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2019年上海市技術(shù)發(fā)明特等獎(jiǎng) 燃料電池“高功率密度、大功率輸出、長壽命運(yùn)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(duì)歷經(jīng)十余年研發(fā)，與上汽集團(tuán)、新源動(dòng)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(jì)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(cuò)層密封的沖壓單極板背對(duì)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(bǔ)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(xiàng)目獲授權(quán)中國發(fā)明專利37項(xiàng)，申請PCT專利5項(xiàng)，牽頭和參與制訂國家標(biāo)準(zhǔn)13項(xiàng)，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(shí)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(gè)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(xiàng)目成果/簡介:2019年上海市技術(shù)發(fā)明特等獎(jiǎng)燃料電池“高功率密度、大功率輸出、長壽命運(yùn)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(duì)歷經(jīng)十余年研發(fā)，與上汽集團(tuán)、新源動(dòng)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(jì)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(cuò)層密封的沖壓單極板背對(duì)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(bǔ)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(xiàng)目獲授權(quán)中國發(fā)明專利37項(xiàng)，申請PCT專利5項(xiàng)，牽頭和參與制訂國家標(biāo)準(zhǔn)13項(xiàng)，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(shí)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(gè)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(shí)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(dú)立研究獲得政府支持情況:國家級(jí)計(jì)劃/專項(xiàng)類別:國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃、上海市科技創(chuàng)新行動(dòng)重大項(xiàng)目等

成果瞄準(zhǔn)國外對(duì)刀具設(shè)計(jì)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(shí)產(chǎn)權(quán)，開發(fā)出我國自己的整體立銑刀設(shè)計(jì)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(xiàng)成果已經(jīng)獲得2項(xiàng)發(fā)明專利，2項(xiàng)軟件著作權(quán)，目前已經(jīng)開發(fā)出刀具設(shè)計(jì)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(xiàng)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(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

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(yàn)裝置，包括有起支撐作用的基座，基座的頂部兩側(cè)設(shè)有工字型導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上方內(nèi)側(cè)左右對(duì)稱安裝有荷載施加機(jī)構(gòu)、中側(cè)左右對(duì)稱設(shè)有桿件夾持機(jī)構(gòu)、外部左右對(duì)稱設(shè)有豎向撓度測量系統(tǒng)；荷載施加機(jī)構(gòu)和桿件夾持機(jī)構(gòu)均可沿導(dǎo)軌左右滑動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)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(duì)受彎桿件同時(shí)施加多個(gè)大小可調(diào)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(shí)測量多點(diǎn)的豎向撓度。

鐵基粉末冶金（P/M）零件溫壓工藝是90年代國際上出現(xiàn)的一個(gè)粉末冶金新技術(shù)。該技術(shù)通過對(duì)于適當(dāng)?shù)匿撹F粉末及潤滑劑系統(tǒng)在一個(gè)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(tái)灣保來得公司已先后建立了20多條溫壓生產(chǎn)線，已能生產(chǎn)30 余種密度在7.25-7.60 g/cm3的高密度鐵基P/M零件。 本項(xiàng)目根據(jù)我國的粉末冶金發(fā)展和設(shè)備水平，通過“九五”攻關(guān)“轎車用合金粉末和高強(qiáng)度溫壓技術(shù)研究”及國家863計(jì)劃項(xiàng)目的執(zhí)行，獲得了一批重要的研究成果。用國產(chǎn)設(shè)備和研究的模具及潤滑系統(tǒng)，成功地實(shí)現(xiàn)了軟磁材料、高強(qiáng)度燒結(jié)鋼、復(fù)合材料零件的溫壓。本項(xiàng)目可提供經(jīng)濟(jì)的溫壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)的優(yōu)化設(shè)定、溫壓零件提高疲勞強(qiáng)度的表面處理和新產(chǎn)品的開發(fā)。產(chǎn)品的綜合水平達(dá)到國際和國內(nèi)先進(jìn)水平。 該項(xiàng)目適用于溫壓產(chǎn)品主要應(yīng)用于高強(qiáng)度汽車、轎車、電動(dòng)及風(fēng)動(dòng)工具粉末冶金燒結(jié)鋼零件。如高壓油泵齒輪、鏈輪、密封環(huán)、活塞環(huán)、磁軛等。

本實(shí)用新型公開了一種復(fù)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(jī)、壓鑄模具、超聲振動(dòng)系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，壓鑄模具安裝在壓鑄機(jī)，壓射組件穿過靜模固定板與壓鑄模具連接，壓鑄模具的動(dòng)模上安裝連接超聲振動(dòng)系統(tǒng)，超聲振動(dòng)系統(tǒng)直接作用于動(dòng)模以超聲輔助進(jìn)行半固態(tài)壓鑄成型，動(dòng)模設(shè)有與超聲振動(dòng)系統(tǒng)連接的冷卻系統(tǒng)。本實(shí)用新型可有效降低固相團(tuán)聚程度，提高半固態(tài)金屬的流動(dòng)能力和充型能力，并且能細(xì)化晶粒，提高鑄件的致密度，進(jìn)一步提高鋁合金鑄件的力學(xué)性能和導(dǎo)熱性能，為復(fù)雜薄壁類鋁合金鑄件制造提供一種新的成型方法。

本發(fā)明公開了一種大型薄壁件的拉形和電磁復(fù)合漸進(jìn)成形方法 及裝置，該方法將驅(qū)動(dòng)板置于待變形板料上方，用壓板和托板夾持住 驅(qū)動(dòng)板和待變形板料，通過升降油缸帶動(dòng)托板移動(dòng)使得驅(qū)動(dòng)板和待變 形板料初步拉彎和繃緊，實(shí)現(xiàn)拉形過程，調(diào)整電磁線圈的位置，使其 正對(duì)待變形驅(qū)動(dòng)板進(jìn)行放電，線圈繞凸模軸線在驅(qū)動(dòng)板的表面旋轉(zhuǎn)一 周，實(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)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(jié)束。本發(fā)明可改善材料流動(dòng)的均勻性，降低板料的減薄率，實(shí)現(xiàn)大 型難變形材料的柔性加工和精確塑性制造。

計(jì)算機(jī)輔助工程（Computer Aided Engineering，CAE）分析是利用有限元分析、數(shù)值分析以及圖形圖像等技術(shù)模擬產(chǎn)品的實(shí)際工況，從而獲取產(chǎn)品的靜動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。采用CAE 分析技術(shù)，能大大縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，降低成本，提升企業(yè)的市場競爭力。此項(xiàng)技術(shù)已廣泛于航空航天、汽車、機(jī)車、電子、土木等各行各業(yè)，是企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)時(shí)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(yīng)的軟件使用對(duì)于企業(yè)技術(shù)人員來說，仍是一個(gè)難點(diǎn)問題，為此，利用VC++和APDL等開

本發(fā)明屬于精密加工與測量技術(shù)領(lǐng)域，并公開了一種基于核外 電子概率密度分布的復(fù)雜曲面零件匹配檢測方法，包括:對(duì)待測零件 進(jìn)行非接觸式掃描獲得掃描點(diǎn)云，并將其與設(shè)計(jì)點(diǎn)云組成匹配比較對(duì) 象;將兩片點(diǎn)云轉(zhuǎn)換到同一三維坐標(biāo)系內(nèi)，并將各個(gè)點(diǎn)看作原子的原子核，將此原子核的鄰域點(diǎn)看作核外電子，遍歷所有點(diǎn)計(jì)算得出其對(duì) 應(yīng)的電子概率密度分布值;基于計(jì)算得出的電子概率密度分布值確定 兩個(gè)模型的誤差，并在當(dāng)前誤差不滿足終止條件時(shí)對(duì)測量點(diǎn)云進(jìn)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(xiàn)有非接觸式匹配

本發(fā)明屬于精密加工與測量技術(shù)領(lǐng)域，并公開了一種可有效保留邊界和局部特征的復(fù)雜曲面零件點(diǎn)云精簡方法，包括:對(duì)復(fù)雜曲面 零件生成掃描點(diǎn)云;針對(duì)點(diǎn)云中的各個(gè)點(diǎn)獲得多個(gè)鄰域點(diǎn)并計(jì)算得出 法線向量;繼續(xù)以各個(gè)點(diǎn)為球心找出最短半徑范圍內(nèi)的 m 個(gè)點(diǎn)，然后 求出點(diǎn)云中各個(gè)點(diǎn)的法線向量與這 m 個(gè)點(diǎn)的法線向量之間夾角的平均 值;基于夾角平均值來設(shè)定閾值，然后執(zhí)行特征粗分類;進(jìn)行二次細(xì) 分以完成第一個(gè)精簡子集的選取，然后基于定向Hausdorff距離來完成 第二個(gè)精簡子集的選取