該中心是清華大學(xué)科技服務(wù)社會體系的重要組成部分,是國際技術(shù)資源與產(chǎn)業(yè)界實現(xiàn)雙向?qū)拥臉蛄?,并在國家技術(shù)創(chuàng)新體系中發(fā)揮重要的作用。作為清華大學(xué)與國際化企業(yè)合作的窗口,該中心不僅從事清華大學(xué)的技術(shù)成果商業(yè)化的工作,還承擔(dān)著引進(jìn)國際上先進(jìn)成熟技術(shù)的任務(wù);同時依托清華大學(xué)強大的科研實力幫助本國企業(yè)消化吸收國外技術(shù),為中國企業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)新服務(wù)。中心于2002年9月被國家經(jīng)貿(mào)委和教育部聯(lián)合認(rèn)定為國家級技術(shù)轉(zhuǎn)移中心。
該中心與德國Fraunhofer生產(chǎn)技術(shù)研究所(IPT)、德國工程師協(xié)會(VDI)、德國海德堡科技園、德國斯太白基金會、法國環(huán)境能源署(ADEME)、法國技術(shù)創(chuàng)新局(ANVAR)、韓國科學(xué)技術(shù)院(KAIST)、韓國科技部技術(shù)轉(zhuǎn)移許可中心(CTTL)、美國康內(nèi)爾大學(xué)(Cornell)、加拿大阿爾伯塔大學(xué)(Alberta)、俄羅斯國家科學(xué)中心協(xié)會、白俄羅斯科技部、白俄羅斯國家技術(shù)轉(zhuǎn)移中心、烏克蘭教育科技部等諸多國外機構(gòu)建立了合作關(guān)系。
成果一:AMSAT體電圖儀
項目簡介:該產(chǎn)品自1985年起由前蘇聯(lián)科學(xué)院為首的10余家科研機構(gòu)歷時10年研制而成,最初用于飛行員、航天員選拔,對其生理和心理健康狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測,預(yù)報潛在疾病,指導(dǎo)體能及康復(fù)訓(xùn)練等目的。
產(chǎn)品采用生理安全的脈沖測試電流沿人體頭部及四肢皮膚的6個生理活性區(qū)域依次對22個體區(qū)(正、負(fù)極變換)進(jìn)行掃描。電信號在人體組織內(nèi)轉(zhuǎn)化為離子流,依據(jù)離子流在陰、陽極間的極化運動,獲得穿過組織的電阻、電傳導(dǎo)性、電壓、所穿過細(xì)胞膜的動作電位以及細(xì)胞間質(zhì)的電容特性數(shù)據(jù),并對獲取的信息進(jìn)行交叉分析,運用國際色譜法重建器官、組織的功能狀態(tài),實現(xiàn)對人體三維體電圖的描繪。
AMSAT體電圖儀現(xiàn)已廣泛的應(yīng)用于俄羅斯、法國、德國等37個國家的亞健康檢測領(lǐng)域以及競技體育領(lǐng)域。
產(chǎn)品特點:
快速:單次測量時間為30~180秒,并借助計算機的運算與輔助分析功能,迅速評估人體各器官及生理系統(tǒng)功能狀態(tài)。
準(zhǔn)確:系統(tǒng)在美國、俄羅斯、瑞士、法國、德國、阿根廷等37個國家近十年的臨床應(yīng)用情況表明,及國內(nèi)已完成的10000多例臨床數(shù)據(jù)證實,其檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性不低于80%。
安全:生理安全的電流,電壓<1.5V,電流<50μA,脈沖頻率為3Hz,無輻射,無痛無創(chuàng),安全可靠,無任何副作用。
預(yù)警:在尚無明顯病癥情況下,可直觀顯示病變區(qū)域與征兆;對臨床常見的心腦血管、消化系統(tǒng)、前列腺、婦科等疾病具有早期警示作用。
成果二:NHPA無創(chuàng)血流動力學(xué)參數(shù)分析系統(tǒng)
項目簡介:清華大學(xué)國際技術(shù)轉(zhuǎn)移中心在引進(jìn)俄羅斯先進(jìn)航天醫(yī)療技術(shù)的基礎(chǔ)上,二次開發(fā)出NHPA無創(chuàng)血流動力學(xué)參數(shù)分析系統(tǒng),可在30~40秒內(nèi)無創(chuàng)獲取21項血液動力學(xué)參數(shù)指標(biāo)(包括常規(guī)血壓BP、心輸出量CO、心搏指數(shù)SI、血管彈性FVS、脈波速度PWV、末梢血管阻力TPVR等),并兼具數(shù)據(jù)分析和存儲功能。
該系統(tǒng)以振蕩示波法原理為基礎(chǔ),結(jié)合先進(jìn)的流體力學(xué)算法,通過袖套傳感器對血流阻斷后信號變化數(shù)據(jù)的采集和分析,獲得準(zhǔn)確的血流動力學(xué)參數(shù)。NHPA血流動力學(xué)參數(shù)分析系統(tǒng)已經(jīng)過臨床驗證,具有高重復(fù)性、高靈敏性、高準(zhǔn)確性的特點(CO測量與“熱稀釋法”的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.88以上)。該系統(tǒng)可應(yīng)用于重癥病人的病情監(jiān)護(hù)、引導(dǎo)手術(shù)和術(shù)后操作以及人群心血管系統(tǒng)健康的快速綜合評估。
產(chǎn)品特點:
無創(chuàng)——袖套式測量,檢測過程病人完全無痛苦;
簡便——無需復(fù)雜的操作培訓(xùn);
快速——測量時間僅需30-40秒;
全面——血壓、心輸出量、血流速度、血管彈性等數(shù)據(jù)可同時獲得;
可靠——已完成初期臨床驗證其高重復(fù)性、高靈敏性、高準(zhǔn)確性;
經(jīng)濟(jì)——無其他耗材成本;
智能——強大的軟件分析系統(tǒng),自動評估心血管系統(tǒng)綜合狀況。
成果三:非異氰酸酯聚氨酯項目
成果簡介:該項目所用的聚氨酯合成法為非異氰酸酯合成,也就是原料中沒有多異氰酸酯。該項目所述NIPU技術(shù)所得產(chǎn)品可作為涂料、膠粘劑使用,可用于工業(yè)用途、結(jié)構(gòu)保護(hù)以及有較高防潮和衛(wèi)生要求的物品和結(jié)構(gòu)的裝飾性修整。與傳統(tǒng)聚氨酯產(chǎn)品相比,其優(yōu)勢有:完全不使用異氰酸化合物,實現(xiàn)了真正的安全環(huán)保;高耐久性;高防潮及高耐化學(xué)腐蝕性;高抗沖及高抗拉強度;耐真菌、耐霉、耐細(xì)菌影響;衛(wèi)生,易于清潔。
技術(shù)指標(biāo):該項目所采用的為混合非異氰酸酯聚氨酯(HNIPU)合成技術(shù),該技術(shù)為國內(nèi)外所有NIPU技術(shù)中最為成熟的一種。該技術(shù)已獲4項美國專利,2項歐洲專利以及其他一些地區(qū)專利保護(hù),已在以色列實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,建成了年產(chǎn)450噸的工廠,且目前正在擴大中。2008年底將在加拿大建一條最大的生產(chǎn)線。
該技術(shù)不使用任何含異氰酸酯原料,生產(chǎn)過程不污染環(huán)境,無三廢排放,且設(shè)備簡單,生產(chǎn)HNIPU涂料的設(shè)備與生產(chǎn)常規(guī)聚氨酯涂料設(shè)備基本相同,且由于生產(chǎn)過程中不使用環(huán)境有害原料,部分設(shè)備更加簡化。該項目所生產(chǎn)的NIPU產(chǎn)品結(jié)合了PU產(chǎn)品的機械強度和環(huán)氧樹脂的耐化學(xué)腐蝕性能,同時還具有非常好的粘附力,易于使用且無嗅。
市場分析:近20年我國涂料行業(yè)產(chǎn)量進(jìn)入高速增長期(高于我國GDP近一倍的速度),從100萬噸/年發(fā)展到200萬噸/年經(jīng)歷了10年時間,而從200萬噸/年上升到300萬噸/年僅用了2年時間,并一躍成為世界第二大涂料生產(chǎn)國。進(jìn)入2007年,涂料工業(yè)產(chǎn)量又創(chuàng)歷史新高,當(dāng)年增產(chǎn)100萬噸。其中PU涂料所占的比例超過25%。然而,在我國涂料工業(yè)高速發(fā)展的同時,也使行業(yè)內(nèi)技術(shù)同質(zhì)化、產(chǎn)品同質(zhì)化、市場同質(zhì)化的弊端充分凸現(xiàn)出來,行業(yè)產(chǎn)品附加值低下,中高端產(chǎn)品少,企業(yè)利潤率低。究其原因,行業(yè)忽略了基礎(chǔ)理論研究和核心技術(shù)研究,在科技投入上與跨國公司差距甚大。因此,中國涂料工業(yè)要想進(jìn)入世界涂料強國,必須要有質(zhì)的變化,走科技創(chuàng)新道路。
中國涂料行業(yè)“十一五”科技創(chuàng)新發(fā)展綱要中明確指出,涂料行業(yè)是一個“加工服務(wù)業(yè)”,開發(fā)環(huán)境友好、節(jié)約資源和能源、注重職業(yè)健康和安全是行業(yè)基本的指導(dǎo)方針。涂料行業(yè)的發(fā)展目標(biāo)中著重提出了環(huán)保目標(biāo)且擬出臺一些標(biāo)準(zhǔn)。該NIPU項目不但環(huán)保、而且產(chǎn)品具有高性能、低成本的特點,符合國家科技發(fā)展戰(zhàn)略,符合涂料工業(yè)發(fā)展趨勢;原料設(shè)備簡單,技術(shù)成熟且達(dá)世界先進(jìn)水平;生產(chǎn)過程無三廢排放;產(chǎn)品市場需求大,前景廣闊,利潤空間可觀。
成果四:干式熱解法回收處理廢舊輪胎
項目簡介:清華大學(xué)國際技術(shù)轉(zhuǎn)移中心與合作單位在研制開發(fā)廢舊輪胎熱解技術(shù)過程中,借鑒國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù),從我國國情和市場需要出發(fā),以廢舊輪胎完全資源化回收利用為出發(fā)點,通過相關(guān)資源整合和優(yōu)化,力求作到工藝合理、節(jié)能降耗。實現(xiàn)了熱解反應(yīng)爐模塊化連續(xù)工藝操作,產(chǎn)品循環(huán)利用,使裂解系統(tǒng)在無需外部熱源的情況下實現(xiàn)能量平衡。項目技術(shù)性能水平在節(jié)能、環(huán)保和資源利用率上均達(dá)到了國際先進(jìn)水平,對于我國固體廢棄物的資源化處理具有重要意義,具有廣泛的應(yīng)用對象和廣闊的市場前景。
與國內(nèi)外同類技術(shù)比較,該技術(shù)具有以下特點:
安全環(huán)保:該工藝從投料到產(chǎn)出最終產(chǎn)品的整個過程均實現(xiàn)了連續(xù)化、自動化、全封閉化,無“三廢”排放。
出油率高:根據(jù)原料成分不同,出油率可達(dá)45%~50%,大大高于其他輪胎處理的方法。此外,采用該工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品可全部作為商品出售,提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
節(jié)水節(jié)能:該工藝實現(xiàn)了熱動力資源的高效循環(huán)和經(jīng)濟(jì)使用;工業(yè)用水循環(huán)使用,所有熱交換實現(xiàn)閉路循環(huán)。
生產(chǎn)自動化:采取的廢舊輪胎整體處理技術(shù),輪胎在進(jìn)入熱解爐前無需分解,整胎進(jìn)入,減少了前期大量輪胎的分解程序,降低了勞動成本。
產(chǎn)能彈性大:全套裝置采取模塊化設(shè)計,可以根據(jù)需求控制模塊數(shù)量。
技術(shù)指標(biāo):項目實施后,與傳統(tǒng)工藝相比原料利用率大幅度提高,在理想情況下,該工藝中輪胎熱解后所得到的各種產(chǎn)品的數(shù)據(jù)(比重)如下:炭黑,35~38;液烴(燃料油),45~50;金屬,4.5~5.5;可燃?xì)怏w,12~13。
市場分析:按年處理8000噸,原料成本1280萬元,運行成本200萬元,生產(chǎn)成本40萬元,合計1520萬元,產(chǎn)品銷售收入2180萬元,年創(chuàng)利潤660萬元,投資回收期為投產(chǎn)后1~1.2年,生產(chǎn)廠房占地面積800平方米。就項目最終產(chǎn)品而言,國際油價持續(xù)上漲,燃油在今后必將長期處在緊張和升值的狀態(tài),橡膠工業(yè)的發(fā)展需要大量的炭黑,環(huán)保工業(yè)也希望能夠提供大量優(yōu)質(zhì)價廉的活性炭用于工業(yè)污水的處理,因此,該項目的實施具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
成果五:電子加速器凈水應(yīng)用項目
項目簡介:加速器產(chǎn)生的電子束可將硬性的活化物質(zhì)分解,其原理是電子束輻射處理污水及清潔水源時,可使水中產(chǎn)生活性物質(zhì),如:OH-自由基。OH-自由基可氣化和分解水中任何有機污染物。此外,通過輻照還可以有效地殺死水中微生物。如:用電子束輻照代替氯處理二次污水,既不會產(chǎn)生有毒的含氯有機物,又能進(jìn)行有效的滅菌。滅菌效果取決于輻照區(qū)域內(nèi)水層的厚度、水的屬性以及不同類型的病菌對輻射的敏感度的影響。與傳統(tǒng)的水處理方法——活化污泥法相比,電子輻照技術(shù)工藝是一項處理污水更有效的技術(shù)。下表列出了廢水處理的一般介紹和使用的輻照吸收劑量。
技術(shù)優(yōu)點:對生態(tài)環(huán)境無害,不產(chǎn)生污染;在使用中可以不用或少用化學(xué)試劑,以免其本身帶來的環(huán)境污染;對被處理污染物有著綜合的影響特性;電子加速器處理污染物的綜合作用在于在抑制細(xì)菌污染的同時可以破壞所有的有機、無機化合物成分,其中包括高毒性的化合物,已達(dá)到清除臭味和凈化水的目的;可兼用多種傳統(tǒng)的凈化方法;它是現(xiàn)存生物清潔工藝的有效填補;清潔過程可以全面自動化;高效率;減小生產(chǎn)使用面積;節(jié)約能源2/3。
此外,電子束對殺菌有效,因此它對城市飲用水、生活污水和污泥的處置也特別有用。合成洗滌劑在水中存在時,使得魚類難以生存,輻射法可以使其大量分解,失去發(fā)泡能力。輻射處理工業(yè)廢水可以除去有害物質(zhì):可以對廢水中所含的苯酚、農(nóng)藥、氰化物和有機溶劑進(jìn)行降解處理,含有染料的廢水可以用輻射法進(jìn)行分解和脫色。
市場前景:采用電子加速器處理廢水在美國、意大利、巴西、韓國和前蘇聯(lián)等國家已經(jīng)實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn),其他許多國家也正在試驗。俄羅斯在這方面的工作非常出色,先后進(jìn)行過含酚廢水、氰化物、木質(zhì)素的輻射去除。目前我國常用的凈水處理方法有氯氣處理、活性炭處理、紫外線輻照、添加凈水劑等,而使用電子加速器凈水尚屬空白階段。
長安混合動力項目“863”成果展示
長安汽車自1862年創(chuàng)辦至今,已跨越三個世紀(jì),走過146年的風(fēng)雨歷程,從中國最早的近代工業(yè)先驅(qū)發(fā)展為總資產(chǎn)突破300億、員工近3萬名的國內(nèi)最大小型車及發(fā)動機制造企業(yè),躋身中國汽車行業(yè)前四強,是中國汽車工業(yè)自主創(chuàng)新領(lǐng)軍企業(yè)之一。
“十五”期間,長安汽車公司承擔(dān)了國家“863計劃”電動汽車重大專項——“ISG型混合動力長安轎車整車匹配”課題。長安研發(fā)人員在汪正勝總工程師和任勇總監(jiān)的帶領(lǐng)下,與上海聯(lián)合電子、廣東機械研究所、清華大學(xué)、吉林工業(yè)大學(xué)、重慶大學(xué)等高校和科研機構(gòu)進(jìn)行了廣泛合作,充分利用各方技術(shù)優(yōu)勢,人力資源優(yōu)勢,現(xiàn)有基礎(chǔ)條件,實現(xiàn)了ISG混合動力技術(shù)的重大突破,先后完成6輪共16輛樣車試制,參加了第四屆北京國際清潔汽車展。課題于2006年1月順利通過了國家科技部的“十五”終驗收,圓滿完成了國家“863”電動汽車重大專項——“ISG型混合動力長安轎車整車匹配”課題任務(wù)。長安汽車公司在2005年底已啟動了混合動力技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化工作,并申請國家“863節(jié)能與新能源汽車”重大專項資金資助“長安CV11中混合動力乘用車開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”項目,截至2008年9月,先后完成了2006年7輛、2007年14輛、2008年42輛樣車的試制、試驗、匹配和優(yōu)化工作。2008年5月,在科技部組織下,長安公司提供給北京奧組委22輛杰勛混合動力轎車作為出租車,參加北京奧運示范運行。
長安汽車公司在自主創(chuàng)新路上探索出了獨特的發(fā)展道路,培育了較為完善的科研體系,形成了以市場為龍頭,汽車工程研究院為核心,各控股子公司技術(shù)系統(tǒng)為補充,高校、科研院所和供應(yīng)商為支撐的自主研發(fā)體系及合資公司相對獨立的研發(fā)體系。汽研院研發(fā)隊伍人數(shù)近1500人,包括專家、博士23人,資深研發(fā)人員99人,一般設(shè)計人員1300余人。其中,長期從事混合動力整車開發(fā),并具有國內(nèi)一流水平的研發(fā)人員40多人,其中博士3人,海外專家1人,碩士10多人,其他研發(fā)人員研究混合動力技術(shù)長達(dá)3-5年,形成了混合動力技術(shù)研究的核心隊伍。
長安已經(jīng)形成混合動力系統(tǒng)技術(shù)平臺化,首先以具有自主知識產(chǎn)權(quán)的多功能乘用車CV11(杰勛)為基礎(chǔ)車型進(jìn)行開發(fā),搭載相同技術(shù)平臺的CV8(志翔)混合動力轎車已完成兩輪5輛樣車試制、試驗、匹配等工作。在完成這兩款車型量產(chǎn)后再將該平臺技術(shù)向公司內(nèi)其他車型移植。
長安已基本掌握了混合動力關(guān)鍵技術(shù)如控制策略設(shè)計、安全策略設(shè)計、系統(tǒng)標(biāo)定匹配、功能測試和關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計、熱管理設(shè)計、產(chǎn)品檢測和優(yōu)化能力。長安CV11混合動力乘用車研發(fā)所涉及的其它關(guān)鍵技術(shù)如電機及電機控制技術(shù)、動力電池與電池管理技術(shù)、車載局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和傳感技術(shù)等已經(jīng)成熟,產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)能力已經(jīng)建立,對整個系統(tǒng)而言,已經(jīng)具備產(chǎn)業(yè)化能力。
六年終磨一劍!搭載長安公司自主研發(fā)的ISG系統(tǒng)的CV11(杰勛)中混合動力轎車將于2008年底量產(chǎn),目前已完成海南6萬公里可靠性道路試驗和碰撞等法規(guī)試驗,產(chǎn)品已上國家發(fā)改委公告,生產(chǎn)線改造已完成,并進(jìn)入小批量試生產(chǎn)階段。按產(chǎn)業(yè)化要求制作的奧運杰勛混合動力出租車已經(jīng)在北京示范運行超過2萬公里。長安CV11混合動力出租車,以其高經(jīng)濟(jì)性(節(jié)油20%)、低排放(國四),寬敞的空間,時尚的外觀,先進(jìn)的配置和優(yōu)良的操控性能贏得了出租車司機和國內(nèi)外友人認(rèn)可。
氫氣天然氣發(fā)動機研發(fā)
——清華大學(xué)“863”重大項目課題
天然氣燃燒速度較慢,在天然氣中加入適量氫氣(Hydrogen enriched Compressed Natural GAS, HCNG)可提高HCNG混合氣的燃燒速度,擴大混合氣的稀燃極限,提高HCNG發(fā)動機熱效率(降低燃油消耗率),并可降低NOx、HC、CO和CO2排放。近年來,HCNG發(fā)動機、汽車的研發(fā)與示范應(yīng)用得到美國、歐盟、加拿大等國家和地區(qū)政府、企業(yè)及研發(fā)機構(gòu)的大力支持,在國際上受到愈來愈廣泛重視。
“十一五”期間,清華大學(xué)牽頭承擔(dān)了國家863“節(jié)能與新能源汽車”重大項目課題“氫氣、天然氣發(fā)動機開發(fā)”,聯(lián)合東風(fēng)汽車公司,在馬凡華博士帶領(lǐng)下,形成了一個在國內(nèi)外具有重要影響的優(yōu)秀科技創(chuàng)新團(tuán)隊,成功建立了先進(jìn)的HCNG發(fā)動機研究開發(fā)平臺,包括氫氣-天然氣在線混合系統(tǒng)及燃料供應(yīng)系統(tǒng)、發(fā)動機電控軟硬件系統(tǒng)、燃燒測量系統(tǒng)、專用催化器性能測量與評價系統(tǒng)、發(fā)動機工作過程多維數(shù)值模擬等系統(tǒng),完成了課題各項任務(wù),研發(fā)的HCNG發(fā)動機即將獲得推廣應(yīng)用。
在核心技術(shù)方面,課題組以項目團(tuán)隊自主研發(fā)的EQD-210N型(東風(fēng)汽車公司生產(chǎn))電控單點集中噴射、增壓中冷天然氣發(fā)動機為原型機,在深入研究分析HCNG燃料中不同摻氫比對發(fā)動機燃燒排放特性影響規(guī)律的基礎(chǔ)上,根據(jù)HCNG燃料特性對發(fā)動機進(jìn)行了相應(yīng)改進(jìn)及優(yōu)化設(shè)計,重新設(shè)計了HCNG發(fā)動機電控策略,成功自主開發(fā)了HCNG發(fā)動機電控軟硬件系統(tǒng),在對4種氧化型催化器性能評價的基礎(chǔ)上選配了HCNG發(fā)動機專用催化器,并完成了HCNG發(fā)動機電控匹配標(biāo)定。課題組研發(fā)的HCNG發(fā)動機經(jīng)過綜合性能測試,動力性、經(jīng)濟(jì)性與原型機相當(dāng),發(fā)動機的ETC排放指標(biāo)已經(jīng)超過歐V排放標(biāo)準(zhǔn),達(dá)到了環(huán)境友好型汽車排放標(biāo)準(zhǔn),遠(yuǎn)超過課題合同所要求的國4排放標(biāo)準(zhǔn),相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)及HCNG發(fā)動機ETC排放試驗結(jié)果見下表:
課題組研發(fā)的HCNG發(fā)動機達(dá)到了目前國內(nèi)同類內(nèi)燃機排放的最高水平,并申報了6項國家發(fā)明專利(例如:天然氣摻氫發(fā)動機標(biāo)定方法,申請?zhí)?00710062635;采用優(yōu)化摻氫比的發(fā)動機天然氣氫氣混合燃料,申請?zhí)?00710062636)。在Journal of Hydrogen Energy 等SCI檢索國際刊物上發(fā)表研究論文10余篇,在國內(nèi)EI檢索期刊等國內(nèi)核心刊物發(fā)表論文10余篇,培養(yǎng)研究生及企業(yè)技術(shù)骨干10多名。
新型燃料電池客車
燃料電池客車研發(fā)是“十一五”國家“863”《節(jié)能與新能源汽車》重大項目的重點研究內(nèi)容之一,由清華大學(xué)牽頭以北京清華節(jié)能與新能源汽車工程中心和北京清能華通科技發(fā)展有限公司為依托,與上海神力科技有限公司、中科院大連化學(xué)物理研究所、株洲電力機車研究所、北京有色金屬研究總院、中信國安盟固利新能源科技有限公司、北京三士龍騰電子技術(shù)有限責(zé)任公司、北京伯肯汽車燃?xì)庠O(shè)備有限公司等關(guān)鍵零部件單位和北汽福田汽車股份有限公司、上海汽車工業(yè)(集團(tuán))總公司、金龍聯(lián)合汽車工業(yè)(蘇州)有限公司等整車企業(yè),并聯(lián)合北京公交總公司等,構(gòu)成了從關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、零部件開發(fā)、系統(tǒng)集成、整車開發(fā)到示范考核的聯(lián)合開發(fā)團(tuán)隊。清華大學(xué)汽車安全與節(jié)能國家重點實驗室主任、國家“863”《節(jié)能與新能源汽車》重大項目總體組組長歐陽明高教授任課題負(fù)責(zé)人。
我國燃料電池客車的研發(fā)始于科技部“十五”期間實施的《電動汽車》重大專項,得到了北京市政府“科技奧運”專項的共同資助,2002年開發(fā)出我國首臺氫能燃料電池平臺樣車(第一代)、2005年開發(fā) 出低入口的氫能燃料電池城市客車性能樣車(第二代),最新一代的全低地板氫能燃料電池城市客車商業(yè)示范車于2008年開發(fā)成功,并在北汽福田生產(chǎn)出3輛整車,燃料電池客車整車已進(jìn)入汽車產(chǎn)品目錄。
我國開發(fā)的燃料電池客車從研發(fā)之初采用了“燃料電池+動力蓄電池”的先進(jìn)混合動力驅(qū)動方式,大幅度提高了車輛的燃料經(jīng)濟(jì)性和可靠性與耐久性;車輛采用了CAN總線對燃料電池系統(tǒng)、動力蓄電池、驅(qū)動電機等整車各關(guān)鍵總成進(jìn)行優(yōu)化控制,實現(xiàn)了制動能量的有效回收,大幅度提高了燃料電池汽車的燃料利用率。
電動汽車用鋰離子動力電池系統(tǒng)開發(fā)
——中信國安盟固利公司科研成果
隨著全球石油資源緊張、大氣環(huán)境污染加劇,節(jié)能環(huán)保的電動汽車已被世界公認(rèn)為21世紀(jì)汽車工業(yè)改造和發(fā)展的主要方向。中國對以電動汽車為重點的新能源汽車技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化工作高度重視,在“十五”、“十一五”都設(shè)立了國家863“節(jié)能與新能源汽車”重大研究專項。中信國安盟固利公司(簡稱“盟固利”)作為該項目組的一員,承擔(dān)了“電動汽車用鋰離子動力電池系統(tǒng)開發(fā)”課題,發(fā)揮自己在該領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢,為整體項目水平的提高做出了重要的貢獻(xiàn)。
盟固利成立于2000年,投資方為中國中信集團(tuán)所屬的中信國安集團(tuán),主要從事新型復(fù)合金屬氧化物材料和高能量密度鋰離子二次動力電池的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售。盟固利多年來在電動汽車用動力鋰電池方面投入大量資金和人力,積極研發(fā)了多項動力鋰電池及其關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)。盟固利在國際上率先研制成功了電動汽車用大容量錳酸鋰動力鋰電池,圓滿完成了北京2008科技奧運重大項目“大容量錳酸鋰動力電池制作技術(shù)”,受到了國內(nèi)外廣泛關(guān)注。
2006年,盟固利承擔(dān)了“電動汽車用鋰離子動力電池系統(tǒng)開發(fā)”項目,北京大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師、公司總經(jīng)理其魯博士任該項目的負(fù)責(zé)人。該項目的主要目標(biāo)是通過對動力電池關(guān)鍵材料、制備技術(shù)以及組裝技術(shù)的研究,為電動客車提供性價比高、安全性能好的鋰離子動力電池。在國家的大力支持下,成功開發(fā)出了100Ah鋁塑膜鋰離子動力電池,并成功應(yīng)用于電動公交車上。該項目在國內(nèi)首次將鋁塑膜應(yīng)用于大容量動力電池上,采用了與錳酸鋰匹配性更好的負(fù)極材料,以及可提高電池安全性能的新型功能型電解液,優(yōu)化了電池的制作工藝,改善了動力電池的產(chǎn)熱性能和電池組的聯(lián)接技術(shù)、成組性能。經(jīng)最后檢測,電池的能量密度可以達(dá)到120wh/kg,電池可進(jìn)行4C倍率的充放電,安全性能通過了國家“863”電動車動力電池測試基地的檢測,各項指標(biāo)均達(dá)到或超過項目要求,出色地完成了項目設(shè)定初制定的任務(wù)。
2008年北京奧運會的主題是“綠色奧運、科技奧運、人文奧運”,其中在奧運核心區(qū)24小時運行的50輛奧運純電動公交車,是“綠色奧運、科技奧運”的具體體現(xiàn)和重要亮點。作為北京奧運電動公交車動力鋰電池的獨家供應(yīng)商,盟固利為北京奧運純電動公交車提供全部動力電池,在奧運會期間實現(xiàn)了24小時運行,達(dá)到了“零排放、零污染、零事故”,為“綠色奧運”、“科技奧運”的成功實現(xiàn)做出了突出的貢獻(xiàn)。
目前,為推動國內(nèi)外電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,盟固利依托自身在動力鋰電池技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化方面的優(yōu)勢,正積極與國際大型企業(yè)聯(lián)手整合電動汽車核心技術(shù),組建電動汽車工程中心和電動汽車制造公司,進(jìn)行電動汽車的研發(fā)生產(chǎn)和大規(guī)模示范運行。今后盟固利將充分借助2008年奧運會的巨大影響力,大力開拓國內(nèi)外電動汽車市場,使電動汽車逐漸進(jìn)入城市公共交通和普通家庭,進(jìn)一步推動國內(nèi)外電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,為中國及世界節(jié)能環(huán)保事業(yè)貢獻(xiàn)力量。
中紡銳力電動汽車車用開關(guān)磁阻電機驅(qū)動系統(tǒng)
北京中紡銳力機電有限公司是注冊在國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)區(qū)中關(guān)村科技園區(qū)的高新技術(shù)企業(yè),其前身是國家紡織機械研究機構(gòu)——中紡機電研究所。該公司(所)近年在發(fā)展中,集中力量打造企業(yè)核心競爭力,將新型電氣傳動系統(tǒng)作為主要經(jīng)營領(lǐng)域,是我國第一批從事開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)(簡稱“SRD”)研究開發(fā)和推廣單位,其研制開發(fā)的SRD系統(tǒng)處于一定水平,所供產(chǎn)品占國內(nèi)市場的85%以上,已廣泛應(yīng)用于煤炭、機床、石油、輕紡、電動汽車等行業(yè),并隨主機遠(yuǎn)銷歐、美、亞等國家和地區(qū),被科技部授予“國家科技成果推廣計劃的技術(shù)依托單位”。
2001年起,中紡銳力公司連續(xù)承擔(dān)國家“863”計劃節(jié)能與新能源電動汽車重大專項“EQ6110HEV混合動力城市公交車用電機及控制系統(tǒng)”、“EQ6110HEV混合動力城市公交車用電機及控制系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化”、“車用開關(guān)磁阻驅(qū)動電機系統(tǒng)”、“DCM機電耦合動力傳動裝置關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)”等課題,在課題負(fù)責(zé)人高超教授、閆志平高工帶領(lǐng)下,成功開發(fā)出50/100KW強混合、35/60KW中混合用電機系統(tǒng)等產(chǎn)品。承擔(dān)的課題均順利通過國家驗收,各項技術(shù)性能指標(biāo)達(dá)到或超過課題合同要求,其中電機噪聲指標(biāo)取得了突破性進(jìn)展,電動汽車用電機產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化工作在“863”團(tuán)隊中起到了積極示范作用。公司配置了國內(nèi)生產(chǎn)SRD的第一條組裝流水線,并于2008年通過了汽車行業(yè)TS16949認(rèn)證,年生產(chǎn)能力可達(dá)3000套。2004年以來,該公司向東風(fēng)電動汽車股份有限公司提供了50套產(chǎn)品,在武漢市公交510、599、585路示范運營。
公司自主研制生產(chǎn)的SRD系統(tǒng)適合于電動車輛的驅(qū)動電機,電機結(jié)構(gòu)簡單結(jié)實、高啟動轉(zhuǎn)矩、低啟動電流,高效區(qū)寬,具有完全對稱的四象限可逆調(diào)速性能,同時擁有極快的動態(tài)響應(yīng)時間。車用電機系統(tǒng)包括一臺電動機和一個控制器,具有電動和發(fā)電兩種運行方式以及轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速兩種給定方式;有較寬的轉(zhuǎn)速范圍、較高的效率和較輕的重量。產(chǎn)品主要技術(shù)參數(shù)為:額定電動功率為35KW、峰值功率60KW、峰值發(fā)電功率50KW,轉(zhuǎn)速范圍0~7000rpm,額定電源為直流336V,系統(tǒng)額定效率不低于88%,電動機重量140kg,控制器重量35kg,通訊方式為CAN總線,數(shù)字參數(shù)設(shè)置。
其電動機為三相12/8極結(jié)構(gòu),自然冷卻,IP54密封,H級絕緣。采用鋼板焊接整體式降噪結(jié)構(gòu),配合課題開發(fā)的專利技術(shù)——減振安裝裝置,大大降低了在車輛應(yīng)用中的噪聲水平??刂破鞑捎肨I公司DSP芯片進(jìn)行全數(shù)字控制,采用了多種現(xiàn)代控制策略和控制方式,系統(tǒng)最高效率超過90%,高效區(qū)超過80%;低速輸出轉(zhuǎn)矩和高速輸出功率充分保證;動態(tài)調(diào)速時間≤200ms,能夠滿足車輛自動換檔要求。用戶界面豐富,有100多個可調(diào)參數(shù)滿足不同用戶要求;并通過上位機簡化軟件參數(shù)管理工作。具有CAN總線、RS485通訊口,便于同整車控制系統(tǒng)接口??刂破鹘Y(jié)構(gòu)采用減振安裝,電路全部采用三防結(jié)構(gòu),能夠適應(yīng)車輛惡劣的環(huán)境應(yīng)用,提高了產(chǎn)品可靠性和耐久性。
公司除完成“863”電動汽車專項外,還與其他整車單位合作完成純電動轎車、純電動中巴、地鐵等車輛驅(qū)動電機系統(tǒng)的研制課題。其中,“混合動力城市公交車用電機系統(tǒng)”列入國家火炬計劃項目,“電牽引采煤機用1140V開關(guān)磁阻電機驅(qū)動系統(tǒng)”列入國家重點新產(chǎn)品計劃,“全數(shù)字高性能開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)”、“高檔立錠粗紡細(xì)紗機電控系統(tǒng)研制”、“132~280KW開關(guān)磁阻電機調(diào)速系統(tǒng)及其工業(yè)應(yīng)用”等項目獲科研院所技術(shù)開發(fā)研究專項基金支持、“隔爆型大功率開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)開發(fā)研制”項目獲得中國煤炭工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎一等獎及山西省科學(xué)技術(shù)二等獎。發(fā)表專著2本,國內(nèi)外發(fā)表論文50余篇,獲得國家授權(quán)專利約20項。還同高等院校聯(lián)合開展產(chǎn)、學(xué)、研合作研究,培養(yǎng)了多名博士生和碩士生,從事SRD理論研究和實驗研究等相關(guān)工作。