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项目年度编号
1800240567
成果公布年份
2018
成果简介
高速动车推动了中国工业化进程、缩小地区差别，实现优势互补共同富裕。然而应用于高寒地区的高速动车在运营阶段不可避免的因供电故障、弓网故障、人为破坏、偶发因素、自然灾害等引起供电中断。若通过应急电源系统实现自牵引，将迫停于区间的动车自行牵引至就近车站，能有效解决因动车不能有效受电引起的应急处置问题，提高处置效率，避免无序疏散等引起的踩踏事故。由于高寒地区环境温度较低、对应急电源系统能量要求较高，还未有适用于高寒地区高速动车的应急牵引电源系统，因此迫切需要根据高寒地区特点，实现高效稳定的应急电源系统关键技术突破。
该项目以提高极端工况下高寒地区高速动车运行安全性为主要目标，攻克了高寒地区高速动车组应急电源系统关键技术，进行了低温电化学性能优异的电芯材料制备、大容量电池成组技术、高寒地区电池热管理系统等关键技术的研究，研制了具有独立知识产权的高寒地区高速动车组应急电源系统，在以下方面具有特色与创新：
(1)创新形成了电芯材料低温性能改性技术，提出了氩气环境下电芯材料合成方法，揭示了合成材料结构、形貌和化学成分对低温性能的影响，分析了合成材料电化学性能，突破了电芯在较低温度下高倍率放电的技术难题，提高了电芯材料在长期循环中的结构稳定性。
(2)首次开发了高寒环境下电池高效热管理技术，基于场协同分析方法，揭示了流场与温度场之间的内在联系，从相互配合的角度寻找强化传热的方式，进行高效热管理系统的设计，保证锂离子电池高寒环境温度下持续工作。
(3)集成创新了高倍率大容量电池成组技术，研发了锂离子电池与高效电池热管理系统集成方法，形成了应急电源系统低温放电性能评价测试指标，满足了低温环境下大客流、大坡道的牵引要求。
该项目授权发明专利40项、实用新型专利13项；发表论文18篇，其中SCI收录8篇。水平检索及课题验证认为总体达到国际先进水平，成套技术已在江苏春兰清洁能源研究院有限公司、湖南中车时代电动汽车有限公司等企业应用，项目转化新增产值18.83亿元，新增利润2.77亿元，新增税收0.54亿。该成果显著提高了高寒地区恶劣环境下的高速动车运营安全，实现了路网持续能力的保障，社会效益重大，有力支持中国动车牵引领域的能力创新和持续领先，响应“交通强国”的国家战略。
完成人
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