微隙界面导热材料技术开发与产业化

陈红辉

-/新能源与节能

更高的速度是5G手机受到追捧的原因之一,相较于4G,其下载速率要提升9倍以上。这样的高速率、大宽带和低

延时都由5G手机核心部件更大的运算保证,而更大的运算意味着产生更多热量。散热问题已经成为电子设备行业

亟需解决的问题。目前,解决热量过载有两种思路,要么减少热量的产生,要么加速热量传导转移。减少热量产

生即优化运算方法,通过这种方法大幅减少发热的技术壁垒过高,难以成为主流解决方案。加速散热则有两种方

法,一是通过加装风扇等方式加速产品内部对流;二是通过散热片、散热管和均热板等导热材料散热。考虑到手

机的体积,通过导热材料散热是手机生产商的主流选择。

核心应用领域:手机、电脑、电动汽车等电子产品的高性能导热材料。本项目团队拥有博士5人,高级工程师2人

,客户应用工程师1人,在行业内均具有多年的研究与产业化经验,对于项目的快速实施拥有坚实的团队基础。

已申请核心专利20项,其中PCT5项,国内发明专利15项,专利涵盖了材料、工艺及应用全产业链。目前本项目处

于中试生产阶段,未完全形成产业化,建有一条年产50万平方米的中试生产线,依托高校的科研资源,拥有各类

科研与检测装备30台套。

生物能源智能装备供应系统——美丽乡村,农村桔秆变“废"为“宝"

陈实行

-/新能源与节能

农林废料是指农作物成熟后收获其籽实所剩余的副产品,包括粮食、油料、棉花、麻类、糖类、烟叶、蔬菜瓜果

类、药材等农作物的茎、叶、枝、梢、秆、壳、芯、藤蔓、秧、穗及残渣等剩余物,还是一种具有多用途的可再

生的生物资源。作为一种非竞争性资源,秸秆具有数量大、分布广、种类多和价格低廉等优势。利用生物质再生

能源是解决能源短缺的途径之一,开发“绿色能源”已成为当今世界上工业化国家开源节流、化害为利和保护环

境的重要手段。

本项目主要涉及农林废料能源化处理的一体化解决方案,研发生产生物质能源全产业链智能生产设备,已经研发

了从秸秆打包——粉碎——生物制炭——生物制气成套完整的生物质智能生产线。打造全国最大的农林秸秆废料

再生智能装备生产基地,公司研发生产制造的后拆后调推进器节能增压生物质炭机是国际首创;流动智能新鲜秸

秆打饼机全国首家;新鲜秸秆生物质气灶全国首例。同时公司获得了废料再生机械制造行业百强企业,中国自主

创新产品等二十多项国家级荣誉称号。获得了十多项知识产权的保护,同时拟申报国家级行业行标!

1、公司研发生产制造的后拆后调推进器节能增压生物制炭机是国际首创; (1)后拆后调推进器、体积小。(2)操作简便、安全。(3)高效、节能。(4)变频、智能。 2、流动智能新鲜秸秆打饼机全国首家; 秸秆固化成型技术是指在一定温度与压力作用下,通过连续的工艺和专用设备将原来分散的、没有一定形状的秸

秆压制成一定形状的秸秆饲料或燃料,从而实现秸秆商品化生产和市场化利用的目的。该技术,一方面解决了环

境保护问题,另一方面又能生产代用燃料,近年来越来越受到人们的广泛重视。研究秸秆开模压饼工艺,在自行

研制的开模柱塞往复式压饼机上,围绕主要影响因素和草饼特性指标,进行了一系列的试验研究。结果表明,用

含水率15%的秸秆生产的草饼具有较高密度和耐久性;在草饼直径一定的情况下,增加喂入量可减小草饼出模

后的松弛比;用较长的秸秆生产的草饼具有较好耐久性。通过对试验数据的回归分析,得到了压缩力与草饼密度

、草饼耐久性与松弛密度之间、压缩比能和松弛密度的经验公式。

3、新鲜秸秆生物制气灶全国首例; 生物质能是一种清洁、可再生的能源,秸秆生物质能的开发、应用具有广阔前景,而气化燃烧是秸秆生物质能利

用的一种形式。针对小型家用生物质气化炉在使用中存在气化气中焦油、灰分含量多,物料连续添加工艺复杂,

而物料间断供给使用不便等问题,提出一种多体式秸秆生物质气化炉的设计。通过3个气化燃烧炉体且内炉体可

拆卸,空气气化剂预热、均布供给,焦油及灰尘杂质二级净化处置等结构设计,可使得生物质物料装填工况满足

家用炊事需求、保证气化反应工艺要求、有效去除气化气中焦油及灰尘杂质。多体式秸秆生物质气化炉的使用推

广,可实现对秸秆生物质能源有效利用,也有助于解决秸秆生物质资源浪费及污染问题。(1)燃烧充分、不结

焦。(2)智能预热熄火保护。(3)低成本、高效益(燃烧热值达到7300大卡以上,比液化气节能10倍以上)。

太阳能光伏-市电混合驱动蓄冷蓄热型热泵机组

程丕建

-/新能源与节能

热泵热水器节能效果显著。与普通的电热水器相比,由于热泵热水器的效率大于1,所以每消耗1kW的电量,可以得到3-4kW的热水量,所以其节能效果明显。而热泵冷热水机组(水冷冷水型制冷机)在制取热水的同时也可以制取冷水,其产生的热水可作采暖、生活热水之用,冷水在冬季可作空调、生活冷水之用,一机多用,且节省能源,因此是未来家庭中央能源系统的核心设备,对提高居民的生活质量有很重要的意义。
普通的太阳能热水器是利用平板式集热器、真空管集热器等收集太阳光的能量,从而将冷水加温的装置。普通太阳能热水器不能在制取热水的同时制取冷水。而且,尽管太阳能本身是取之不尽、用之不竭的清洁能源,但由于其间歇性和气候依赖性的特点,太阳能热水器只有在白天阳光充足时才能发挥作用,而在阴天和晚间最需要热水的时候,却不能派上用场。目前已有的太阳能光伏蒸汽压缩式制冷系统均使用了逆变器,即将太阳能电池板输出的直流电先进行升压、逆变后变成交流电,然后以交流电去驱动交流压缩机,而逆变器的价格昂贵,额外增加了系统的成本。
该项目开发出一种太阳能光伏-市电混合驱动蓄冷蓄热型热泵机组,利用太阳能光伏直流电源和普通市电交流电源混合驱动的双电源热泵系统,其具备互为补充的一个直流压缩机和一个交流压缩机。当有阳光时,利用太阳能电池板产生的直流电直接驱动直流型制冷压缩机以制取冷量和热量,所生产的冷量和热量可分别通过相变的蓄冷和蓄热介质储存起来,弥补了太阳能的间歇性和气候依赖性的缺点。当直流电源不敷使用时,则使用来自电网的交流电源供电,从而极大地提高了系统的适应性。

基于石墨烯电极材料的锂离子动 力电池

孟亚斌 

-/新能源与节能

全球范围的能源危机和环境污染严重威胁人类可持续发展,造成这种状况的主要原因之

一是燃油汽车的大量使用。针对电动汽车应用的迫切需求,开发清洁可再生的交通能源,成为今后世界经济中最

具决定性影响的技术领域之一。电动汽车能够充分利用由多种来源产生的电能、以及用电低谷的“富裕”电能充

电,可以有效地缓解能源危机,保护环境。锂离子动力电池可以在大量领域内使用电能取代石油能源,节约了大

量宝贵的石油资源,同时电能是一种清洁能源,可以缓解使用石油能源带来的严重的环境污染。新型锂离子二次

电池的研发是电动汽车发展的关键,并且电池技术依然是制约纯电动汽车产业化的瓶颈,在车载电池比功率、比

能量、循环次数、耗费的充电时间长短等关键指标方面均存在着瓶颈。目前欧、美、日及我国都积极开展了将锂

离子电池应用与电动汽车的研究,并取得良好的效果。因此,大量发展锂离子动力电池具有重要的社会经济意

义。 主要研究开发内容:本项目属于新能源新材料领域,将研制开发基于石墨烯新型电极材料的锂离子动力电

池关键技术:(1)石墨烯宏量制备;(2)石墨烯基碳合金材料制备;(3)基于石墨烯的导电添加剂应用技术

研究;(4)石墨烯基材料的高效储能/能量转换体系性能研究;(5)石墨烯基材料的分散工艺及其锂离子动力

电池制造工艺。高安全性、高一致性的磷酸铁锂动力电池(组)的制作及集成工艺。重点对动力蓄电池的可靠

性、耐久性和环境适应性进行试验考核。制备容量为10-20Ah 的锂离子动力电池,电池循环寿命大于2000 次,

比能量大于150W.h /Kg,比功率大于1000W/Kg,具备快速充电能力,电池工作温度为-20℃–70℃,安全性达到

动力电池安全要求。 本项目通过研究基于石墨烯的碳片层本征电化学及其二次结构(孔隙、层状结构)对电化

学行为的影响,阐明石墨烯电极材料的电化学储能机制;在此基础上,并基于石墨烯的碳基材料纳米结构构筑、

有效复合,实现碳质和碳合金(碳/非碳组分的有效复合)功能材料功能导向设计和可控组装、制备;通过制备

科学的研究,实现性能优化,获得基于石墨烯的高效锂离子电池材料,最终实现石墨烯及其复合材料的批量制备

和其在锂离子动力电池中的产业化应用。 预期目标:1. 20℃条件下10C充放电循环寿命不小于500 次

(80%DOD);2.脉冲放电电流不小于30C;3.重量比能量不低于150 Wh/kg,重量比功率不低于1000 W/Kg。项

目执行期内,实现销售收入3000万元以上。通过本项目的实施,预期将申请专利5 项,获得发明专利授权2项;

申请实用新型专利3项,新产品1 项。同时产品将通过权威机构的检测报告、UL 认证、CE 认证。

基于倒装芯片LED封装的背光源 模组的研发

李峰

-/新能源与节能

针对目前LED照明行业的发展趋势,国家发改委和科技部对中国LED照明行业的技术水平和自主研发能力做了力争

在“十二五”末期达到世界先进水平的宏伟规划。光脉公司作为国家高新技术企业,结合行业现有的先进工艺,

在自主创新的基础上,开发一系列既具有专业领先技术水平,又深受市场欢迎的新产品。 本项目的“基于倒装

芯片LED封装的背光源模组”采用新型的薄型化、高色域直下式LED背光源,按照设计的LED阵列的有限元模型,

并结合独特的大功率LED封装工艺,开发出一种发光效率高、寿命长的LED照明产品。其主要优点是:低电压、高

亮度、高可靠性、高饱和电流密度、长寿命,具有良好的发展前景。 自2009年成立以来,光脉公司一直致力于

研发和生产大功率LED光源、大功率LED和SMD方面的灯珠等产品。公司开发的LED封装产品涵盖各种颜色和多种功

率范围,广泛应用于路灯、射灯、矿工灯、警示灯、投光灯、亮化工程和家居照明等领域,其高质量的品质得到

了直接客户及终端客户的一致认可,并出口到世界多个国家。公司秉承“追求与客户共同发展”的经营理念和

“品质赢得客户,诚信赢得市场”的服务宗旨,为客户提供优质高效的LED产品、应用服务解决方案和技术支

持。本次项目申报的”基于倒装芯片LED封装的背光源模组”在传承同类产品特点的同时,整合了最新的先进制

造工艺,使其生产效率更高、功能更加完善,并且市场应用的领域也大大拓宽,必将对其应用的行业造成巨大的

冲击和深远影响,成为深圳产业新的经济增长点。 项目执行期内,预测累计销售收入2000 万元以上,净利润

120万元以上,累计缴税100万元以上,新增大专及以上就业人数20人以上。本项目的实施,不仅将推动我市乃至

全国LED照明技术开发的发展,也将积极推动深圳创建国家智慧城市和国家级信息产业基地,并在促进人员就

业、培养创新人才、引进创新项目、推出省市和国家级重点新产品、增加深圳的高技术产业工业产值及税收等方

面,产生可预见的巨大经济效益和社会效益。随着新产品的推广,有望带动上下游产业链近30亿的投资,并加快

半导体照明产业、 新型电子元器件发展的进程。

高性能动力电池组管理系统关键 技术开发

张志国 

-/新能源与节能

动力电池组新能源汽车核心能量源,为整车提供驱动电能,它主要通过金属材质的壳体包络构成电池包主体。模

块化的结构设计实现了电芯的集成,通过热管理设计与仿真优化电池包热管理性能,电器部件及线束实现了控制

系统对电池的安全保护及连接路径;通过BMS实现对电芯的管理,以及与整车的通讯及信息交换。电池包包括电

芯、模块、电气系统、热管理系统、箱体和BMS。BMS能够提高电池的利用率,防止电池出现过充电和过放电,延

长电池的使用寿命,监控电池的状态。 电池管理系统(BMS)、整车控制器(VCU)和电机控制器(MCU)是新能源三大

核心技术,对整车的动力性、经济性、可靠性和安全性等有着重要影响。其中动力电池组及管理系统问题已成为

制约电动汽车发展的关键因素,例如不合理使用导致电池寿命缩短、电池一致性差造成的续驶里程短时间内显著

下降、电池与电动汽车高压系统的安全,以及电池管理系统的功能安全问题等。道路车辆功能安全标准ISO26262

自2011年11月颁布之后,其先进的技术和方法开始被国际汽车厂商、零部件供应商用于解决包括电动汽车在内的

汽车电子电器的安全问题。 本项目的目标是,开发符合道路功能安全标准ISO26262的电池组电池管理系统

(BMS),以解决和改善前面阐述的问题,提升电池系统的性能和安全,从而推动电动汽车的产业化发展。 掌握道

路车辆功能安全标准的架构、要求、应用及功能安全核心技术,并将标准有效地导入到电动汽车电池管理系统的

开发设计工作中,可提升系统或产品的可靠度,避免过当设计而增加成本;使电池管理系统符合所需的汽车安全

完整性等级(ASIL),与国际市场要求规范接轨,强化客户对产品的信赖度,提升企业形象, 获取更多的商

机;最大程度地降低因为电子电气部件可靠性问题而导致的整车召回风险,避免经济损失。最后,标准的实施和

应用可提高开发能力及软件开发效率。 BMS核心部分由硬件电路、底层软件和应用层软件组成。但BMS硬件由主

板(BCU)和从板(BMU)两部分组成,从版安装于模组内部,用于检测单体电压、电流和均衡控制;主板安装位置比

较灵活,用于继电器控制、荷电状态值(SOC)估计和电气伤害保护等。BMU硬件部分完成电池单体电压和温度测

量,并通过高可靠性的数据传输通道与BCU 模块进行指令及数据的双向传输。BCU 可选用基于汽车功能安全架构

的32 位微处理器完成总电压采集、绝缘检测、继电器驱动及状态监测等功能。底层软件架构符合AUTOSAR或

ASPICE标准,模块化开发容易实现扩展和移植,提高开发效率。应用层软件是BMS的控制核心,包括电池保护、

电气伤害保护、故障诊断管理、热管理、继电器控制、从板控制、均衡控制、SOC估计和通讯管理等模块。 本项

目为新能源领域研究,主要研究内容涉及 (1)研究动力电池性能参数的理论计算方法; (2)开发满足面向汽

车行业流程评估模型的电池管理软件系统; (3)研究开发高安全性、低故障率的电池管理硬件系统。项目执行

期内,新增销售收入4000万元以上; (4)撰写(申请)相关专利4项以上,并发表学术论文2篇。并实现: 1、

动力电池电化学阻抗谱幅值理论计算误差不大于3 mΩ; 2、开发符合《ISO26262道路车辆功能安全》标准的动

力电池管理系统,汽车安全完整性等级不低于ASIL C级; 3、电池管理系统采用汽车级处理器,监测电池电压不

小于1000V,串联锂离子电池单体数不小于300个

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