姓名：刘健

　　所在学院：电气信息学院

　　成果简介：

　　大型交通运输、生产设备的制动能量回收与利用，可以很好的实现装置的节能与减排，增强系统安全稳定运行能力，同时提高行业装备的自动化水平。

　　在湖北省自然科学基金重点项目、国家自然科学基金、国家科技支撑计划等项目的支持下，武汉工程大学刘健、李自成、文小玲、秦实宏等人联合中国中煤能源集团有限公司、武汉征原电气有限公司、武汉微氢新能源有限公司等相关企业，总计50多位科研人员，历史6年，深入用户现场，分析了各种大型生产设备制动过程的工作状况及特点；明确了制动能量回收与利用装置的接入点位置、电压等级、功率，以及混合储能系统的能量分配比例等问题；提出了一套完备的制动能量回收与利用方案；发明了基于超级电容和蓄电池混合的双向大功率储能系统；支撑研发了适合轨道交通系统、大型矿车牵引系统的高性能制动能量回收与利用装备，装置应用后，节油率达到10.29%，推动了行业的技术进步。为碳达峰、碳中和提供了有力的技术支撑。

　　本项目授权中国发明专利5件，授权美国发明专利1件，形成了多项行业标准，发表了多篇高水平论文，培养研究生10余人，累计为企业创造近5亿元的直接经济效益，研究成果获得中国煤炭工业协会科技奖二等奖1项，成果获得国内外同行专家的高度评价，技术水平居国际先进水平。

　　成果技术创新点：

　　1、针对大型矿车驱动系统工作状况及特点，研究了制动能量回收与利用装置的接入点位置、电压等级、功率，以及混合储能系统的能量分配比例等问题，建立了一套完备的制动能量回收与利用方案。

　　2、设计了一种新型的基于大功率双向DC/DC串联拓扑结构的超级电容与蓄电池混合储能系统，通过电力电子变换电路实现功率型储能器件与能量型储能元件的高效结合，解决了大型矿车电气参数大范围波动下的制动能量高效回收与利用问题。

　　3、以730E型矿车为应用对象，完成了技术的应用，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%。

　　成果应用前景：

　　1、大型交通运输设备

　　2、存在能量回收和再利用的生产设备

　　部分图片展示：