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1 項目介紹近年來，汽車電子化程度的高低已成為衡量汽車綜合性能和現代化技術水平的重要標志。自上世紀 80 年代以來，制動系統電控水平不斷提高，出現了以 ABS、 EBD、 ESP 為代表的若干主動安全電子控制系統，廣泛裝配在各種類型的道路車輛上。這些電子系統最重要的特征是：技術附加值高性能評價標準苛刻可靠性要求嚴格以往由于開發過程具有較高的資金和技術門檻，此類產品的市場僅由少數幾家歐美大型零部件商分割占據。在中國汽車工業飛速發展的今天，已有多家本土零部件廠商涉足這一巨大市場，推出了初期產品，獲得了少量市場份額，但面臨技術門檻、性能瓶頸和資金壓力，遲遲不能取得有效突破。 目前商用車氣壓制動領域及乘用車液壓制動領域均面臨著普通 ABS 產品全面普及， ESP 等高端產品利潤豐厚的良好市場態勢，把握技術機遇、提升產品市場競爭力要從以下兩方面入手： （ 1） 降低開發成本：縮短樣機研發時間，爭取市場主動權；降低測試（ 包括室內及道路實驗） 費用，節約直接開銷。 （ 2） 提高產品品質：保證產品在復雜行車狀態下的控制性能，及實車環境條件下的電氣性能及電磁兼容性能。 清華大學追蹤汽車電子行業技術發展最新趨勢，總結形成了一整套能夠支撐 ABS、 ESP 等復雜電控單元（ ECU）開發的配套技術，涵蓋產品開發——室內測試——道路匹配的各個階段，尤其是硬件在環仿真（ Hardware-In-Loop Simulation——HIL 仿真）測試及 EMC 電磁兼容性測試兩個關鍵技術領域取得了階段性成果，有效縮短了產品開發周期并極大節省了測試費用。HIL 仿真測試技術： HIL 仿真測試是一種將全套 ECU+執行器硬件植入軟件環境，通過軟硬件協同工作實現運行工況逼真模擬的工程應用技術，被 Bosch 等著名廠商廣泛采用，是業內公認的提高開發效率，降低開發費用的有效途徑。我處開發的 HIL 測試設備可實現如下功能： （ 1） 測量制動系部件性能，指導 ECU 控制原理開發； （ 2） 構建室內車輛運行模擬環境，銜接道路測試； （ 3） 構建標準測試工況，實現同類產品同等條件橫向對比； （ 4） 安全模擬極限道路運行工況，確定道路實驗安全邊界； （ 5） 安全模擬部件故障運行模式，評估部件失效對行駛安全的風險。 實際運用中， HIL 設備實現了 ECU 控制邏輯實現——室內 HIL 測試——道路定型三階段的順利銜接，大量 ECU 控制功能的驗證及深入改進可在室內完成，不斷豐富的仿真運行工況還有效的降低了產品開發對于道路試驗的依賴，縮短了控制功能改進周期，降低了路試強度，控制了技術風險和成本膨脹。EMC 電磁兼容性測試技術： ECU 等電子部件在實車環境下的可靠性是產品品質的重要體現。制動相關電子產品在外界干擾下的故障運行將帶來極嚴重的安全隱患。我處除有能力按照 ISO16750《道路車輛電氣及電子設備的環境條件和試驗》等標準完成產品可靠性的一般性檢驗，還在汽車電子的電磁兼容性方向開展了著重以下兩方面工作： （ 1） ISO7637-2： 2004《道路車輛由傳導和耦合引起的電騷擾》標準測試環境建設引進瑞士 EM Test 公司 LD200、 UCS200、 VDS200 等測試設備，構建完成了能夠進行較全面的車輛零部件 EMC 瞬態傳導試驗的正規化電子實驗室，能夠有效的模擬通過線纜傳遞的干擾甚至破環信號，是控制器 ECU 電氣可靠性品質的有效保證手段。 （ 2） 特殊功能電路的專業化測試 針對電控制動系統的專門應用，對輪速調理、電磁閥智能驅動、電機控制單元等特定功能電路進行了針對性研究，提出了縮減成本、提升性能的若干備選技術方案。 現有大型設備： 經過多年實際使用及改進，已有能力設計制造適合多種車輛類型（客車、半掛列車、輕型乘用車等）、多種電控系統（氣制動及液壓制動 ABS、 ESP 等）的 HIL 仿真測試系統，運行中設備包括： （ 1） 商用車氣壓制動仿真測試系統 最大支持三軸商用車（可變形適合 6×6、 6×4、 6×2、 4×2 等配置）氣制動系統的 ABS、 ASR、EBS 等控制器開發。 （ 2） 乘用車液壓制動仿真測試系統 支持中小型乘用車液壓制動系統 ABS/EBD(4S/4M 或 4S/3M)、 TCS、 ESP 等控制器開發。2 應用說明經過多年校企合作，在前述各種配套技術支持下， 已經實現了多款控制器 ECU 的開發并已向市場推廣，除在研產品外，主要的產業化成果如下：商用車氣制動 4S/4M ABS 控制系統商用車氣制動 ABS/ASR 控制系統掛車/半掛車氣制動 2S/2M ABS 控制系統乘用車液壓制動 4S/4M、 4S/3M ABS 控制系統

主要研究內容: 尿道狹窄發病率高，我國每年有約250萬新發病例。狹窄危害嚴重，但治療困難。即便在美國也同樣缺乏有效地治療手段，患者平均接受3.13次手術。針對這個世界性的難題，課題組歷時15年，在國家863計劃等基金的支持下：應用口腔頰粘膜重建尿道，成功解決了兩類困難類型尿道狹窄的治療；創新手術方式，建立了尿道粘膜外翻吻合技術和背腹側聯合鑲嵌技術，顯著提高治療效果；研發出兩種新型聚氨酯材料，為以后泌尿外科的臨床運用奠定基礎。 創新點： 一、國內首家開展頰粘膜尿道背側鑲嵌成形術和運用頰粘膜修復干燥性龜頭炎所致尿道狹窄。 二、建立尿道粘膜外翻吻合術和尿道背腹側聯合鑲嵌成形術。 三、國際上率先研發出同時具備水性無毒及可降解的聚氨酯材料；國際上首次合成含雙季銨鹽的抗菌性能優異的聚氨酯材料。 技術水平： 一、頰粘膜治療長段前尿道狹窄，治療效果國際領先；頰粘膜修復干燥性龜頭炎致尿道狹窄，為國內首創，治療效果國際領先。 二、粘膜外翻技術國際上未見類似報告，歐洲泌尿外科秘書長Chapple高度評價該技術；國際上第二家開展尿道背腹側聯合鑲嵌成形術，但部位不同，效果國際領先。 三、兩種新型聚氨酯材料均為國際上率先研發，填補行業空白，獲2項國家發明專利。 推廣應用情況及社會效益： 主編中華醫學會泌尿系損傷診治指南并在全國宣講，培訓600余人次。多次舉辦各類培訓班（中國泌尿外科青年醫師培訓班等）和學術會議，并進行手術演示推廣新技術，顯著提高國內尿道狹窄治療水平。發表論文104篇（SCI15篇），獲國家發明專利2項。多次參加國際高水平會議交流，提高學科國際知名度。培養碩博士43名，為學科發展培養高水平人才。

該項目以造紙制漿廢液中回收的工業木質素為原料，經氧化、催化、縮合、磺化等化學改性及表面活性劑的配伍得到混凝土、砂漿用外加劑。用本專利產品生產的混凝土和砂漿具有優異的減水增強性和抗滲、抗裂性，其減水率達18%～25%，比現有技術提高了1～1.5倍，透水壓力比達到325％，可降低混凝土早期水化熱、減少混凝土內部裂縫，提高混凝土耐久性；本發明技術在廣東、山東等地建成5個年產1萬噸、1個年產2萬噸的基地，產品成功應用于廣東省重點工程潮州水利樞紐、廣東省水利廳無縫壩示范工程－乳源壩美電站等六十多家工程，近三

本發明公開了一種快速測定鈣系包芯線中金屬鈣含量的方法。 在常溫常壓下，利用 NH4Cl 溶液為溶樣試劑、高純金屬鎂或金屬鈣為 標準，采用氣體容量法及相關裝置，測定金屬鎂或金屬鈣標樣及待測 樣品在相同實驗條件下產生氫氣的體積，根據氣體狀態方程，通過比 較法計算出鈣鐵包芯線中金屬鈣的含量。本發明方法不僅適用于不同 含鈣量的鈣鐵包芯線中金屬鈣的測定，還適用于不同含鈣量的鋁鈣包 芯線、硅鈣線等鈣系包芯線中金屬鈣的測量。本發明

航空發動機機匣是一種復雜薄壁零件，其加工變形問題是我國航空發動機制造的關鍵技術瓶頸。機匣毛坯組織結構的均勻性是影響機匣加工變形的主要原因之一。鎳基高溫合金具有優異的高溫強度，良好的抗氧化和抗熱腐蝕性能，是航空發動機機匣的主要原料。鎳基高溫合金鑄、鍛件組織結構的無損檢測與定量評價是實現組織結構均勻性檢測與評價的基礎，有助于準確判斷毛坯制造質量，表征制造工藝改進的有效性，降低機匣加工變形概率。 超聲檢測具有穿透能力強，靈敏度和分辨率高、可定位和定量檢測等優點，在航空發動機大規格高溫合金構件制造質量檢測領域得到了廣泛應用。超聲檢測信號特征值與材料組織結構變化、二次相或沉淀物的形成相關，具備有效評價鎳基高溫合金的組織結構的能力。現有鎳基高溫合金鑄、鍛件組織結構的超聲檢測以噪聲波高為主要判據，指標簡單、閾值設置嚴格、誤判率高，無法適應不斷改進的制造工藝。 組織結構超聲定量評價技術的核心是確定微觀組織特征參數與超聲檢測特征參數之間的定量關系模型，其本質是以模型待定系數為決策變量，以評價準確性為目標函數的優化問題。超聲波在鎳基高溫合金中傳播時，受到晶界、相界、孿晶等復雜組織結構的綜合作用，若采用聲速、衰減系數、非線性系數等單一超聲檢測參數對組織結構進行建模與評價，會因信息量的缺失而導致評價誤差大；若增加檢測參數規模，則會導致所對應優化問題的困難性大幅增加。 本研究以鎳基高溫合金組織結構定量評價為主要研究對象，圍繞如何利用協同進化算法求解定量評價的大規模優化問題、以及如何同時利用多種微觀組織特征參數對鎳基高溫合金進行綜合表征展開研究。科研成果為航空發動機機匣鎳基高溫合金毛坯制造質量檢測、評價、性能預測提供技術支持，為制造工藝改進提供數據支持，也可進一步推廣至其它高溫合金、鈦合金等材料中。

化學鍍Ni-P具有優良的耐腐蝕性能，在工業生產中獲得了廣泛應用。但是，隨著應用的增多也出現了一些問題。由于化學鍍層是陰極性的，如在施鍍過程中形成針孔、麻點以及使用過程中外力對鍍層的損壞等，往往造成鍍層在腐蝕介質中形成電偶腐蝕，使得鍍層不僅對基體起不到保護作用，反而加速了基體的腐蝕。三元合金Ni-W-P鍍層的出現在一定程度上解決了Ni-P鍍層中所存在的問題。W元素的加入可以提高鍍層的致密性，減小了腐蝕介質穿透鍍層在鍍層與基體之間形成電偶腐蝕的幾率。此外，W是一種自鈍化元素，在腐蝕介質中有利于鍍層表面鈍化膜的形成，提高了鍍層的耐蝕性能，因此，P的含量相近時Ni-W-P鍍層的耐蝕性能優于Ni-P鍍層。但是Ni-W-P鍍層與Ni-P鍍層相比在與基體的結合力上并沒有提高，在后續加工過程中如受到一定外力作用時，鍍層很容易脫落，這就使得鍍層的應用范圍受到了一定的限制。該技術針對現有化學鍍層在使用過程中所存在的問題，提出將含有一定量W元素的Ni-W-P鍍層在高溫下進行熱處理，提高鍍層的結合力和硬度，大幅度提高鍍層的耐蝕耐磨性能，延長鍍層的使用壽命。

中國生產的鎳氫電池性能與國外相比差距還很大，這是由于工藝設備落后、材料性能較差等原因造成的，電池的一致性、穩定性均有待提高。日本稀土貯氫合金全部采用片鑄(Strip Casting)工藝生產，我國則全部采用模鑄(Mold Casting)工藝生產。在國家“八六三”計劃支持下，開發具有自主知識產權的稀土貯氫合金的鑄片產業化技術，達到日本同期水平。該技術優點有：（1）可以提高稀土貯氫合金的比容量。相同成分的稀土貯氫合金采用模鑄工藝生產比容量為320mAh/g，如果采用片鑄工藝生產則比容量提高到340mAh/g；（2）活化速度快。模鑄工藝生產的稀土貯氫合金需要10-15個完全沖放周期才能達到最大吸氫量，片貯工藝則只需要2-3個完全沖放周期。（3）抗氧化、耐腐蝕、壽命長。片鑄工藝生產的相同成分稀土貯氫合金比模鑄工藝生產的抗氧化和耐腐蝕性能好，使用壽命長200個循環周期；（4）可以降低原材料成本。例如生產比容量為320mAh/g的稀土貯氫合金，采用片鑄工藝可以大幅度降低金屬鈷，降幅達到30%-50%；（5)能耗降低。片鑄工藝生產的稀土貯氫合金全部有均勻細小的柱狀晶組成、相分布均勻、偏析降低到最低限度、沒有富錳析出，不需要熱處理。模鑄工藝生產的稀土貯氫合金偏析嚴重、富錳相析出，因此需要熱處理來消除或減弱。 LaNi5型稀土貯氫合金是1969年荷蘭菲利浦公司發現的，它具有電化學容量高、循環工作壽命長、對電解液有良好的耐蝕性、對過充電時正極產生的氧要有良好的耐氧化性、電催化活性高、反應阻力（氫過電壓）小、氫擴散速率大、電極反應可逆性好、在電池工作溫度范圍（-20～+60）內有合適的氫平衡分解壓、無污染。稀土貯氫合金的重要應用是它可以被用作鎳氫電池的陰極材料。鎳氫電池與傳統的鎳鎘電池相比，其能量密度提高兩倍，廣泛應用于能源、化工、電子、宇航、軍事及民用各個方面，如筆記本電腦、計算機、攝像機、收錄機、數碼相機、通訊器材、電動工具、混合動力汽車等。

“高性能稀土鎂合金薄板帶生產技術”項目是以北京市科委經費支持為起源、以國家“十二• 五”科技支撐計劃為發展，以北京科技大學與美國波音公司國際合作開發高性能稀土鎂合金等為基礎，逐步形成的一項特色科技成果。通過系統地研究鑄軋、擠壓板坯熱軋、鑄錠熱軋和熱處理過程中鎂合金組織演變機理與性能控制技術等，研發出具有高成形性能的稀土鎂合金；實現了高精度鎂合金板成卷軋制過程自動化控制及精整、表面處理技術的開發，并完成了高精度鎂合金專用軋機機組及控制裝置的研發設計及應用，在此基礎上研發出高性能稀土鎂合金薄板帶生產工藝技術。

2018年國家技術發明二等獎 電網是我國經濟發展的命脈，架空輸電導線作為電力輸送的“血管”是電網中用量最大、最關鍵的組成部分之一。導線的導電率每提升1%IACS，全國每年節約線損超70億千瓦時。特高壓、遠距離、大容量輸電和清潔能源利用的發展，對架空導線的導電率、強度、耐熱性能和疲勞性能提出了更高的要求。但提升導電率與同時提高強度和耐熱性之間存在矛盾，導致我國電網建設急需的特種導線難以滿足工程需求。上海交通大學孫寶德教授團隊與江蘇中天科技集團合作，經十余年研究，取得以下創新性成果： 1.發明了耐熱高導Al-Zr-Y合金材料及微結構調控工藝，解決了耐熱相粗大和溶質鋯(Zr)原子析出不充分的難題，使導電率從60% IACS提高到60.8%IACS，耐熱溫度從150℃提高到210℃。研制的耐熱鋁合金導線電網改造工程中獲得大量應用，占國內耐熱導線40%市場份額； 2. 發明了高強抗疲勞Al-Mg-Si導線，解決了強化相調控和超細夾雜去除的難題，顯著提高了材料的抗疲勞性能，在運行張力增大的條件下，振動疲勞壽命超過3000萬次。研制的特種大跨越導線和全鋁合金節能導線，占國內30%市場份額，特別是大跨越導線，幾乎包攬了國家電網大跨越工程； 3. 發明了高效除氫、活性涂層陶瓷過濾和新型細化劑制備等導線冶金質量控制技術，解決了微量雜質元素與氣體去除的難題，實現了電工鋁導線的導電率從61%IACS提高到62.5%IACS以上，研制的新型節能導線在特高壓工程中獲得大量應用。 上述成果依托國家973項目、國家自然科學基金、上海市節能減排專項等項目，共獲得19項中國發明專利，1項美國專利和25項實用新型專利，發表論文49篇。成果在特高壓電網建設、電網增容改造、新能源并網發電、電網領域節能減排中發揮重要的作用，并且出口到歐美及一帶一路沿線國家，海外累計架線超2萬公里，打破國際壟斷，成為中國制造和中國電力走出去的“國家名片”。 導線性能測試實驗室 超細夾雜物去除-現場試驗 加拿大奧爾茲灣跨海大跨越——世界拉力最大的輸電跨越工程 晉東南-南陽-荊門 1000kV 黃河大跨越

化學鍍Ni-P具有優良的耐腐蝕性能，在工業生產中被廣泛應用。但是，隨著應用的增多也 出現了一些問題。由于化學鍍層是陰極性的，如在施鍍過程中形成針孔、麻點以及使用過程中 外力對鍍層的損壞等，往往造成鍍層在腐蝕介質中形成電偶腐蝕，使得鍍層不僅對基體起不到 保護作用，反而加速了基體的腐蝕。 三元合金Ni-W-P鍍層的出現在一定程度上解決了Ni-P鍍層中所存在的問題。W元素的加入 可以提高鍍層的致密性，減小了腐蝕介質穿透鍍層在鍍層與基體之間形成電偶腐蝕的幾率。此 外，W是一種自鈍化元素，在腐蝕介質中有利于鍍層表面鈍化膜的形成，提高了鍍層的耐蝕性 能，因此，P的含量相近時Ni-W-P鍍層的耐蝕性能優于Ni-P鍍層。但是Ni-W-P鍍層與Ni-P鍍層 相比在與基體的結合力上并沒有提高，在后續加工過程中如受到一定外力作用時，鍍層很容易 脫落，這就使得鍍層的應用范圍受到了一定的限制。 該技術針對現有化學鍍層在使用過程中所存在的問題，提出將含有一定量W元素的Ni-W-P 鍍層在高溫下進行熱處理，提高鍍層的結合力和硬度，大幅度提高鍍層的耐蝕耐磨性能，延長 鍍層的使用壽命。 可應用于換熱器、泵、軸、空冷等耐蝕或者耐磨的場合