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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，與上汽集團、新源動力、上海治臻等企業開展產學研合作，發明了薄型金屬雙極板設計與制造新方法、新工藝和新裝備。主要發明如下：
1、提出了“島群-流道”復合的大規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，創建了錯層密封的沖壓單極板背對背焊合方法，發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律，建立了細密流場成形及焊接的殘余應力分析模型，發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，發明了非晶-微晶復合涂層及其磁控濺射制備技術。
4、發明了耐蝕導電復合涂層的多腔連續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，發表SCI論文91篇(全球雙極板主題論文數第一)。開發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，為上汽、東風、長城等國內金屬極板燃料電池汽車開發提供了自主可控的核心技術。
金屬雙極板
金屬雙極板連續沖壓成形
金屬雙極板多工位連續激光焊接
金屬雙極板多腔連續磁控濺射工藝裝備
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，與上汽集團、新源動力、上海治臻等企業開展產學研合作，發明了薄型金屬雙極板設計與制造新方法、新工藝和新裝備。主要發明如下：1、提出了“島群-流道”復合的大規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，創建了錯層密封的沖壓單極板背對背焊合方法，發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律，建立了細密流場成形及焊接的殘余應力分析模型，發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，發明了非晶-微晶復合涂層及其磁控濺射制備技術。4、發明了耐蝕導電復合涂層的多腔連續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，發表SCI論文91篇(全球雙極板主題論文數第一)。開發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，為上汽、東風、長城等國內金屬極板燃料電池汽車開發提供了自主可控的核心技術。金屬雙極板金屬雙極板連續沖壓成形 金屬雙極板多工位連續激光焊接金屬雙極板多腔連續磁控濺射工藝裝備金屬雙極板生產知識產權類型:發明專利 、 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:國家高技術研究發展計劃、上海市科技創新行動重大項目等
上海交通大學
2021-04-10
工信部等八部門聯合印發《“十四五”智能制造發展規劃》
智能制造是制造強國建設的主攻方向，其發展程度直接關乎我國制造業質量水平。發展智能制造對于鞏固實體經濟根基、建成現代產業體系、實現新型工業化具有重要作用。
工信微報
2021-12-28
超大直徑難變形材料環件碾壓技術
本項目所研究的超大直徑難變形環件主要應用于大型機械、船舶、石 油化工、航空航天、原子能、核能等國家重大裝備制造行業。在航空航天領域, 環形件是發動機及火箭的關鍵零件，廣泛應用在航空發動機的壓氣機機匣、渦 輪機匣、結合環、安裝邊、封嚴環、新一代大型運載火箭儲箱結構框等重要部 位。隨著國家航空航天、原子能、核電能等的發展需要，對環件尺寸要求越來 越大，精度、強度、剛度方面的要求也越來越高。因此超大直徑難變形材料環 件的研究對于提升我國重大裝備制造行業有著至關重要的意義，主要表現在以下 幾個方面： 1） 超大直徑難變形環件的輾壓成形工藝可顯著降低環件產品內部的殘余 應力水平，以滿足后續機械加工的要求。結束了我國不能生產超大規格難變形 材料巨型環件的歷史，對發展我國航天科技工業具有重要的意義； 2） 本項目的研究成果可以解決我國大飛機項目中發動機關鍵零部件的生 產，保證我國大飛機項目的順利實施； 3） 本項目所展開的超大直徑難變形環件的研究可以保證滿足原子能等部 門對大型環的需要，結束我國對國外相關技術的依賴，對國家安全與經濟社會 發展具有全面而長遠的意義； 4） 超大直徑難變形環件的生產，可以滿足核電反應堆容器環件的要求， 解決核能發展的瓶頸問題，有效改善我國的能源供應結構，有利于保障國家能 源安全和經濟安全。
重慶大學
2021-04-11
超大直徑難變形材料環件碾壓技術
本項目所研究的超大直徑難變形環件主要應用于大型機械、船舶、石油化工、航空航天、原子能、核能等國家重大裝備制造行業。在航空航天領域，環形件是發動機及火箭的關鍵零件，廣泛應用在航空發動機的壓氣機機匣、渦輪機匣、結合環、安裝邊、封嚴環、新一代大型運載火箭儲箱結構框等重要部位。隨著國家航空航天、原子能、核電能等的發展需要，對環件尺寸要求越來越大，精度、強度、剛度方面的要求也越來越高。因此超大直徑難變形材料環件的研究對于提升我國重大裝備制造行業有著至關重要的
重慶大學
2021-04-14
軸系部件實驗裝置
軸系部件拆裝與分析實驗是針對軸系結構開設的實驗。實驗分組進行，每組2人，課內4學時。為使學生了解并掌握更多不同類型的軸系結構形式，實驗中為學生提供12種不同結構形式的方案，配有相關零部件實驗箱。學生自行選擇方案，按所選方案自行組裝，然后畫出軸系部件結構草圖并進行測繪。每個環節指導教師逐一進行檢查，實驗課結束前指導教師在草圖上簽字。課后按要求做實驗報告，并畫正規軸系部件結構圖一張。該實驗為學生完成軸系部件設計大作業和課程設計奠定了良好基礎。該實驗裝置2009年獲黑龍江省教學成果二等獎。
哈爾濱工江機電科技有限公司
2022-11-22
虛擬顯示頭盔顯示器技
所設計的頭盔顯示器目鏡畸變系數低于5%，色差小，視場角達到120度，放大率合適。配合光路結構達到非常理想的成像效果。結構采用2k分辨率的高z清顯示屏。 所設計的相關控制電路模塊精確簡單，并且對頭盔姿態響應敏感、準確。高清顯示屏顯示內容準確，刷新速率滿足要求。整個驅動電路在響應速度上延遲不超過20ms，人眼難以察覺。
上海理工大學
2021-04-13
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。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、活塞環、磁軛等。
北京科技大學
2021-04-11
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