(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920361347.7 (22)申请日 2019.03.20 (73)专利权人 宁波大学 地址 315000 浙江省宁波市江北区风华路 818号 (72)发明人 王甫 袁金良 赵加佩 王家堂 苗鹤 张春飞 (74)专利代理机构 宁波浙成知识产权代理事务 所(特殊普通合伙) 33268 代理人 洪松 (51)Int.Cl. F02M 25/12(2006.01) F01N 5/02(2006.01) F02B 63/04(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 (54)实用新型名称 一种基于船舶柴油发电机与可逆燃料电池 的集成系统 (57)摘要 本实用新型公开了一种基于船舶柴油发电 机与可逆燃料电池的集成系统，包括船舶柴油发 电机、烟气换热器、水泵、水箱、凝汽器、汽轮机、 发电机、燃烧器、可逆固体氧化物燃料电池、热交 换器、氢气罐、氧气罐及相关阀等。将船舶柴油发 电机与可逆固体氧化物燃料电池集成为一体，利 用可逆固体氧化物燃料电池发电与电解模式的 切换实现船舶柴油发电机工作工况的调节，同时 实现船舶柴油发电机烟气余热的利用，保证船舶 柴油发电机运行工况维持在较高效率区。同时可 逆固体氧化物燃料电池可以利用船舶岸电进行 电解储氢，以实现船舶在排放控制区的航行及负荷来源的多样选择， 降低了船舶污染物的排放。权利要求书1页 说明书4页 附图1页CN 209892353 U 2020.01.03 C N 209892353 U
摘要 随着人口的增加、工业的迅速发展，人类对能源的需求越来越大。而氢能源作为一种清洁高效的新能源越来越引起人们的重视，人们加快了氢能源开发的脚步，使得氢能源的广泛应用逐步变为可能。当下，阻碍氢能源被广泛应用的最大瓶颈是氢气的制备、分离、储备、运输、使用、安全等。本文将就以上几个方面介绍一下氢气的相关知识，并对氢能源的应用前景做相关阐述。 关键词：氢气的制备；分离；储备；运输；使用；安全问题；应用前景 目录 一、氢的基本性质 二、氢气制备 化石燃料制氢 电解水制氢 生物质制氢 光催化制氢 三、氢分离与提纯 四、储氢方法 高压储氢 液态储氢 储氢合金和金属氢化物 无机非金属储氢材料 五、氢能源的应用
正文 一、氢的基本性质 氢原子H代表了最基本的原子结构：一个仅由一个质子构成的原子核和原子核外的一个电子，因此是原子结构研究的模型体系。氢原子的一些基本性质见下表 氢的同位素有氕氘氚，氘或称重氢，原子核中含一个质子和一个中子。D是一种稳定的同位素。D的氧化物称为重水，工业上通过富集海水中的重水来得到纯的重水，重水在核反应中能作为快中子的吸收剂，对生物体有微毒性。重水在核反应中也作为中子的减速剂，以提高核裂变反应引发的几率。 原子核中有两个中子的同位素称为氚。氚不稳定，现在主要通过中子照射Li同位素制备得到。氚的主要用途是在核聚变中，氚与氚的聚变反应可放出17.6MeV的能量。氚对人体有一定的伤害，但由于其半衰期短，因此危害性较小。 氢气是最简单的双原子分子，两个电子自旋相反，因此氢气呈抗磁性。无论气态、液态还是固态，氢气都是绝缘体。液态氢常用作高密度氢气存储介质，主要用于火箭推进剂燃料。液态氢需要在低温下贮藏，低温系统的故障将导致氢气的泄露，因此在液态氢气的存储和运输过程中应十分小心。 原子核聚变反应生成新的元素，同时反应中质量的改变伴随着能量的释放和吸收，氢元素的聚变反应能释放大量能量，而生成质量高于铁原子的原子核的聚变反应则吸收能量。最常见的聚变反应是氢的两种同位素之间的聚变。 聚变释放的是原子核中核子的结合能。在形成原子核时，每个核子都会受到相邻核子的短程吸引力，由于核子数较小的原子核中位于表面的核子数目较多，收到的吸引力较小，因此每个核子的结合力随原子序数的增加而增加，担当原子核直径约为4个核子时达到饱和。与此同时带正电的原子核和质子会由于库伦力二相互排斥，从而释放出大量能量。
建造船舶船体焊接工艺 一、总则： 1、要求施工者严格按照《焊接规格表》进行施工； 2、船体艏艉外板的对接缝（非自动焊拼板部分）应先焊横向焊缝，后焊纵向焊缝； 3、在建造过程中，先焊对接焊缝，后焊角焊缝； 4、整体建造部分和箱体分段等应从结构的中央向左右和前后逐格对称的进行焊接，由双数 焊工对称施焊； 5、凡超过1m以上的收缩变形量大的长焊缝，应采用分段退焊法或分中分段退焊进行焊接 缝； 6、在焊接过程中，先焊收缩变形量大的焊缝，再焊变形量小的焊缝； 7、边箱分段、内底分段、甲板分段、艏艉分段分层建造，在合拢口两边应留出200~300mm 的外板缝暂不接焊，以利合拢时装配对接，且肋骨、舱壁及平台板等结构靠近合拢口一 边的角焊缝也暂不焊接，等合拢缝焊完后再焊； 8、靠舷侧的内底边板与纵骨、底外板与纵骨至少要留一条纵骨暂不焊接，避免自由边波浪 变形太大，不利于边箱合拢； 9、二层底分段艏艉分段大合拢，边箱分段合拢的对接缝要用低氢型（碱性）焊条或用相同 级别的711、712的CO2焊丝对称焊接，一次性连续焊完； 10、构件、分段、分片等部件各自完工后要自检、互检、报检，把缺陷修补完毕，把合格品 送下一道工序组装，没有拿到合格单的部件不能放到下一道工序组装。 二、焊接材料使用范围的规定 （一）焊接下列船体结构和部件应采用低氢型焊条（碱性焊条）或相同级别的711、712系列的CO2焊丝。 1、船体环型对接焊缝，中桁材对接缝，合拢口处骨材对接焊缝； 2、主机座及其相连接的构件； 3、艏柱、艉柱、艉轴管、美人架等； 4、桅杆座及腹板、带缆桩、导缆孔、锚机座、链闸及其座板等； 5、艉拖沙与外板结构等； 6、上下舵杆与法兰，舵杆套管与船体结构之间的连接。 （二）普通钢结构的焊接用酸性E4303焊条焊接或JM-56系列CO2焊丝焊接； （三）埋弧自动拼板，板厚≥8mm,用Ф4.0mm焊丝焊接，板厚5~8mm，用Ф3.2mm焊
船舶焊接技术现状与展望 XXX 澄城县职业中专（陕西渭南 715200） 【摘要】自1986年成立了中国船舶工业高效焊接技术指导组以来，通过统一规划、分类指导、整体推进的方针，在船舶行业中大力推广应用铁粉焊条、重力焊条、下行焊条、CO2气体保护焊、药芯焊丝、单面焊技术、多丝埋弧焊技术、气电垂直自动焊、气电横向自动焊、多丝高速自动角焊、双丝MAG焊、双丝气电垂直自动焊、管子法兰自动机器人焊等项高效焊接工艺，新材料与新设备，使焊接生产效率大幅度地提高，从而促进了船舶产量的大幅度的增长，基本满足了主力船型（油船、散货船、集装箱船等等）的建造和质量要求，从中可见船舶焊接技术是船舶建造中的关键技术之一，对推进先进船舶建造技术，缩短造船周期起着关键作用。 关键字∶船舶制造焊接技术焊接工艺焊接材料设备 1．船舶工业的新形势 2006年是我国船舶工业贯彻实施“十一五”计划的开局之年，经各船舶企业的努力奋斗，使船舶工业呈现了持续、稳步、健康的发展势头。主要表现在全国造船完工量达1452万载重吨，同比增长20%，新承接船订单达4251万载重吨，同比增长73%。我国造船完工量占世界市场份额的19%，连续12年稳居世界第三，与韩国、日本等先进造船大国的差距大幅缩小；新承接船舶订单占世界市场份额32%，位居世界第二；手持船舶订单占世界市场份额24%。 2．焊接技术是船舶工业的关键 目前，世界各主要造船企业在20世纪90年代中期已普遍完成了一轮现代化改造。同时，在此基础上又陆续启动了新一轮现代化改造计划。投资目标很显然集中于高新技术，投资力度进一步加大，大量采用全新的造船焊接工艺流程，高度柔性的自动化焊接生产系统和先进的焊接机器人技术，以保证这些造船强国在国际竞争中具有独特的技术优势。进入21世纪，面对新的挑战和机遇，对我国船舶焊接技术进行综合分析研究是极有现实性和针对性的，并以此来激励我们去做好当前必须做的各项工作，大力推进高效焊接技术，加快焊接技术改造步伐，努力将相对资源优势转化为科技竞争优势，促进船舶产业进步和产业升级。否则，将不但难以实现船舶工业振兴的宏伟发展计划，甚至会出现我国现有的国际市场份额都难以维持的严峻局面。 3．船舶焊接技术现状 受20世纪70年代中期和20世纪80年代期2次严重造船危机打击，世界造船业总局面发生了重要变化。日本、韩国、中国（包括台湾省）造船业迅速发展起来，使世界造船中心由欧洲转向东
燃料电池汽车的动力传动系统设计 1引言 燃料电池汽车是电动汽车的一种。 燃料电池发出的电，经逆变器、控制器等装置，给电动 机供电，再经传动系统、驱动桥等带动车轮转动 ，就可使车辆在路上行驶，燃料电池的能量转 换效率比内燃机要高 2-3倍。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物 ，因此燃料电池车 辆是无污染汽车。随着对汽车燃油经济性和环保的要求 ，汽车动力系统将从现在以汽油等化 石燃料为主慢慢过渡到混合动力 ，最终将完全由清洁的燃料电池车替代。 近几年来，燃料电池系统和燃料电池汽车技术已经取得了重大的进展。世界著名汽车制 造厂，如丰田、本田、通用、戴姆勒-克莱斯勒、日产和福特汽车公司已经开发了几代燃料电 池汽车，并宣布了各种将燃料电池汽车投向市场的战略目标。 目前，燃料电池轿车的样车正在 进行试验，以燃料电池为动力的运输大客车在北美的几个城市中正在进行示范项目。其中本 田的FCX Clarity 最高时速达到了 160 km/h[8];丰田燃料电池汽车 FCHV-adv 已经累计运行 了 360,000 km 的路试,能够在零下37度启动，一次加氢能够从大阪行驶到东京 （560公 里）。 在我国科技部的支持下，燃料电池汽车技术得到了迅速发展。 2007年，我国第四代燃料电池 轿车研制成功，该车最高时速达150 km/h,最大续驶里程319 km 。2008年,20燃料电池示范 汽车又 在北京奥运进行了示范运行。 2010年，包括上汽、奇瑞等国内汽车企业共有 196辆燃 料电池汽车在上海世博园区进行示范运行。 燃油绘济性 排放环保 l ;uel economic exhaust eih ironmen(al protection Internal combustion engine Shori peicxl Mid peitxl Long pei 焊 接是应用最广泛、最重要的材料永久连接方法。它涉及能源、冶金、 材料、电子、力学等学科，应用范 围覆盖钢铁材料及铝、镁、铜、钛等有色金属和金属基复合材料，焊接工艺方法从传统的电弧焊发展到先进的激光束流焊及搅拌摩擦焊等精密和清洁焊接方法，生产方式由手工操作发展到机器人自动化焊接生产，工艺管理模式由落后的工艺卡方式上升到工艺数据库和专家系统管理，是现代武器装备制造工程中不可或缺的关键技术。 1 “十五”以来，我国国防焊接技术取得长足进步 围绕武器装备发展和载人航天等重大科技专项的需求，针对大型厚壁／薄壁构件、薄壁复杂构件焊接制造的瓶颈问题，在国防基础科研、总装预研等计划的支持下，先进焊接工艺、质量检测与控制、自动化系统集成等多项关键技术获得突破，形成了一系列应用于型号研制和生产的工艺与装备成果。主要体现在以下几个方面： 1.1 搅拌摩擦焊工艺与装备技术研究与应用发展迅速 搅拌摩擦焊技术是近年来国际上发展较快的技术之一，是一种低温连接方法，具备对被焊材料损伤小、焊接变形低、焊缝强度高和绿色制造特点，被誉为“当代最具革命性的焊接技术”。国外开始将该技术应用于航空航天的产品制造中，最具代表性的是欧盟的阿里亚娜火箭、美国的德尔塔和宇宙神火箭等。国内以 国防焊接技术 研究应用现状与发展 国防科技工业焊接自动化技术研究应用中心 陈彦宾 北京航空制造工程研究所为主，重点开展系列 铝合金焊接工艺、组织控制、断裂机制等基础工艺研究工作，为加快工艺成熟和推广奠定了扎实的基础，装备国产化的步伐迅速，研制出 数十套用于研究和生产的装备。 航天科技集团一院首都航天机械公司首次在用于运载火箭燃料贮箱纵缝中采用了搅拌摩擦焊技术，标志着搅拌摩擦焊技术在我国的运载火箭燃料贮箱制造上进入了工程应用阶段，大大地提升了我国运载火箭关键结构的制造技 术水平和能力。搅拌摩擦焊技术在航天、电子及船舶行业有了新进展，已经研制成功厚壁铝合金和船舶铝合金壁板的专用焊接设备，初步形成了面向华东地区，服务于航天、电子、船舶等行业的研究推广平台。 1.2 激光焊接技术军工应用实现突破 激光焊接具有可焊各种金属材料、焊接速度快（是传统弧焊的几倍，甚至是几十倍）、焊缝深宽比大（最大达12:1）、焊接变形小、 陈彦宾 1962年生，哈尔滨工业大学教授，国防科技工业焊接自动化技术研究应用中心主任，主要从事激光材料加工基础与工程、焊接自动化系统集成技术等方向的基础与应用研究，发表论文一百余篇、专著一部，省部级奖励两项。现任中国焊接学会常务理事，热切割专业委员会主任；高能束流焊接专业委员会委员；中国光学学会激光加工专业委员会委员；国防基础科研工艺与装备技术领域专家，航天科工集团第二研究院工艺专家。 氢燃料电池系统在通信系统备用电源中的应用 一、通信备用电源系统简介 通信基站一般用市电供电，为保证基站正常工作，需要给基站配备备用电源系统如铅酸蓄电池组和移动油机，在断电时，备用电源系统为基站中的负载供电，保证设备的正常运行。 铅酸蓄电池的优点是比较安全且采购成本较低，其缺点是体积大、笨重、造成一次和二次环境污染、备电时间有限且有不确定性、对环境温度要求苛刻。 当铅酸蓄电池因放电时间较长将要退服或出现故障时，移动油机成为现实可用的备用电源，但移动油机后勤保障复杂，需有人值守，有噪声污染及废气污染。 鉴于铅酸蓄电池和移动油机的种种缺点，加之能源危机和人们环保意识的提高，寻求新的备用电源的呼声越来越高，氢燃料电池是最理想的替代者之一。 二、氢燃料电池的原理 氢燃料电池是一种高效电化学能量转换器，把氢气（燃料）和氧气（来自空气）中的化学能直接转化成电能。只要有燃料和空气不断输入，燃料电池就能源源不断地产生电能，因此，燃料电池兼具电池和油机的特点。 燃料在燃料电池的阳极被氧化，生成质子和电子；质子通过电解质迁移到阴极，电子通过外电路迁移到阴极为外界负载提供电能；迁移到阴极的质子、电子和阴极处来自空气中的氧气结合生成水。燃料电池的主要优点包括：高效率（不受“卡诺循环”的限制）、零或超低排放、机械结构简单、扩展容易、安静、安全、可靠、能用可再生能源为燃料、只要有燃料就可连续不断地发电。 三、氢燃料电池与现有备用电源的比较 1、与铅酸电池的比较 和铅酸电池相比，燃料电池的主要优点包括： 适应环境温度范围宽广，基站温度可设定在32℃或更高，这样每年可节约大量空调电费。 只要保证氢气的供应就可持续供电，在发生大的自然灾害时可以保持长时间的通信畅通，为此而保护的生命、财产是难以用金钱来衡量的。 按设定电压稳定输出电能，而不像铅酸电池在剩余电量达到最低值前，放电电压衰减很快且难以预测。 重量轻，不需特殊的承重处理。 占地面积小，安置位置灵活，既可安置在室外也可安置在室内。 寿命设计一般是累计使用时间1500小时、累计开关次数超过600次、储存寿命10年，而铅酸电池几年就要更换。 安全性高，燃料电池系统中有多种传感器，系统可自动采取应对措施，如：当氢气泄漏时，燃料电池控制系统会自动关闭气源，避免泄漏持续；可远程监控，及时发现问题。世界上还没有燃料电池发生氢气燃爆事故。 2、与移动油机的比较 与移动油机比较，氢燃料电池最大优点是： 自动控制，可实现无人值守，通过遥测、遥控手段来监控系统的运行状态及氢气的剩余量，实现远程管理。 低噪音、无废气排放。燃料电池系统机械运动部件较少，所以系统比较安静，其排放物为水，对环境友好。 四、通信备用氢燃料电池系统的应用 1、系统的接入 燃料电池系统可以布置于室内和室外，但作为通信备用电源系统，根据现有通信机房的 应用电化学 论文作业 题目燃料电池的发展现状及研究进展学院化学与化学工程学院 专业班级制药134班 姓名郭莹莹 摘要 燃料电池是一种清洁高效的能源利用方式，它是一种能够持续将化学能转化为电能的能量转换装置。发展燃料电池对于改善环境和实现能源可持续发展有重要意义。本文介绍了燃料电池的工作原理、分类及燃料电池的优点，详细阐述了燃料电池现在的发展现状和未来研究前景的展望。 关键词：燃料电池转换装置应用发展 1 燃料电池的工作原理及分类 燃料电池( Fuel Cell，FC) 是把燃料中的化学能通过电化学反应直接转换为电能的发电装置。按电解质分类，燃料电池一般包括质子交换膜燃料电池( Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEM-FC) 、磷酸燃料电池( Phosphoric Acid Fuel Cell，PAFC) 、碱性燃料电池( Alkaline Fuel Cell，AFC) 、固体氧化物燃料电池( Solid Oxide Fuel Cell，SOFC) 及熔融碳酸盐燃料电池( Molten CarbonateFuel Cell，MCFC) 等。以质子交换膜燃料电池为例，主要部件包括: 膜电极组件( Membrane Elec-trode Assembly，MEA) 、双极板及密封元件等。膜电极组件是电化学反应的核心部件，由阴阳极多孔气体扩散电极和电解质隔膜组成。电解质隔膜两侧分别发生氢氧化反应与氧还原反应，电子通过外电路作功，反应产物为水。额定工作条件下，一节单电池工作电压仅为0．7 V 左右。为了满足一定应用背景的功率需求，燃料电池通常由数百个单电池串联形成燃料电池堆或模块。因此，与其它化学电源一样，燃料电池的均一性非常重要。燃料电池发电原理与原电池类似( 见图1) ，但与原电池和二次电池比较，需要具备一相对复杂的系统，通常包括燃料供应、氧化剂供应、水热管理及电控等子系统，其工作方式与内燃机类似。理论上只要外部不断供给燃料与氧化剂，燃料电池就可以续发电。 图1 PEMFC 基本原理 燃料电池从发明至今已经经历了100 多年的历程。于能源与环境已成为人 1．编制说明 1.1 目的 本工艺规定了船舶在建造过程中对有关焊工、焊接材料、焊接工艺和焊接程序以及焊接质量的要求。保证该船按期完工。 1.2 船舶的主尺度 总长：Loa=63.98m 垂线间长：Lbp=60.80m 型宽：B=14.20m 型深：D=4.80m 设计吃水：d=3.60m 1.3 船体的基本结构及建造方法 1.3.1 船体结构 本船为钢质全电焊焊接结构。结构形式为混合骨架式，泥舱区域的斜边舱为纵骨架式，机舱、艉舱、艏尖舱以及上层建筑均为横骨架式。全船在FR3、FR19、FR23、FR39、FR56、FR73、FR90、FR94、FR103处设有船底至上甲板，贯通两舷的水密横舱壁。甲板室共二层，依次是驾驶甲板和罗经甲板。 1.3.2 建造方法 根据生产施工场地和起重能力，对该船拟采用内场加工，分段场地装配焊接，形成平面分段，在船台（船坞）上组装成立体分段。上层建筑根据主船体的进度，制造成各层甲板室的立体分段，逐层进行船上安装。 2. 编制依据 2.1 中国船级社CCS颁发的2009版《钢质海船入级规范》； 2.2 中国船级社CCS 颁发的2009版《材料与焊接规范》； 2.3《中国造船质量标准》（CB/T4000—2005）； 2.4《船舶钢焊缝射线照相和超声波检查规则》(CB/T3177-94)； 2.5《船舶钢焊缝射线照相工艺和质量分级》（CB/T3558—94）； 2.6《船体建造原则工艺》； 2.7 本船设计有关要求。 3．所有焊接人员资格 在建造的船舶上进行电焊的焊工应持有由CCS船级社或其他等效船级社签发的焊工资格证书，所持证书应在有效期限内。焊工在船上的允许施工范围应在焊工合格证合格项目的覆盖范围内，不允许超范围焊接。适用的工作范围规定如下：3.1 持有Ⅲ类焊工资格证书，合格项目为SⅢV10、SⅢH10和SⅢO10的焊工，可从事厚度＞8mm的重要板结构的全位置焊接。 3.2 持有Ⅱ类焊工证书，合格项目为SⅡV10和SⅡH10的焊工，可从事厚度8～20mm的主要板结构的平、立焊和横焊。 3.3 持有Ⅰ类焊工证书，合格项目为SIF10的焊工，可从事厚度8～20mm的一般板结构的平焊。 3.4 持有高强度钢焊工证书者，可以从事相应类别的普通强度钢材的焊接。4．焊接材料的选用 4.1 凡用于船上焊接的所有焊接材料均应由CCS船级社认可的工厂制造证书，船厂应出示焊接材料合格证书及其它相关的技术文件。 4.2 本船船体结构所采用的焊接材料均应满足CCS船社级《材料与焊接规范》（2009）II级焊接材料要求。 2006年(第28卷)第8期 汽车工程AutomotiveEngineering 2006(Vo.l28)No.8 2006163 燃料电池汽车动力总成结构配置及参数优化匹配 贠海涛,万钢,孙泽昌 (同济大学汽车学院,上海 201804) [摘要] 结合燃料电池大客车动力系统的实际开发过程,分3个步骤阐述燃料电池汽车动力总成结构配置和参数匹配的一般方法。第1步,通过分析燃料电池的特性论证了动力总成结构配置的优化解决方案。第2步,通过分析不同类型功率部件特性阐述了主要功率部件选型的依据,并且根据设计性能要求进行动力总成主要部件基本参数设计。第3步,进行燃料电池混合动力总成参数优化匹配的研究。仿真和实验台测试的结果证明所设计的燃料电池大客车动力总成满足要求。 关键词:燃料电池汽车,动力总成,结构配置,参数匹配AStudyonConfigurationandParametersOptimizationof Drive-trainforFuelCellVehicle YunHaitao,WanGang&SunZechang AutomobileSchool,TongjiUniversity,Shanghai 201804 [Abstract] Aimingatthedevelopmentofafuelcellbusdrive- train,ageneralmethodoftheconfigurationandparametersoptimizationofadrive-trainforfuelcellvehicleispresentedwiththreesteps.Firs,taconfiguration schemeofhybriddrive-trainsystemisadoptedbasedontheanalysisonthecharacteristicsoffuelcel;lSecond,ac-cordingtotheperformancerequirementsoffuelcellvehicle,theappropriatetypesofmajorpow ercomponentsareselectedandtheirbasicparametersaredefined;Third,anoptimizingsimulati oniscarriedoutontheparametersofhybridpowersystemoffuelcellbus.Theresultsofsimulatio nandtestsshowthattherequirementsoffuelcellbusareme.t Keywords:Fuelcellvehicle,Drive-train,Configuration,Parametersoptimization 系统结构简单等优点,但同时也存在一些问题。 1 前言 从能量转换角度看,燃料电池汽车与传统汽车有着本质的区别,这就要求燃料电池汽车动力系统采用全新的结构形式。文中在深入分析燃料电池动力系统特性的基础上,结合燃料电池大客车动力系统的实际开发过程,系统研究并提出了燃料电池汽车动力总成结构设计及参数匹配的一般方法。 AIR OUT AIR IN H2IN DI-WEG IN DI-WEG OUT 图1 1号电堆模块系统图 H2PURGE1 24V H2PURGE2 WEXPT 图2 车用1号电堆系统系统图 表1 模块附件表： 表2 车载系统附件表： 2.1 模块 ●冷却液与压缩空气热交换器 因冷却液的温度适应电堆要求，该热交换器的作用，一是压缩空气温度过高时降温（起中冷器作用），二是压缩空气温度较低时加热。考虑到要适应低温环境，最好采用。 ●氢气入口压力调整器 电堆的氢气入口压力调整，由PT-H3、EPV-H4、PT-H4组成，通过程序采集压力和控制比例阀来实现。为了控制准确和简单管路，将PT-H2、EV-H2、PT-H3、EPV-H4、PT-H4做到一个阀组（manifold）上。 ●阳极压力保护 为防止氢气入口压力调整器失效，而使阳极产生高压毁坏电堆。采用安全阀SRV-H5保护。 ●外增湿器 外增湿器采用膜增湿器，用电堆的出口湿空气来增湿电堆得入口干空气。具体是否采用，要看电堆的需求。 ●氢气循环 氢气循环，一是使阳极的氢气的湿度均匀，二是加热入口的氢气。 ●氢气吹扫（排放）阀 氢气吹扫阀，是用1个还是在电堆氢气出口的2端各用1个。 要看电堆的阳极结构，因氢气回流后，多少会有一些液态水，若 不能及时吹扫掉，会影响水平较低段的节电池性能，也不利于防冻处理。 ●电堆空气出口压力 电堆出口压力，采用电磁比例阀EPV-A6和电堆出口压力表PT-A5形成回路来控制。为防止憋压，比例阀为常开阀。 ●电堆高压输出正负极对结构接地（搭铁）绝缘电阻检测 电堆高压输出正负极对结构接地的绝缘电阻小时，会危害电堆的安全。在模块中需要加入检测单元。绝缘电阻的要求，单节电池为1200欧，150节为180千欧。 ●电机调速器的电源 因空压机的功率一般大于1kW，采用电堆的高压电源，在启动或停止的过程中需要外电源供电。启动和停止时由预充电电源PS-HV6供电。 氢气循环泵，因功率一般小于500W，且只在电堆工作时运行，采用外部24VDC单独供电。 ●节电池电压巡检单元 节电池电压巡检单元，与电堆的结构做到一起，自带MPU，与模块控制器采用通讯联系（CAN和RS485）。这样会使检测电缆最短，提高可靠性和美观。 ●模块控制器 控制器的MCU选用飞思卡尔的MC9S12CE，硬件和壳体，若能采购满足要求的现成控制器，则采购；实验调试完成后，沿用 船舶新能源动力系统的现状及其发展前景 彭美康能动ZY1301 摘要:本文先介绍船舶新能源动力系统的种类及其产业格局，然后结合船舶柴油机在能源类型，排放，震动和噪音等方面的不足，阐述推广船舶新能源动力系统的意义，最后重点分析船舶新能源动力系统的现状及其发展前景。 关键字：新能源；船舶；动力系统；现状；发展前景。 一．船舶动力系统的种类及其产业格局 由船舶主机（柴油机、蒸汽轮机、燃气轮机等）、传动系统（轴系、齿轮箱、联轴节、离合器等）和推进器（螺旋桨、全向推进器、侧向推进器等）组成的船舶动力系统，是船舶上最主要和最重要的设备。平均来说，其价值约占全船设备总成本的35%，约占总船价的20%。目前，世界上各类船舶的动力系统主要有以下四种推进方式：①蒸汽轮机推进系统—取代往复式蒸汽机，又被柴油机所取代，目前主要在LNG（液化天然气）船和核动力军船上应用，蒸汽轮机的技术发展趋势是：不断增强可靠性、机动性，提高操纵性，简化设备。②柴油机推进系统—全面取代往复式蒸汽机和蒸汽轮机，成为最主要的船舶动力，目前在各型船舶上应用，作为柴油机推进系统的主要设备。③燃气轮机推进系统—上世纪50 年代开始在商船上作为主机，但从未得到大规模应用，目前主要在军船上使用，作为燃气轮机推进系统的主要设备。④电力推进系统—上世纪90年代开始在船舶领域应用，目前除在军船上应用外，还在小型商船上应用，目前采用电力推进的船舶比例还较小。 目前，船舶动力系统的研发、设计，仍然是欧洲、美国、日本等国家或地区居领先和垄断地位，并且，蒸汽轮机及锅炉、燃气轮机、电力推进装置的制造也分别由这些国家的企业掌控。而占船舶动力系统最大比例的柴油机推进系统的制造已基本转移至韩、日、中三国。 二．推广应用船舶新能源动力系统的意义 目前，在船舶动力装置中，95%是柴油动力装置。而船舶柴油机的主要缺陷有以下几个方面。（1）使用不可再生能源。动力来源为不可再生的化石能源。据科学家的预测，目前地球上的石油只能够人们再使用60年。也就是说，60年后地球上的化石能源就会枯竭。因此，我们必须使用别的能源，最好是可再生能源。（2）大气污染。虽然现在的科技发展使柴油发动机的污染气体排放一步一步得到控制，但考虑到超大型船舶每次航行都会消耗数以千吨的化石燃料，还有历史留存下来的老旧式柴油机，这些都将会排放出大量的污染气体，将对大气造成严重的污染。这与绿色环保的时代主题无疑是相违背的。（3）严重的噪音问题。据有关数据显示，在船舶中，由柴油机发出的噪音可达120分贝。这是一个非常可怕的数字，长期处于这样的环境中，工作人员的听力将受到极大的损伤。这个问题在一下小型船舶上尤其凸显。因此，有必要解决这一问题。而传统的柴油机由于其自身的结构和工作原理的影响，其噪音问题很难解决。从而只能在新能源动力系统上寻求突破。 推广新能源动力系统，用可持续的能源为其供能，同时进一步降低其有害气体的排放以及解决其噪音问题，这不仅将给船舶上的轮机人员提供良好的工作环境，同时降低污染气体的排放也是对国家的可持续发展路线相契合。因此，开发船舶新能源动力系统有着重要的发展意义。 常见船舶焊接技术的缺陷、检验及其对策 摘要：对船舶焊接中气孔、夹渣、咬边、未焊透、裂纹、焊瘤等常见缺陷的特征现象进行描述，从焊接材料、焊接工艺等方面对其成因机理进行分析，在此基础上针对每种常见焊接缺陷的预防提出相应具体措施。 关键词船舶焊接缺陷焊缝质量检测前言 船舶焊接技术在船舶修造中占有重要地位，是一项技术性、专业性很强的系统工程。先进的造船、高效的焊接技术，可以提高船舶的建造效率，降低船舶建造成本，同时, 也是企业提高经济效益的有效途径。作为船舶工业的关键工艺——船舶焊接技术日新月异，先进焊接与切割设备层出不穷，船舶制造业焊接技术的迅速提升, 已成为推动我们造船总量快速增长的助推器。焊接是保证船舶的整体密性和强度的关键，是保证船舶质量的关键，是保证船舶安全航行和作业的重要条件。如果焊接存在着缺陷，就有可能造成结构断裂、渗漏，甚至会引起船舶的沉没。根据对船舶脆断事故的调查表明，40%脆断事故是从焊缝缺陷处开始的。在中国的乡镇船舶建造中，船舶的焊接质量问题尤为突出。在对船舶进行检验的过程中，对焊缝的检验尤为重要。因此，应及早发现缺陷，把焊接缺陷限制在一定范围内，以确保船舶的航行安全。据统计，船体焊接工时占船体建造总工时的30%~40%，焊接成本占船体建造总成本的30%~50%。焊接中接头金属不连续、不致密或连接不良等现象，称之为焊接缺陷，容易造成船舶渗漏、断裂， 甚至引发重大安全事故。因此，正确识别常见船舶焊接缺陷的特征与形成机理，及时发现并采取相应防范措施，对船舶修造、营运意义重大。 船舶焊接缺陷的种类很多，常见的焊接缺陷有由于化学冶金、凝固或固态相变过程中的产物造成的，如夹渣、气孔、裂纹等；有焊接过程中操作不当或者焊接参数不正确而造成的，如焊缝尺寸不足和外形缺陷、咬边、未焊透等。每种焊接缺陷的成因机理不同，特征不同，需要根据不同的缺陷采取相应的防范措施。 二、焊接缺陷及成因 气孔 气孔就是焊接时熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来形成的空穴。形成气孔的气体主要分为两类：一是高温时溶于液体金属，凝固时溶解度突然下降的气体，如H2、N2等；二是熔池中化学冶金反应中形成而又不溶解于液体金属的气体，如CO、H2O 等。两种气体的来源和化学性质都不同，所以气泡的形成条件与气孔分布的特征也不一样。焊接时产生气孔的主要原因有这样几个方面：焊条或焊剂未按规定焙烘，焊芯锈蚀或药皮变质、剥落；坡口边缘不清洁，有水份、油污和锈迹；保护气体污染、潮湿或流量不足；焊接电流过大，电压过高，电极伸长过长；焊接速度过快等。焊接中气孔的存在，是焊缝的有效面积减小，过大的气孔会降低焊缝的强度，破坏焊缝的紧密性。另外，气孔还将造成应力集中，降低焊缝的强度和韧性。夹渣焊接产生的冶金反应物，例如非金属杂质（氧化物、硫化物等）以及熔渣， 国内外焊接技术的现状及其发展前景 在现代工业中,焊接技术已广泛用于航天、航空和船舶、海洋结构物及压力锅炉,化工容器、’机械制造等产品的建造。就船舶建造而言,焊接工时要占船体建造总工时的30～40％,由此可见,焊接作为一种加工工艺方法在制造业中的重要 作用。为了实现焊接产品或焊接结构生产的高效率、低，国内外都在大力开发创新新的焊接技术， 国内外焊接技术的新发展 一、电阻点焊 电阻点焊被认为是汽车车身制造中最重要的连接工艺。 二、激光技术和使用激光束加工材料 将激光束焊接与弧焊工艺相结合可以获得一种值得注意的焊接工艺：即CO2激光束与气体保护金属极电弧焊工艺相结合的工艺。采用该工艺，能对不同级别的钢材进行高效率的焊接。 三、等离子弧焊 一种新开发的用于等离子弧焊的焊矩系统，采用反极性电极和选用100~200A焊接电流可以经济有效地焊接铝制零件，焊接质量很好。 四、粉末等离子弧表面堆焊 通过表面堆焊，可以经济有效地制造具有不同特性的零部件。 五、焊接电源 六、机器人和系统 七、热喷涂技术 八、钎焊 九、微连接技术 十一、碳钢和低合金钢的焊接 在第十五届焊接和切割国际展览会上在保护气体方面，建议针对被焊材料和焊接要求的确定所需气体和精细调制的混合气体的发展趋势更加明显了。主要的研发特点是关注改善润湿性能、提高焊接速度和优化焊缝成形。 十二、细晶粒结构钢和高强度钢的焊接 国外新技术开发实例：1，肯倍Wise?焊接工艺软件 -- 更富成效的焊接解决方 案 全球知名的焊接解决方案提供商--芬兰肯倍公司（Kemppi Oy）推出全新智能焊接工艺软件Wise TM。该系列软件与肯倍最新FastMig Pulse与KempArc Pulse 焊接设备配套使用，可提供更多专业功能。 Wise TM系列软件产品可广泛应用于造船与海洋工程、汽车厂等各种焊接领域， 燃料电池及其在船舶上的应用研究 随着国际社会对节能减排越来越重视，清洁能源的应用也开始成为社会的关注热点。作为能源消耗巨大的航运业，清洁能源在船舶上的应用显得愈发重要。燃料电池作为新型清洁能源已经在汽车上得到应用，文章根据国内外研究现状，以实际案例对船用燃料电池做出分析，并给出了燃料电池发电系统在船舶应用和船舶布置方面的建议。 标签：清洁能源；燃料电池；航运业 1 国外燃料电池在船上应用的现状 船用燃料电池的研发开始于21世纪，主要以欧洲造船强国为中心。由挪威船社研制的第一艘通过燃料电池进行供电运行的船舶2009年12月实验运营，这个项目的成功预示着未来船舶动力系统的环保革新。挪威船级社为了研究船舶如何降低排放的难题，在“Viking Lady”号上做了一个试验，以燃料电池组为对象，将该电池组与船舶的推进系统结合，形成了混合动力推进系统，经过实际的运行测试，该电池组为船舶提高了30%的功率，并且安全运行了18500小时。 2 国内燃料电池在船上应用的现状 我国对燃料电池研究相对于国外较晚，经过国内专家多年的研究，在质子交换膜燃料电池上的研究获得了重大的发展，各种燃料电池项目慢慢应用到了相应的设备上，2001年7月由上海交大燃料电池研究所实施的“1～1.5kW熔融碳酸盐燃料电池系统”项目已通过成果鉴定。目前上海海事大学“电力电子与电力传动”学科，在上海市教委的支持下，利用重点学科经费，成立了“燃料电池电力推进”实验室，要把燃料电池运用到船舶上来，实现新能源的电力推进。 3 主电源 3.1 主电源的一般要求 （1）主电源装置应能确保为保持船舶处于正常操作状态和满足正常居住条件所必须的所有电气设备供电。 （2）自航船舶应至少设置两组主电源装置。非自航船舶可按使用所需设置主电源装置。 3.2 主电源的配备 （1）对于动力操舵装置、为主机服务的各种辅机、消防泵、舱底泵等船舶正常运行所必需的设备均为电力供电时，应至少设置2台与主机独立的发电机组。 网络教育学院 本科生毕业论文（设计）需要完整版请点击屏幕右上的“文档贡献者”题目：船舶焊接技术的应用及其发展 内容摘要 船舶焊接技术是现代造船模式中的关键技术之一。先进的船舶高效焊接技术，在提高船舶建造效率，降低船舶建造成本，提高船舶建造质量等方面具有重要的作用，也是企业提高经济效益的有效途径。先进的船舶高效焊接技术涉及到船舶制造中的工艺设计、计算机数控下料、小合拢、中合拢、大合拢、平面分段、曲面分段、平直立体分段、管线法兰焊接、型材部件装焊等工序和工位的焊接工程。同时也会牵动与之相关的焊接产业链，如焊接材料、焊接设备和专用工装、焊接辅器具、金属的加工、焊接接头设计、焊接接头性能与质量控制、焊接标准与规范等。 关键词：船舶工业；船舶焊接技术；发展；应用 目录 内容摘要 ............................................................ I 引言 . (1) 1 船舶焊接技术应用及发展 (2) 1.1 船舶焊接工艺的应用及发展 (2) 1.1.1电弧焊 (2) 1.1.2手弧焊 (2) 1.1.3埋弧焊 (2) 1.1.4钨极气体保护电弧焊 (2) 1.1.5等离子弧焊 (2) 1.1.6熔化极气体保护电弧焊 (2) 1.1.7管状焊丝电弧焊 (2) 1.1.8电阻焊 (3) 1.2 船舶焊接材料的应用 (3) 1.2.1手工电焊条 (3) 1.2.2气保护实芯焊丝 (3) 1.2.3气保护药芯焊丝 (3) 1.2.4其他焊接材料 (4) 1.2.5可持续发展的高效焊材 (4) 1.3 船舶焊接设备的应用 (4) 1.4 船舶焊接质量控制 (4) 1.5 船舶焊接规范与节能环保 (5) 2 船舶焊接技术的发展目标与措施 (6) 2.1 船舶焊接技术的发展目标 (6) 2.2 船舶焊接技术的发展措施 (6) 3 结论 (7) 参考文献 (8) 加大船用氢燃料电池技术推广，打造全球最大电动船市场 中国是造船大国，船运交通大国，船舶污染大国！目前国内新能源补贴政策是" 重车轻船"，这不利于船舶污染治理和新能源船舶技术推广。氢云链认为，目前国内电动车已经进入市场化阶段，而车用燃料电池处在产业化落地阶段，现阶段发展船用燃料电池推广的时机已经成熟，车用、船用燃料电池同步发展具有产业协同效应，既可以实现治理船舶污染、节能减排和技术转型升级目标，也可以像电动车市场一样，倒逼中国企业打造出一个全球最大的" 电动船" 市场。 9 月19 日，《交通强国建设纲要》（下称《纲要》）正式对外发布，其中明确了构建物流强国目标，并在氢能基础建设、城市物流电动化、新能源船舶运输等多个方面对氢能产业发展形成更多的政策支持和实质利好。事实上，发展新能源船舶在全球早有尝试，但在《纲要》出台之前，国内新能源船舶处于概念或者示范运营摸索阶段。部分船运交通大省，如浙江、江苏、广东率先开展了第一批纯电动船舶示范运营项目。最近，新加入长三角一体化的安徽省铜陵市启动" 氢动长江" 计划，利用长江港口区优势，选择从氢能动力船舶领域切入氢能产业发展，进而实现了国内新能源船舶技术路线多元化发展新格局。＂氢动长江＂与此次《纲要》的出台时点近，可见，《纲要》的出台意义重大，标志着我国政策支持下的新能源船舶行业将正式拉开序幕，换句话说，物流强国战略离不开绿色船舶、绿色长江产业的崛起。 现阶段，在技术路线选择上，新能源汽车的" 锂电、氢燃料" 路线之将再一次上演。锂电和燃料电池谁才是新能源船舶的最好选择？同样地，若考虑到目前国内车用燃料电池应用还处在市场导入期，这个时候讨论船用燃料电池应用是否现实？安全、规范和标准等这些阻碍船用燃料电池产业化的拦路虎问题该怎么办？而技术、成本和规模之间的" 蛋和鸡" 研究燃料电池电动汽车动力传动系统关键技术 ,蓄电池为辅助能量来源。汽车需要的功率主要由燃料电池提供。可以说, 车用燃料电池的选取,对于燃料电池汽车的性能至关重要。 本文介绍了燃料电池汽车动力传统技术发展概况,围绕燃料电池电动汽车动力传动拓扑架构、多源系统管理和动力系统配置与仿真优化技术等关键技术开展 了详细论述。 2动力传动系统拓扑构架设计 燃料电池汽车的运行并不是一个稳态情况,频繁的启动、加速和爬坡使得汽车动态工况非常复杂。燃料电池系统的动态响应比较慢,在启动、急加速或爬陡坡时燃料电池的输出特性无法满足车辆的行驶要求。在实际燃料电池汽车上,常常需要使用燃料电池混合电动汽车设计方法,即引入辅助能源装置(蓄电池、超级 电容器或蓄电池十超级电容器)通过电力电子装置与燃料电池并网,用来提供峰 值功率以补充车辆在加速或爬坡时燃料电池输出功率能力的不足。另一方面,在汽车怠速、低速或减速等工况下,燃料电池的功率大于驱动功率时,存储富余的 能量,或在回馈制动时,吸收存储制动能量,从而提高整个动力系统的能量效率。2.1直接燃料电池混合动力系统结构 直接燃料电池混合动力系统式结构中采用的电力电子装置只有电机控制器,燃料电池和辅助动力装置都直接并接在电机控制器的入口。如丰田的FCHV-4[16], FIAT-Elettra[17]和日产X-TrailFCV[12]等都采用这种类似的结构设计。 辅助动力装置扩充了动力系统总的能量容量,增加了车辆一次加氢后的续驶里程;扩大了系统的功率范围,减轻了燃料电池承担的功率负荷。许多插电混合的 燃料电池汽车也经常采用这样的构架,美国Ford 公司Edge Plug-in 燃料电池轿车和GM 公司Volt Plug-in 燃料电池车[18]。这种插电式混合动力汽车将有效的减 焊接技术的发展及使用情况 姓名：xxx 学号：20100226x Xxxx学院 摘要：机械工业是为所有的工业，农业，国防以及交通运输业提供机器和装备的工业。在实现我国四个现代化的过程中，不断解决自行设和制造效能高、寿命长、重量轻、体积小、容量大、成本低的机器和设备的问题十分重要。本文所介绍的焊接技术作为一种加工工创新新的焊接技术，艺，在机械行业中扮演者至关重要的角色。在现代工业中,焊接技术已广泛用于航天、航空和船舶、海洋结构物及压力锅炉,化工容器、’机械制造等产品的建造。就船舶建造而言,焊接工时要占船体建造总工时的30～40％。为了实现焊接产品或焊接结构生产的高效率、低，国内外都在大力开发。 关键词：压力焊熔化焊钎焊 一、焊接技术的发展历史 焊接是通过加热、加压，或两者并用，使同性或异性两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。焊接应用广泛，既可用于金属，也可用于非金属。 焊接技术是随着金属的应用而出现的，中国最古代早的焊接的焊接方法主要是铸焊、钎焊和锻焊，在商朝时期制造的铁刃铜钺，就是铁与铜的铸焊件，其表面铜与铁的熔合线蜿蜒曲折，接合良好。春秋战国时期曾侯乙墓中的建鼓铜座上有许多盘龙，是分段钎焊连接而成的。19世纪末，当Oscar Kjellberg成立伊萨公 司以探索他发明的涂层焊条时，伊萨从一开始就和电弧焊的发展结下了不解之缘。19世纪80年代，焊接只用于铁匠锻造上。工业化的发展和两次世界大战的爆发对现代焊接的快速发展产生了影响。基本焊接方法—电阻焊、气焊和电弧焊都是在一战前相继出现。但20世纪早期，气体焊接切割在制造和修理工作中占主导地位。过些年后，电焊得到了同样的认可。 (1)压力焊 压力焊，对焊件待焊处加压或加压又加热，最后在压力下焊接的方法，如：电阻焊，摩擦焊，冷压焊等[1]。 。近代首例电阻焊实例是在1856年。James Joule（Joule加热原理发明者）成功用电阻加热法对一捆铜丝进行了熔化焊接。第1台电阻焊机用于对接焊。1886年，英国的Elihu Thomson造出了第1个焊接变压器并在来年为此项工艺申请了专利。该变压器在2V空载电压时能产生200A电流输出。此后，Thomson又发明了点焊机、缝焊机、凸焊机以及闪光对焊机，后来点焊成为电阻焊最常用的方法，如今已广泛应用于汽车工业和对其它许多金属片的焊接上。1964年，Unimation生产的首批用于电阻点焊的机器人在通用汽车公司使用。（2）熔化焊 熔化焊，将焊件待焊处加热至融化状态，冷凝固后焊接的方法，如：手工电弧焊、埋弧自动焊、氩弧焊等。 1888年，俄罗斯发明了手工电弧焊接技术，使用无药皮的裸露金属棒来产生保护气体。直到20世纪初，在瑞典发明卡尔伯格国防焊接技术研究应用现状与发展
氢燃料电池系统在通信系统备用电源中的应用
燃料电池的发展现状及研究进展
船舶焊接工艺
燃料电池汽车动力总成结构配置及参数优化匹配.
氢燃料电池电堆系统控制方案
船舶新能源动力系统的现状及其发展前景
常见船舶焊接技术的缺陷
国内外焊接技术的现状及其发展前景
燃料电池及其在船舶上的应用研究
船舶焊接技术的应用及其发展
加大船用氢燃料电池技术推广,打造全球最大电动船市场
研究燃料电池电动汽车动力传动系统关键技术
焊接技术 发展 现状 及发展趋势
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