技术成果

特种低温锂离子电池

特种低温锂离子电池是一种采用特殊材料及工艺制成的电池，具有比能量高、倍率性能好、快 充性能优异、循环性能好等优点，适合于零下的寒冷环境使用，一般都要求在-40度左右环境下正 常工作 , 放电容量保持在 80% 以上 , 最低工作温度可达到 -70℃。大连化物所研制特种低温锂离 子电池，具有以下优势： 1、最低可在-70℃环境工作，-40℃1C放电容量可达80%以上、0.5C 放电可达85%以上， 0.2C放电可达95%以上； 2、倍率性能好，最高可达100C连续放电，300C瞬间放电； 3、低温倍率性能佳，-40℃20C大电流放电容量可达80%以上； 4、快充性能好，最高可30C快充，2分钟可充电80%； 应用领域 新能源汽车启停、航空航天、军工兵器、极地科考、寒带抢险、铁路基建、电力通讯、医疗电子、 安防通讯、勘探测绘等多种民用及军事领域。

铁路列车网络控制系统MVB通信控制器

摘要待完善

超声波深井侧壁检测设备

该项目主要目标是制造一种采用旋转移动探头的全景超声波深 井侧壁检测设备。与现有基于固定探头的超声波反射探测仪器相比, 所研制设备采用旋转移动超声波探头，通过对多路回波信号的综合分 析，可以检测到 360°全方位的完整深井侧壁信息,从而获得更科学和 精确的深井侧壁参数,并利用点云技术实现侧壁的三维建模和可视化 展示，使用户可以更直观地观测到侧壁缺陷位置和大小等信息。 所研制设备主要应用于公路、铁路、桥梁、公共基础设施等大型 建筑的施工中。在深井灌桩的钻孔过程中对成孔的直径、垂直度、侧 壁裂缝、暗沟、崩塌情况、地质结构和岩层强度等进行全面检测。在 — 171 — 施工作业中钻孔发生异常时，也可以利用该设备还原井下侧壁情况以 便给施工者的现场处理和下一步决策提供依据。该设备有助于提高钻 孔质量，减少施工工期和施工费用。 （三）关键技术 1.基于旋转移动探头的 360°全方位超声波深井侧壁检测技术 该设备的基本工作原理是：首先通过升降绞车将探头放到深井底 部，然后在 PC 端上位机的控制下，绞车控制系统控制电缆绞盘带动 探头匀速上升，探头周期性地将成孔深度和上升速度等信息发送给上 位机。探头中的声纳测量系统控制旋转机械结构带动超声波传感器匀 速旋转，周期性地发送超声波，检测超声回波的强度和传输时间，并 将回波强度和时间等信息发送给 PC 端的控制系统中。控制系统收到 钻孔深度、上升速度、回波强度和收发时间等参数后，经过计算，获 得成孔侧壁形状、地质状况、坍塌、倾斜等参数，也可以将这些信息 合成钻孔的全景图像，从而能够直观地显示成孔质量。 图 1 超声波深井检测设备工作原理 移动探头中的超声波传感器旋转一圈过程中，每转过一定的角度 就发出一个超声波脉冲信号。旋转一周的过程中一共发射 300 个脉冲 — 172 — 信号，可以采集一圈中 300 个点的数据。深井检测设备根据这些数据 即

冻土工程与环境监测系统关键技术与工程应用

重大冻土工程的长期监测是理解冻土工程与气候、生态环境和冻土之间相互 作用的第一手基础数据，是重大冻土工程建设、安全运营和维护重要的科学基础； 而多年冻土区仅出现在高海拔和高纬度，大多地处无人区，野外环境异常恶劣； 且冻土的缓慢变化特性对数据的连续性、设备的稳定性等提出异常严苛的要求。 图1 高含冰冻土 冻胀融沉危害 及 冻土监测环境 本项目随着青藏铁路等重大冻土工程建设，十数年不断完善、更新和创新， 系统解决了恶劣环境下冻土工程与环境监测中高精度监测与远程无线传输、异构 信息存储与检索、数据共享与权益保护、灾害分析与预测等复杂工程问题，构筑 了具有集成创新特征的自主可控的“冻土工程与环境监测”完整应用系统，并在 青藏铁路、青藏公路、哈大高铁、哈齐高铁等国家重大冻土工程与环境监测中得 到广泛应用，积累了大量珍贵的监测数据；授权发明专利 4 项、实用新型专利3 项、软件著作权2项，取得了丰硕的理论成果、应用成果和社会效益，切实推动 了我国冻土工程与环境领域的科技进步；是目前中国多年冻土区唯一长期运营的 具有完全自主知识产权的国产设备和系统。是典型物联网应用样板示范工程。

复杂服役环境下机械装备的早期和定量化诊断技术

故障诊断技术是保障重大装备健康稳定运行的基础，当前诊断理论的研究对象多针对定转速设备，几乎所有设备都会经历不同程度的转速变化。对于大转速变化过程，如：飞机的起降，大型回转设备的启停车等。准平稳过程：受载荷、工况影响，设备转速存在微弱波动，转速的变动给动态信息提取带来挑战。本项目开发了一种无键相阶次跟踪技术，利用变转速下的早期与定量化诊断研究，将变转速理论技术应用于铁路运输、数控装备等领域。

铁路一体化换轨装置研制

我国拥有全球最大的高速铁路网和快速增长的城市轨道交通系统，轨道更换、维护需求巨大且持续。根据相关资料，高速铁路轨道的周期一般为20年左右，自从2003年我国高铁进入快速发展期，因此，近几年，高铁轨道的更换进入了一个集中爆发期，特别对于一些关键线路的重载铁路，列车密度大，长期运行过程中，线路负荷大，钢轨损耗问题更加突出。因此铁路轨道的更换和损耗修复就尤为重要，定期更换钢轨是提升线路质量和保障列车安全运行的重要手段。当前，国内铁路换轨作业仍严重依赖“人海战术”，传统人工在天窗期内仅能更换1-2公里，对于一些重载铁路，在天窗期4 小时内无法完成一体化换轨，需要跨天窗作业或者增加更多的人手，因此存在效率低下、安全风险高、施工窗口期紧张等核心痛点。本项目致力于研发一款集钢轨拆卸、搬运、对位、安装及扣件回收于一体的全自动化换轨设备（核心是中间连接零件的更换装置），代替人工进行换轨作业。与现有的大型换轨车或功能单一的更换装置相比，本设备设计上追求更高的集成度、模块化与操作灵活性，目标是覆盖从干线铁路到城市地铁的多种轨型与场景，实现换轨作业的“一站式”解决，将作业人员需求降至最低，并大幅压缩施工“天窗”时间。

钛镍 60 合金及其超滑技术

随着我国战略性新兴产业（如高速铁路、大飞机）和高端装备制造业（如部分高速精密机床）的发展，高端轴承进口增长较快。目前高铁轴承全部进口，部分高速精密机床轴承还需进口。从长远看，对我国战略性新兴产业的成长将产生不利影响。钛镍合金是一种金属间化合物，具有优良的耐磨性、耐蚀性。钛镍合金 TiNi60 是一种 Ti、Ni 质量原子比为 40:60 的金属间化合物，具有低密度、高硬度、优异的耐蚀性以及良好的摩擦学性能且在热处理前易于加工，可望在高速轴承中得到应用。TiNi60的密度为 6.7g/cc，比普通轴承钢密度小 30%左右，密度小这一特点，可实现轴承的轻量化和高速化。本项目主要是解决现用滚动轴承材料难以满足高速滚动在高铁、高速机床等高技术领域应用中高强度、低摩擦、高耐磨性要求的问题，采用高真空感应熔炼技术制备出优异性能的高速滚动轴承材料-钛镍60合金，并采用可生物降解润滑剂的超滑技术对高速球轴承会为耐磨、减摩起到事半功倍的作用，为高端轴承的国产化奠定基础，为我国装备制造业的发展贡献力量。本项目的前期工作，针对球轴承材料 TiNi60 采用蓖麻油润滑获得了超低摩擦系数（最低达到0.004）。该项技术完全由本课题组研发，完全具有自主知识产权，此外该技术具有生产过程环保、能耗小、制造成本低、产品易系列化和原材料无危险性、毒性等突出特点。因此可以肯定该项技术、该类产品的出现为我国轴承市场注入了新鲜的“血液”。可以预见该技术的市场前景是非常广阔的，其产品的市场竞争优势也是非常明显的。本项目采用高真空感应熔炼技术制备钛镍60合金，并采用超滑技术以提高滚动轴承的高速、润滑能力。图1为钛镍60 合金形貌图及表面金相组织图。图1钛镍60合金球图2 钛镍60合金金相图