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2019年上海市技術(shù)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(xiàn)有石墨雙極板，是破解難題的有效途徑。上海交通大學(xué)來新民教授團(tuán)隊歷經(jīng)十余年研發(fā)，與上汽集團(tuán)、新源動力、上海治臻等企業(yè)開展產(chǎn)學(xué)研合作，發(fā)明了薄型金屬雙極板設(shè)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(fù)合的大規(guī)模并聯(lián)流場均勻分流原理，解決了現(xiàn)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(gòu)型。 2、揭示了大面積超薄板細(xì)密流道的成形回彈及焊接變形規(guī)律，建立了細(xì)密流場成形及焊接的殘余應(yīng)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(shù)。 3、提出了“非晶碳耐蝕-石墨微晶導(dǎo)電”的涂層性能綜合原理，探明了石墨微晶縱向生長機(jī)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(fù)合涂層及其磁控濺射制備技術(shù)。 4、發(fā)明了耐蝕導(dǎo)電復(fù)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(chǎn)裝備系統(tǒng)，創(chuàng)建了我國首條金屬雙極板批量化生產(chǎn)線。 本項目獲授權(quán)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(biāo)準(zhǔn)13項，發(fā)表SCI論文91篇(全球雙極板主題論文數(shù)第一)。開發(fā)的金屬極板在國內(nèi)率先通過5000小時車載工況壽命考核，在國內(nèi)金屬極板市場上占主導(dǎo)地位；成果應(yīng)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(fēng)、長城等國內(nèi)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(shù)。 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(chǎn)

項目成果/簡介:2019年上海市技術(shù)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(xiàn)有石墨雙極板，是破解難題的有效途徑。上海交通大學(xué)來新民教授團(tuán)隊歷經(jīng)十余年研發(fā)，與上汽集團(tuán)、新源動力、上海治臻等企業(yè)開展產(chǎn)學(xué)研合作，發(fā)明了薄型金屬雙極板設(shè)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(fù)合的大規(guī)模并聯(lián)流場均勻分流原理，解決了現(xiàn)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(gòu)型。2、揭示了大面積超薄板細(xì)密流道的成形回彈及焊接變形規(guī)律，建立了細(xì)密流場成形及焊接的殘余應(yīng)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(shù)。3、提出了“非晶碳耐蝕-石墨微晶導(dǎo)電”的涂層性能綜合原理，探明了石墨微晶縱向生長機(jī)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(fù)合涂層及其磁控濺射制備技術(shù)。4、發(fā)明了耐蝕導(dǎo)電復(fù)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(chǎn)裝備系統(tǒng)，創(chuàng)建了我國首條金屬雙極板批量化生產(chǎn)線。本項目獲授權(quán)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(biāo)準(zhǔn)13項，發(fā)表SCI論文91篇(全球雙極板主題論文數(shù)第一)。開發(fā)的金屬極板在國內(nèi)率先通過5000小時車載工況壽命考核，在國內(nèi)金屬極板市場上占主導(dǎo)地位；成果應(yīng)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(fēng)、長城等國內(nèi)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(shù)。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(chǎn)知識產(chǎn)權(quán)類型:發(fā)明專利 、 其他技術(shù)先進(jìn)程度:達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)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(shù)研究發(fā)展計劃、上海市科技創(chuàng)新行動重大項目等

本發(fā)明公開了一種兩自由度隔振與精密定位的復(fù)合主動隔振器， 該隔振器包括基礎(chǔ)平臺(10)和負(fù)載平臺(30)，該隔振器還包括隔振單 元，其設(shè)置在所述基礎(chǔ)平臺(10)和負(fù)載平臺(30)之間，所述隔振單元包括沿第一方向設(shè)置的空氣彈簧(20)和第一音圈電機(jī)(25a)，所述隔振單 元還包括沿第二方向設(shè)置的可調(diào)剛度片彈簧和第二音圈電機(jī)(25b)，該 隔振器還包括定位單元，其設(shè)置在所述隔振單元的外側(cè)，所述定位單 元包括沿第一方向設(shè)置的比例壓力閥(26)，所述定位單元還包括沿第二 方向的第二音圈電機(jī)(25b)。本發(fā)明

成果瞄準(zhǔn)國外對刀具設(shè)計與制造技術(shù)及裝備的封鎖，以及國內(nèi)該領(lǐng)域的空白，采用自主研制的整體立銑刀通用數(shù)學(xué)建模理論及磨削算法，基于自主知識產(chǎn)權(quán)，開發(fā)出我國自己的整體立銑刀設(shè)計與制造軟件、數(shù)控系統(tǒng)、五軸數(shù)控精密刀具磨床以及國產(chǎn)化刀具，該項成果已經(jīng)獲得2項發(fā)明專利，2項軟件著作權(quán)，目前已經(jīng)開發(fā)出刀具設(shè)計與制造軟件，正在開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)，后期開發(fā)出五軸數(shù)控機(jī)密磨床裝備，項目整體已經(jīng)達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)水平，有望實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

本發(fā)明提供一種基于四程中繼跟蹤模式的遠(yuǎn)月面著陸器精密定位方法，基于觀測模型實現(xiàn)遠(yuǎn)月面著 陸器精密定位，所述四程中繼跟蹤測量模式，將月球軌道器作為中繼星，使用月球著陸器和月球軌道器 之間的鏈路進(jìn)行測量。本發(fā)明克服傳統(tǒng)直接跟蹤測量模式無法對遠(yuǎn)月面著陸器進(jìn)行定位的缺陷，提供一 種基于四程中繼跟蹤模式的遠(yuǎn)月面著陸器精密定位方法，借助于中繼星的中繼跟蹤測量，可以消除月球 自身的遮擋，實現(xiàn)對遠(yuǎn)月面著陸器的精密定位。由于該方式對著陸器以及中繼星有很強(qiáng)的幾何約束，將 使精密定軌、定位的精度得到極大地提高。 

為了解決高精度模具表面強(qiáng)化處理變形和高溫技術(shù)在工業(yè)大規(guī)模推廣應(yīng)用中的瓶頸問題，本項目提出利用低溫流動層法進(jìn)行碳氮化物涂層制備的方法，應(yīng)用于高精密模具表面強(qiáng)化處理。通過氣流與粉末在600℃左右形成左右的流動層的熱輻射特性，在高精密模具表面制備高耐磨高耐蝕的碳氮化物涂層，是由碳化物和氮化物復(fù)合而成，兼具碳化物和氮化物的優(yōu)點，具有高熔點、高硬度、耐磨、耐氧化、耐腐蝕等特性，并具有良好的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性和化學(xué)穩(wěn)定性，適用于要求較低的摩擦系數(shù)和較高硬度高精密模

國內(nèi)外大科學(xué)工程研究中如激光聚變，空間光學(xué)，天文望遠(yuǎn)鏡等，都對大口徑光學(xué)元件提出了較大的需求和較高的要求，而國內(nèi)大口徑光學(xué)加工制造能力還遠(yuǎn)落后于美國，歐洲等國家。隨著國內(nèi)對大口徑光學(xué)元件的需求越來越大，精度越來越高，口徑越來越大，孔徑也不斷增大，適用于大尺寸、非球面、高效、精密的柔性加工技術(shù)已成為制約其發(fā)展和亟待解決的關(guān)鍵問題。利用智能化自動化技術(shù)生產(chǎn)取代傳統(tǒng)手工低效率研磨已經(jīng)成為必然趨勢。為適應(yīng)大口徑光學(xué)元件的加工，結(jié)合現(xiàn)有成熟工業(yè)機(jī)器人技術(shù)條件，先進(jìn)制造裝備及控制實驗室開展了多工具柔性磨拋復(fù)合加工技術(shù)的研究，利用工業(yè)機(jī)器人模擬手工研磨鏡面加工技術(shù)，通過在末端關(guān)節(jié)安裝的專門研發(fā)磨拋工具頭對各型大口徑平面及曲面類光學(xué)元件進(jìn)行高效率研磨加工，還能根據(jù)光學(xué)元件面形檢測得出的誤差結(jié)果，專門開發(fā)了自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件能智能化地在光學(xué)表面相應(yīng)的區(qū)域自動選擇修正工具，并自動通過高效疊代算法得出合適的磨拋材料去除函數(shù)，并生成高精度光學(xué)表面加工程序，有效地控制加工大口徑光學(xué)元件過程中產(chǎn)生的各種誤差，特別是能有效克服“蹋邊問題”，該成套技術(shù)不僅能大大提高大口徑光學(xué)元件的拋光效率和加工精度，另外與采用精密數(shù)控機(jī)床加工相比還能有效降低企業(yè)設(shè)備采購與維護(hù)成本。 應(yīng)用領(lǐng)域： 核聚變、空間光學(xué)、天文光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、光學(xué)鏡頭等涉及光學(xué)元件制造行業(yè) 技術(shù)指標(biāo)： ？ 實現(xiàn)直徑1米的大口徑光學(xué)元件磨拋加工； ？ 直徑500mm的平面反射鏡有效口徑范圍面形精度達(dá)到PV=0.387λ、rms=0.063λ。

國內(nèi)外大科學(xué)工程研究中如激光聚變，空間光學(xué)，天文望遠(yuǎn)鏡等，都對大口徑光學(xué)元件提出了較大的需求和較高的要求，而國內(nèi)大口徑光學(xué)加工制造能力還遠(yuǎn)落后于美國，歐洲等國家。隨著國內(nèi)對大口徑光學(xué)元件的需求越來越大，精度越來越高，口徑越來越大，孔徑也不斷增大，適用于大尺寸、非球面、高效、精密的柔性加工技術(shù)已成為制約其發(fā)展和亟待解決的關(guān)鍵問題。利用智能化自動化技術(shù)生產(chǎn)取代傳統(tǒng)手工低效率研磨已經(jīng)成為必然趨勢。為適應(yīng)大口徑光學(xué)元件的加工，結(jié)合現(xiàn)有成熟工業(yè)機(jī)器人技術(shù)條件，先進(jìn)制造裝備及控制實驗室開展了多工具柔性磨拋復(fù)合加工技術(shù)的研究，利用工業(yè)機(jī)器人模擬手工研磨鏡面加工技術(shù)，通過在末端關(guān)節(jié)安裝的專門研發(fā)磨拋工具頭對各型大口徑平面及曲面類光學(xué)元件進(jìn)行高效率研磨加工，還能根據(jù)光學(xué)元件面形檢測得出的誤差結(jié)果，專門開發(fā)了自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件能智能化地在光學(xué)表面相應(yīng)的區(qū)域自動選擇修正工具，并自動通過高效疊代算法得出合適的磨拋材料去除函數(shù)，并生成高精度光學(xué)表面加工程序，有效地控制加工大口徑光學(xué)元件過程中產(chǎn)生的各種誤差，特別是能有效克服“蹋邊問題”，該成套技術(shù)不僅能大大提高大口徑光學(xué)元件的拋光效率和加工精度，另外與采用精密數(shù)

成果簡介： 國內(nèi)外大科學(xué)工程研究中如激光聚變，空間光學(xué)，天文望遠(yuǎn)鏡等，都對大口徑光學(xué)元件提出了較大的需求和較高的要求，而國內(nèi)大口徑光學(xué)加工制造能力還遠(yuǎn)落后于美國，歐洲等國家。隨著國內(nèi)對大口徑光學(xué)元件的需求越來越大，精度越來越高，口徑越來越大，孔徑也不斷增大，適用于大尺寸、非球面、高效、精密的柔性加工技術(shù)已成為制約其發(fā)展和亟待解決的關(guān)鍵問題。利用智能化自動化技術(shù)生產(chǎn)取代傳統(tǒng)手工低效率研磨已經(jīng)成為必然趨勢。為適應(yīng)大口徑光學(xué)元件的加工，結(jié)合現(xiàn)有成熟工業(yè)機(jī)器人技術(shù)條件，先進(jìn)制造裝備及控制實驗室開展了多工具柔性磨拋復(fù)合加工技術(shù)的研究，利用工業(yè)機(jī)器人模擬手工研磨鏡面加工技術(shù)，通過在末端關(guān)節(jié)安裝的專門研發(fā)磨拋工具頭對各型大口徑平面及曲面類光學(xué)元件進(jìn)行高效率研磨加工，還能根據(jù)光學(xué)元件面形檢測得出的誤差結(jié)果，專門開發(fā)了自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件能智能化地在光學(xué)表面相應(yīng)的區(qū)域自動選擇修正工具，并自動通過高效疊代算法得出合適的磨拋材料去除函數(shù)，并生成高精度光學(xué)表面加工程序，有效地控制加工大口徑光學(xué)元件過程中產(chǎn)生的各種誤差，特別是能有效克服“蹋邊問題”，該成套技術(shù)不僅能大大提高大口徑光學(xué)元件的拋光效率和加工精度，另外與采用精密數(shù)控機(jī)床加工相比還能有效降低企業(yè)設(shè)備采購與維護(hù)成本。 應(yīng)用領(lǐng)域： 核聚變、空間光學(xué)、天文光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、光學(xué)鏡頭等涉及光學(xué)元件制造行業(yè) 技術(shù)指標(biāo)： 實現(xiàn)直徑1米的大口徑光學(xué)元件磨拋加工； 直徑500mm的平面反射鏡有效口徑范圍面形精度達(dá)到PV=0.387λ、rms=0.063λ。

2020年我國熱釋電紅外傳感器行業(yè)市場規(guī)模近 10 億元，年均復(fù)合增長率超 20％，作為核心元件材料的熱釋電陶瓷材料相關(guān)技術(shù)獲得了業(yè)內(nèi)的普遍關(guān)注。熱釋電紅外傳感器可用于遙感、制導(dǎo)、 夜視、主動雷達(dá)、熱成像、氣體分析、輻射計、測溫等軍事和工業(yè)領(lǐng)域，隨著近年來消費電子的功能多樣化，其在消費電子電器產(chǎn)品中的應(yīng)用正迅猛增長。本團(tuán)隊在高性能熱釋電陶瓷材料領(lǐng)域進(jìn)行了多年研究，研發(fā)了多種不同體系的高熱釋電系數(shù)陶瓷材料，具有廣闊的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景。在寬溫區(qū)范圍內(nèi)（-55 ℃-150 ℃）進(jìn)行多樣品熱釋電系數(shù)（衡量熱釋電陶瓷材料性能的重要參數(shù)）的精準(zhǔn)測量是熱釋電材料研 究領(lǐng)域的難點之一，本團(tuán)隊搭建的熱釋電系數(shù)一體化精密測量裝置，可以在-55 ℃-150 ℃寬溫區(qū)范圍內(nèi)一次同時測量 8 個樣品的熱釋電系數(shù)，樣品最小測試面積低至0.5mm2，可最大程度保證測 量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性、可靠性和重復(fù)性。 2020年我國熱釋電紅外傳感器行業(yè)市場規(guī)模近 10 億元，年均復(fù)合增長率超 20％，作為核心元件材料的熱釋電陶瓷材料相關(guān)技術(shù)獲得了業(yè)內(nèi)的普遍關(guān)注。熱釋電紅外傳感器可用于遙感、制導(dǎo)、 夜視、主動雷達(dá)、熱成像、氣體分析、輻射計、測溫等軍事和工業(yè)領(lǐng)域，隨著近年來消費電子的功能多樣化，其在消費電子電器產(chǎn)品中的應(yīng)用正迅猛增長。本團(tuán)隊在高性能熱釋電陶瓷材料領(lǐng)域進(jìn)行了多年研究，研發(fā)了多種不同體系的高熱釋電系數(shù)陶瓷材料，具有廣闊的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景。在寬溫區(qū)范圍內(nèi)（-55 ℃-150 ℃）進(jìn)行多樣品熱釋電系數(shù)（衡量熱釋電陶瓷材料性能的重要參數(shù)）的精準(zhǔn)測量是熱釋電材料研 究領(lǐng)域的難點之一，本團(tuán)隊搭建的熱釋電系數(shù)一體化精密測量裝置，可以在-55 ℃-150 ℃寬溫區(qū)范圍內(nèi)一次同時測量 8 個樣品的熱釋電系數(shù)，樣品最小測試面積低至0.5mm2，可最大程度保證測 量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性、可靠性和重復(fù)性。