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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(fā)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(guī)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(fā)，與上汽集團、新源動力、上海治臻等企業(yè)開展產學研合作，發(fā)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(fā)明如下：
1、提出了“島群-流道”復合的大規(guī)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(chuàng)建了錯層密封的沖壓單極板背對背焊合方法，發(fā)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(guī)律，建立了細密流場成形及焊接的殘余應力分析模型，發(fā)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(fā)明了非晶-微晶復合涂層及其磁控濺射制備技術。
4、發(fā)明了耐蝕導電復合涂層的多腔連續(xù)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(chuàng)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(fā)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(fā)表SCI論文91篇(全球雙極板主題論文數第一)。開發(fā)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(fā)，為上汽、東風、長城等國內金屬極板燃料電池汽車開發(fā)提供了自主可控的核心技術。
金屬雙極板
金屬雙極板連續(xù)沖壓成形
金屬雙極板多工位連續(xù)激光焊接
金屬雙極板多腔連續(xù)磁控濺射工藝裝備
金屬雙極板生產
上海交通大學
2021-05-11
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(fā)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(guī)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(fā)，與上汽集團、新源動力、上海治臻等企業(yè)開展產學研合作，發(fā)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(fā)明如下：1、提出了“島群-流道”復合的大規(guī)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(chuàng)建了錯層密封的沖壓單極板背對背焊合方法，發(fā)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(guī)律，建立了細密流場成形及焊接的殘余應力分析模型，發(fā)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(fā)明了非晶-微晶復合涂層及其磁控濺射制備技術。4、發(fā)明了耐蝕導電復合涂層的多腔連續(xù)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(chuàng)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(fā)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(fā)表SCI論文91篇(全球雙極板主題論文數第一)。開發(fā)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(fā)，為上汽、東風、長城等國內金屬極板燃料電池汽車開發(fā)提供了自主可控的核心技術。金屬雙極板金屬雙極板連續(xù)沖壓成形 金屬雙極板多工位連續(xù)激光焊接金屬雙極板多腔連續(xù)磁控濺射工藝裝備金屬雙極板生產知識產權類型:發(fā)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(fā)展計劃、上海市科技創(chuàng)新行動重大項目等
上海交通大學
2021-04-10
五軸數控精密刀具磨床、刀具研發(fā)軟件及刀具一體化研制
成果瞄準國外對刀具設計與制造技術及裝備的封鎖，以及國內該領域的空白，采用自主研制的整體立銑刀通用數學建模理論及磨削算法，基于自主知識產權，開發(fā)出我國自己的整體立銑刀設計與制造軟件、數控系統、五軸數控精密刀具磨床以及國產化刀具，該項成果已經獲得2項發(fā)明專利，2項軟件著作權，目前已經開發(fā)出刀具設計與制造軟件，正在開發(fā)數控系統，后期開發(fā)出五軸數控機密磨床裝備，項目整體已經達到國內領先、國際先進水平，有望實現產業(yè)化。
西南交通大學
2016-06-27
一種專用于小型桿件受彎性能研究的輔助試驗裝置
本發(fā)明公開了一種專用于小型桿件受彎性能研究的輔助試驗裝置，包括有起支撐作用的基座，基座的頂部兩側設有工字型導軌，導軌上方內側左右對稱安裝有荷載施加機構、中側左右對稱設有桿件夾持機構、外部左右對稱設有豎向撓度測量系統；荷載施加機構和桿件夾持機構均可沿導軌左右滑動。優(yōu)點在于：1)可夾持長度不同，截面高度不同桿件，能研究不同長度，不同截面高度的小型桿件受彎性能，且在桿件兩端形成理想的固定端約束；2)可沿桿件軸線方向在桿件上端面任意位置上對受彎桿件同時施加多個大小可調節(jié)的集中荷載；3)可沿桿件軸線方向在桿件上端面任意位置上通過豎向撓度測量裝置同時測量多點的豎向撓度。
東南大學
2021-04-11
粉末冶金燒結鋼高密度高強度零件溫壓技術
鐵基粉末冶金（P/M）零件溫壓工藝是90年代國際上出現的一個粉末冶金新技術。該技術通過對于適當的鋼鐵粉末及潤滑劑系統在一個不太高的溫度（100-150℃）下壓制，可使鐵基P/M零件生坯的密度增加0.1-0.3g/cm3。1994-1998年，瑞典、美國、瑞士、加拿大和臺灣保來得公司已先后建立了20多條溫壓生產線，已能生產30 余種密度在7.25-7.60 g/cm3的高密度鐵基P/M零件。 本項目根據我國的粉末冶金發(fā)展和設備水平，通過“九五”攻關“轎車用合金粉末和高強度溫壓技術研究”及國家863計劃項目的執(zhí)行，獲得了一批重要的研究成果。用國產設備和研究的模具及潤滑系統，成功地實現了軟磁材料、高強度燒結鋼、復合材料零件的溫壓。本項目可提供經濟的溫壓系統設計、工藝參數的優(yōu)化設定、溫壓零件提高疲勞強度的表面處理和新產品的開發(fā)。產品的綜合水平達到國際和國內先進水平。 該項目適用于溫壓產品主要應用于高強度汽車、轎車、電動及風動工具粉末冶金燒結鋼零件。如高壓油泵齒輪、鏈輪、密封環(huán)、活塞環(huán)、磁軛等。
北京科技大學
2021-04-11
一種復雜薄壁類鋁合金件超聲輔助半固態(tài)壓鑄成型裝置
本實用新型公開了一種復雜薄壁類鋁合金件超聲輔助半固態(tài)壓鑄成型裝置。包括壓鑄機、壓鑄模具、超聲振動系統和冷卻系統，壓鑄模具安裝在壓鑄機，壓射組件穿過靜模固定板與壓鑄模具連接，壓鑄模具的動模上安裝連接超聲振動系統，超聲振動系統直接作用于動模以超聲輔助進行半固態(tài)壓鑄成型，動模設有與超聲振動系統連接的冷卻系統。本實用新型可有效降低固相團聚程度，提高半固態(tài)金屬的流動能力和充型能力，并且能細化晶粒，提高鑄件的致密度，進一步提高鋁合金鑄件的力學性能和導熱性能，為復雜薄壁類鋁合金鑄件制造提供一種新的成型方法。
浙江大學
2021-04-13
一種大型薄壁件的拉形和電磁復合漸進成形方法及裝置
本發(fā)明公開了一種大型薄壁件的拉形和電磁復合漸進成形方法 及裝置，該方法將驅動板置于待變形板料上方，用壓板和托板夾持住 驅動板和待變形板料，通過升降油缸帶動托板移動使得驅動板和待變 形板料初步拉彎和繃緊，實現拉形過程，調整電磁線圈的位置，使其 正對待變形驅動板進行放電，線圈繞凸模軸線在驅動板的表面旋轉一 周，實現同一高度下待變形板料與凸模貼合，隨后油缸再次下降并將 板料拉彎，線圈放電使待變形板料再次變形并與凸模貼合，依次類推， 實現板料的拉形-放電-再拉形-再放電的交替成形過程，直到板料變形 結束。本發(fā)明可改善材料流動的均勻性，降低板料的減薄率，實現大 型難變形材料的柔性加工和精確塑性制造。
華中科技大學
2021-04-13
機械零部件CAD/CAE三維設計與分析集成設計技術
計算機輔助工程（Computer Aided Engineering，CAE）分析是利用有限元分析、數值分析以及圖形圖像等技術模擬產品的實際工況，從而獲取產品的靜動態(tài)性能指標。采用CAE 分析技術，能大大縮短產品的開發(fā)周期，優(yōu)化結構，降低成本，提升企業(yè)的市場競爭力。此項技術已廣泛于航空航天、汽車、機車、電子、土木等各行各業(yè)，是企業(yè)產品創(chuàng)新設計時的不可缺少的有力保障。但CAE分析模型的建立異常冗繁，且有限元分析理論和相應的軟件使用對于企業(yè)技術人員來說，仍是一個難點問題，為此，利用VC++和APDL等開
河海大學
2021-04-14
基于核外電子概率密度分布的復雜曲面零件匹配檢測方法
本發(fā)明屬于精密加工與測量技術領域，并公開了一種基于核外 電子概率密度分布的復雜曲面零件匹配檢測方法，包括:對待測零件 進行非接觸式掃描獲得掃描點云，并將其與設計點云組成匹配比較對 象;將兩片點云轉換到同一三維坐標系內，并將各個點看作原子的原子核，將此原子核的鄰域點看作核外電子，遍歷所有點計算得出其對 應的電子概率密度分布值;基于計算得出的電子概率密度分布值確定 兩個模型的誤差，并在當前誤差不滿足終止條件時對測量點云進行粗 匹配和精匹配，直至滿足終止條件為止。通過本發(fā)明，能夠有效解決 現有非接觸式匹配
華中科技大學
2021-04-14
可有效保留邊界和局部特征的復雜曲面零件點云精簡方法
本發(fā)明屬于精密加工與測量技術領域，并公開了一種可有效保留邊界和局部特征的復雜曲面零件點云精簡方法，包括:對復雜曲面 零件生成掃描點云;針對點云中的各個點獲得多個鄰域點并計算得出 法線向量;繼續(xù)以各個點為球心找出最短半徑范圍內的 m 個點，然后 求出點云中各個點的法線向量與這 m 個點的法線向量之間夾角的平均 值;基于夾角平均值來設定閾值，然后執(zhí)行特征粗分類;進行二次細 分以完成第一個精簡子集的選取，然后基于定向Hausdorff距離來完成 第二個精簡子集的選取
華中科技大學
2021-04-14