhǔn)解析SEI原子結(jié)構(gòu)，建立新一代SEI模型，闡明SEI結(jié)構(gòu)和形成機制，完整構(gòu)建SEI與電池性能之間的內(nèi)在聯(lián)系，定向設(shè)計符合不同商用條件的新型電解液配方，為開發(fā)新一代高能量密度電池提供可能。本方案已形成完整的工作流，相關(guān)自動化軟件已開發(fā)完成并交付使用，且具有完全的自主知識產(chǎn)權(quán)，可用于國內(nèi)外上游電池生產(chǎn)研發(fā)企業(yè)積累原始電池性能數(shù)據(jù)，大范圍篩選有效電解液組分，指導(dǎo)下一代高能量密度鋰電池研制。 我們的技術(shù)優(yōu)勢與創(chuàng)新主要表現(xiàn)在： 1）首次在電池體系中實現(xiàn)了QM與MM的混合模擬與混合加速； 2）在電池體系模擬中實現(xiàn)了開放電子體系對電化學(xué)反應(yīng)的熱力學(xué)和動力學(xué)預(yù)測； 3）在保證精度的前提下，實現(xiàn)了在納米尺度上對真實的實驗SEI結(jié)構(gòu)直接模擬； 4）通過耦合深度機器學(xué)習(xí)，實現(xiàn)了電解液組分大范圍篩選與性能優(yōu)化。

傳統(tǒng)的方式對嵌入式算法的編寫以及實物調(diào)試都有比較高的要求，控制板性能有限、底層代碼編寫學(xué)習(xí)成本高、硬件資源調(diào)用不直觀、算法實現(xiàn)與代碼調(diào)試不方便，因此需要耗費學(xué)生與科研人員大量的時間與精力。 采用快速控制原型（RapidControlPrototyping簡稱RCP），那么就可以高效的、便捷的完成了前期算法的驗證，研旭推出的電力電子仿真系統(tǒng)只需在MATLAB的Simulink搭建控制算法模型，下載到RCP控制器中，即可實現(xiàn)控制過程。 本系統(tǒng)將RCP控制器與可定制的功率硬件、電機結(jié)合在一起，通過模塊化的方式，便于搭建各種不同類型的功率變換系統(tǒng)，非常適合高校、科研院所進行電力電子裝置級和系統(tǒng)級的控制算法的驗證。 系統(tǒng)同時可集成各類測試電源和檢測儀器，一體化的結(jié)構(gòu)，讓學(xué)習(xí)開發(fā)更為方便省力。 系統(tǒng)特點： 更方便，更易上手 在Matlab中設(shè)計的控制算法自動生成代碼，自動加載到實時目標(biāo)機中運行，避免了繁瑣的編程和Debug工作； 使用門檻低，會Matlab仿真即可完成實驗測試工作，所有測試工作只需一人即可完成。 更靈活，更開放 硬件模塊化設(shè)計，多種拓撲結(jié)構(gòu)的功率硬件可選，同時，可根據(jù)需求定制各種不同的功率硬件，拓撲結(jié)構(gòu)、功率級別、傳感器的數(shù)量位置等均可以變化； 軟件模塊化設(shè)計，算法編程和監(jiān)控全部采用基于模型的可視化設(shè)計方法，提供各類驗證過的算法模型，可直接組合調(diào)用，大大縮短研發(fā)時間。 更可信，更可靠 功率級的算法驗證，完美復(fù)現(xiàn)實際系統(tǒng)，具有很高的可信度； 采用高可靠性的功率模塊和經(jīng)過完善測試的接口模塊，故障率低； 具備軟件保護和硬件保護雙重保護，安全性高； 具備數(shù)字仿真和物理電路雙重驗證，設(shè)計更靈活，實驗數(shù)據(jù)更具說服力。

全三維粒子模擬軟件CHIPIC是國家*63計劃*03主題支持項目“***粒子模擬軟件研發(fā)”的主要研究內(nèi)容，其研究目的是在堅實理論基礎(chǔ)指導(dǎo)下，深入開展強波粒相互作用理論及HPM和HPMM相關(guān)理論研究，建立強流相對論互作用的理論體系，為高功率微波器件理論研究提供一款實用的粒子模擬軟件。 因為粒子模擬軟件在軍事領(lǐng)域有重大應(yīng)用價值，國外的一些先進粒子模擬軟件對我國是禁運的（如美國的MAGIC），從而一些內(nèi)部技術(shù)對我國也是封閉的。本軟件是完全依靠國內(nèi)的自身條件研制完成的，是具有完全知識產(chǎn)權(quán)的軟件。由本軟件運算的準(zhǔn)確性（與國外軟件比較驗證）可以證明本成果使用的技術(shù)線路是完全可與國外軟件媲美的。 該項目完成了三維電磁粒子模擬理論與算法、軟件設(shè)計、軟件測試等研究內(nèi)容，突破了高效并行計算、大尺度結(jié)構(gòu)建模、三維PIC/MCC混合算法等關(guān)鍵技術(shù)，設(shè)計了友好的圖形化輸入界面及多窗口輸出界面，形成了功能完整的CHIPIC3D模擬軟件。并最終應(yīng)用于對高功率微波源、真空電子學(xué)太赫茲源、脈沖功率真空器件等進行三維粒子模擬。 該項目主要技術(shù)指標(biāo)如下：1.CHIPIC3D全三維電磁粒子模擬軟件在直角及圓柱坐標(biāo)系下實現(xiàn)了三維FDTD及粒子算法，能對各種對稱、非對稱結(jié)構(gòu)的高功率微波源及太赫茲波源器件進行三維粒子模擬，模擬結(jié)果與實驗吻合。2.采用基于消息交換與共享內(nèi)存相結(jié)合的并行計算方法，使加速比達到30以上;3.采用分段建模并行計算的方法，能對30米以上大尺度精細結(jié)構(gòu)進行三維粒子建模及模擬；4.將蒙特卡洛及Vaughan模型算法應(yīng)用于三維粒子模擬軟件，使其能模擬介質(zhì)表面二次電子倍增、氣體放電及介質(zhì)表面擊穿等復(fù)雜物理問題；5.采取面向?qū)ο蟮姆椒?，能提供友好的圖形化的輸入界面及多窗口輸出界面。 目前該軟件已在中國工程物理研究院流體物理研究所、中國工程物理研究院應(yīng)用電子學(xué)研究所、北京應(yīng)用物理與計算數(shù)學(xué)研究所、國營第七七二廠、四川大學(xué)電子信息學(xué)院、西南交通大學(xué)等單位應(yīng)用。從軍事應(yīng)用角度來看，該軟件將縮短我國高功率微波源的研究周期，從而加快我國軍隊相關(guān)武器裝備的研究進程；從經(jīng)濟效益角度來看，該軟件避免了大量的重復(fù)加工及重復(fù)試驗，節(jié)約了大量的人力物力，從而為用戶單位帶來巨大的經(jīng)濟效益。

該項目主要技術(shù)指標(biāo)如下：1.CHIPIC3D全三維電磁粒子模擬軟件在直角及圓柱坐標(biāo)系下實現(xiàn)了三維FDTD及粒子算法，能對各種對稱、非對稱結(jié)構(gòu)的高功率微波源及太赫茲波源器件進行三維粒子模擬，模擬結(jié)果與實驗吻合。2.采用基于消息交換與共享內(nèi)存相結(jié)合的并行計算方法，使加速比達到30以上;3.采用分段建模并行計算的方法，能對30米以上大尺度精細結(jié)構(gòu)進行三維粒子建模及模擬；4.將蒙特卡洛及Vaughan模型算法應(yīng)用于三維粒子模擬軟件，使其能模擬介質(zhì)表面二次電子倍增、氣體放電及介質(zhì)表面擊穿等復(fù)雜物理問題；5.采取面向?qū)ο蟮姆椒ǎ芴峁┯押玫膱D形化的輸入界面及多窗口輸出界面。

郭光燦院士團隊在基于人工合成維度的量子模擬方面取得重要實驗進展。該團隊李傳鋒、許金時、韓永建等人將攜帶不同軌道角動量的光子（又稱為渦旋光子）束縛在簡并光學(xué)諧振腔內(nèi)，通過引入光子的自旋軌道耦合人工合成了一維的拓撲晶格，為拓撲量子模擬開創(chuàng)了一種新的方法。

本發(fā)明公開了一種用于模塊化多電平換流器中的子模塊拓撲結(jié) 構(gòu)，包括：相互串聯(lián)的第一開關(guān)模塊和第二開關(guān)模塊，其中第一開關(guān) 模塊的負端與第二開關(guān)模塊的正端相連接，開關(guān)模塊由一個全控型器 件和一個二極管反并聯(lián)而成；直流電容，其正極和負極分別與第一開 關(guān)模塊的正端和第二開關(guān)模塊的負端相連接；還包括第三開關(guān)模塊， 其與第一開關(guān)模塊和第二開關(guān)模塊電氣連接，使得正常工作時該第三 開關(guān)模塊的全控型器件一直施加觸發(fā)脈沖從而一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，而 發(fā)生直流故障時通過閉鎖該第三開關(guān)模塊的觸發(fā)脈沖實現(xiàn)阻斷直流故 障電流。本發(fā)明

在電力半導(dǎo)體模塊的發(fā)展中，隨著集成度的提高，體積減小，使得單位散熱面積上的功耗增加，散熱成為模塊制造中的一個關(guān)鍵問題，而傳統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)（焊接式和壓接式）已無法成功地解決散熱問題。因此對處于散熱底板和芯片之間的導(dǎo)熱絕緣材料提出了新要求。目前，國內(nèi)外電力電子行業(yè)所用此種材料一般是陶瓷-金屬復(fù)合板結(jié)構(gòu)，簡稱DBC板