大型矿车制动能量回收与利用系统
1、项目成果简介
项目成果应用对象为露天煤矿中的非公路用大型矿用卡车（简称大型矿车）。大型矿车自重大，在下坡和刹车过程中大量势能和动能在制动电阻栅上以热能的形式消耗。经实地测量发现，制动能耗占总能耗的24.71%，非常有必要采取措施，进行制动能量的回收与利用，实现大型矿车的节能与减排，同时提高煤炭行业装备的自动化水平。
2、成果达到的关键技术指标
装置额定电压1800V，功率300kW，超级电容储能量2.16kWh，蓄电池储能量100kWh（可扩展）。装置制动能量回收率53.5%，投运后燃料消耗降低比例可达10.29%。
项目研究成果，为国内首创，填补了我国大型矿车制动能量回收与利用技术的空白。项目已授权中国发明专利2项，公开美国发明专利1项，公开中国发明专利2项，登记软件著作权3项，发布企业标准1项。
近年，国内外针对电动车、轨道交通、高铁、电梯、港口油田提升机、油田抽油机等设备的节能降耗展开了大量研究，提出了多种基于制动能量回收技术的解决方案，与都取得了不错的节能效果。但是，对于大型矿车，降低油耗的主要方法和途径是加强矿车日常维护、平整矿区路面、培养驾驶员良好驾驶习惯来完成。本项目采用电气量方式实现大型矿车的制动能量回收与利用，属于国内首创。项目成果可以快速的推广至油田、地铁等相关场合。
本成果估值800万元。可技术转让或技术入股。
图1 大型矿车制动能量回收与利用系统整体方案
图2大型矿车制动能量回收与利用系统动模试验平台
图3大型矿车制动能量回收与利用系统实物
公路桥梁PHM管养技术
PHM技术是一种全面故障检测、隔离和预测及健康管理技术，主要目的是在系统尚未发生故障之前，人们就能依据系统的当前健康状况决定何时维修，从而实现自助式保障。
公路桥梁在服役期间，在环境和荷载的共同作用下，不可避免地会存在各种病害。虽然我国公路桥梁“重建轻养”的状况已有了很大的改善，但是目前公路桥梁的管养数据的信息化程度较低，仅极少数特大桥布置了桥梁健康监测系统，很难做到对桥梁病害的实时发现和桥梁状况的RAMS（可靠性、可用性、可维护性和安全性）管理。公路桥梁的基于PHM的故障诊断预测系统，包括：有限元模型模块、三维BIM模型模块、档案资料模块、在线监测模块、人工巡检模块、诊断预测模块、养护维修模块、数据交互模块、PHM 数据库。PHM采用先进的传感器来感应和采集与系统属性有关的特征参数，然后将这些有用的特征和信息相关联，并借助各种算法和智能模型来分析、预测、监控和管理装备的工作状态。
成果先进性主要体现在：1）BIM技术的应用，实现了电子化、信息化、标准化；2）在线监测与人工检查数据的相互对应，通过大数据分析综合评估桥梁服役状态；3）桥梁的全寿命周期管理，对重点桥梁或重点服役状态指标设置阈值管控，为预防性和预测性的管养提供依据。
成果应用范围包括：可灵活应用于公路普通跨径桥梁的管养，也可专用于特大桥梁的管养。可基于既有的桥梁管理系统，进行升级改造，可根据条件选择性地进行PHM技术公路桥梁管养；普通桥梁若无在线监测系统，可只纳入桥梁检查、维修资料进行信息化管理。
本人及团队之前负责研发的大跨度铁路桥梁故障诊断预测系统（PHM）已用于京沪高速大胜关长江大桥的健康管理。本成果针对公路桥梁的服役特点及病害特征，旨在公路桥梁信息化智能管养，以减少人员现场作业，实现人工巡检与在线监测的有机结合，及早发现病害并进行预警和提出维护决策建议。
成果估值：PHM系统约50万（不包括桥梁监测系统、桥梁BIM模型建立）。
图1 公路桥梁PHM系统
图2 PHM技术中的3S架构
图3 基于BIM模型的桥梁信息化管养
图4 基于监测数据的桥梁整体损伤预警
一种用于钢桥面铺装的环氧树脂胶黏剂材料及其制备方法
大跨径钢桥面铺装层在交通荷载、风载、气候条件及温度变化等因素影响下的受力和变形十分复杂，因而对其强度、稳定性和耐久性均有更高的要求。环氧树脂混凝土作为一种新型的钢桥面铺装材料，具有强度高、韧性好、抗冲击强度大等优点。然而，由于环氧树脂胶黏剂的配制技术较为复杂，且进口环氧树脂胶黏剂价格昂贵，极大地限制其在我国钢桥面铺装及修补工程中的应用。
为打破发达国家在该领域的技术垄断，本团队研制开发了具有自主知识产权的适用于大跨径钢桥面铺装的环氧树脂胶黏剂材料（专利授权号：CN106866029B），并提出了环氧树脂混凝土的材料组成设计与制备方法，该成果适用于大跨径钢桥面铺装层及日常坑槽等病害的养护需求。与同类进口材料相比，采用本成果的环氧树脂胶黏剂可使材料成本降低25~35%，具有显著的经济效益。
在前期研发工作中，本团队通过大量室内外试验，测试结果表明该环氧树脂胶黏剂的抗拉强度超过30MPa，抗弯强度超过80MPa，高低温性能好，常温下2小时以内即可固化致力于材料组成设计与性能调控，可延长桥面铺装层的使用寿命，减少桥面日常维护和养护成本。与现有钢桥面铺装及修补材料相比，本团队研制的环氧树脂胶黏剂无需加热即可拌和，其后期固化速度远远高于现有的环氧沥青混凝土。试验段长期跟踪监测结果表明，环氧树脂胶黏剂具有良好的抗水损、高温抗变形、低温抗裂、抗疲劳开裂等路用性能，满足钢桥面对铺装层材料强度、稳定性和耐久性的要求，具有广阔的应用前景。
本成果既可直接应用于钢桥面铺装及修补工程，节约初期铺装与后期修补成本，也可基于所涉及的环氧树脂胶黏剂，根据道路、建筑等不同场合的使用要求，进一步开发新材料以拓展其应用领域。
该成果作价100万元，转化方式可为技术转让或技术入股，转化约需配套资金300万元，场地1000m2，包括原材料仓库、环氧树脂胶黏剂生产车间、环氧树脂混凝土性能测试实验室等，另需配备环氧树脂胶黏剂生产设备5套、环氧树脂混凝土成型设备2套、常用室内及现场路用性能测试设备各1套。
成果相关图片：
图1钢桥面铺装层修补效果图
