| 学科专业评审组： | 机械组 | | 项目名称： | 低温差自由活塞式斯特林空调热-动-电耦合关键技术及应用 |
| 提名单位： | 陕西省教育厅 |
| 提名等级： | 三等奖 |
| 提名单位意见： | 项目“低温差自由活塞式斯特林空调热-动-电耦合关键技术及应用”面向“双碳”战略和新能源汽车高效热管理需求，针对自由活塞式斯特林空调在温差工况下热力循环、机械振荡与电磁驱动耦合机理复杂，驱动规律与理想循环匹配度不高，以及回热器流阻与换热性能难以兼顾等关键问题，开展了系统深入研究。项目建立了复合谐波驱动直线振荡电机新理论，提出多阶复合谐波驱动方法，使动力活塞运动规律更加接近理想热力循环；构建了热力学—动力学—电磁学耦合模型，实现电磁驱动、工质输运和活塞运动全过程协同求解，揭示了热—动—电多场耦合及性能强化机制；研发了低流阻、高效换热格栅式回热器，突破了温差工况下换热效率与流动损失难以兼顾的技术瓶颈。相关成果经样机及整机实验验证，复合谐波驱动下制冷COP最高提升14.23%，格栅式回热器流阻较传统丝网结构降低96.2%。
项目形成了较为完整的自主知识产权和成果体系，相关技术已开展工程应用及测试评价，在新能源汽车热管理、工业制冷及分布式能源等领域具有良好的推广应用前景，对推动斯特林循环高效绿色应用具有重要意义。
提名材料齐全、规范，经完成单位公示，无知识产权纠纷，人员排序无争议，符合陕西省科学技术奖提名条件。 |
| 项目简介： | 
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| 客观评价： | 
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| 应用情况和效益： | 
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| 主要知识产权和标准规范等目录： | 
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| 主要完成人： | - 姓名：王亚娟
排名：1
行政职务：科研信息处处长
技术职称：教授
工作单位：陕西能源职业技术学院
对本项目技术创造性贡献：成果第一完成人，创新工作 1、2、3的主要完成人，代表性论文1至5的第一作者，代表作 1的通讯作者，代表作5和7的主要完成人，发明专利的第2完成人，代表性知识产权3的主要完成人。提出复合谐波驱动方法并应用于FPSAC直线振荡电机理论，基于FPSAC物理模型，建立了热力学-动力学耦合仿真模型，揭示了稳定运行时热力学参数与动力学参数的耦合机，设计了一种适用于低温差工况的格栅式回热器新结构。并对回热器展开单向流实验验证，对整机压力、制冷量等关键参数展开实验验证。
曾获国家科技奖励情况：2024年获得咸阳市青年科技奖；
2025年论文获得咸阳市优秀科技论文二等奖。
- 姓名：张君安
排名：2
行政职务：无
技术职称：教授
工作单位：西安工业大学
对本项目技术创造性贡献：成果的第二完成人，与成果负责人共同制定实施方案，代表性论文1的主要作者，代表性论文2、3、4、5、6、7的通讯作者，发明专利的第1完成人，提出了基于热力学-动力学耦合的低温差FPSAC模型的求解方法。建立了拟一维流动可压缩的瞬态三阶理论模型，求解了基于热力学-动力学耦合的气体输运方程，将采用一阶迎风差分的完全显式瞬态数值格式，求解了复频驱动下直线振荡电机的电磁推力、流体的输运方程以及动力-配气活塞的非线性动力学方程。
曾获国家科技奖励情况：1996年获省级科技进步三等奖。 - 姓名：张高
排名：3
行政职务：副处长
技术职称：副教授
工作单位：陕西能源职业技术学院
对本项目技术创造性贡献：项目主要完成人，主要承担自由活塞式斯特林空调整机实验平台建设、数据采集测试、系统运行参数分析及工程验证工作。对创新点二、三及整机协同匹配技术作出了重要贡献，主要贡献为：
（1）参与自由活塞式斯特林空调热力学—动力学耦合研究，开展不同温差、运行频率和负载条件下系统运行特性分析；
（2）参与自由活塞式斯特林空调整机实验系统和数据采集系统建设，开展压力、温度、位移等关键参数的实验测试与分析。
软著第6完成人，论文6的第4完成人
曾获国家科技奖励情况：2023年获得第二届秦创原高价值专利大赛咸阳分赛三等奖； - 姓名：张武
排名：4
行政职务：总经理
技术职称：工程师
工作单位：陕西智能网联汽车研究院有限公司
对本项目技术创造性贡献：项目主要完成人，主要承担自由活塞式斯特林空调在新能源汽车热管理领域的工程应用、仿真测试、样机评价及技术适配研究，对项目成果工程化应用和推广作出了重要贡献。主要贡献为：
（1）结合纯电动汽车热管理需求，参与制定自由活塞式斯特林空调车用热管理系统应用及测试评价方案；
（2）组织开展夏季高温、冬季低温及不同整车负荷条件下自由活塞式斯特林空调多工况热管理性能仿真分析和样机性能评价；
重要支撑项目—陕西省重点研发计划:空调温区斯特林空调关键技术研究（2024GX-YBXM-253）主要完成人。
曾获国家科技奖励情况：西安市高层次人才（C1类）
陕西省科技工作者创新创业大赛二等奖（第一完成人）
西安国际创业大赛二等奖（第一完成人）
陕西高等学校科学技术研究优秀成果二等奖 - 姓名：刘波
排名：5
行政职务：无
技术职称：教授
工作单位：西安工业大学
对本项目技术创造性贡献：项目主要完成人，主要承担自由活塞式斯特林空调热力循环、回热器传热与流动机理以及关键部件性能研究。对创新点二、三作出了创造性贡献，主要贡献为：
（1）参与自由活塞式斯特林空调热力学模型建立及循环性能分析，研究关键运行参数对制冷、制热性能的影响规律；
（2）参与格栅式回热器理论模型构建，开展直通道格栅结构振荡流传热与流动特性分析；
（3）参与正四边形、正六边形格栅式回热器传热及流阻性能研究，分析结构参数、流动参数对回热器综合性能的影响；
发明专利第3完成人，论文第2的第4完成人，论文3的第5完成人，论文5的第3完成人，论文8的第5完成人。
曾获国家科技奖励情况：获得省部级科技进步奖二等奖5项、三等奖3项 - 姓名：汪钊
排名：6
行政职务：无
技术职称：助教
工作单位：陕西能源职业技术学院
对本项目技术创造性贡献：主要承担自由活塞式斯特林空调热力循环、回热器传热与流动机理以及关键部件性能研究。对创新点二、三作出了创造性贡献，主要贡献为：
（1）参与自由活塞式斯特林空调热力学模型建立及循环性能分析，研究关键运行参数对制冷、制热性能的影响规律；
（2）参与格栅式回热器理论模型构建，开展直通道格栅结构振荡流传热与流动特性分析；
软著第8完成人。
曾获国家科技奖励情况：2025年获得第四届秦创原高价值专利大赛咸阳分赛三等奖； - 姓名：张建华
排名：7
行政职务：能源化工学院院长
技术职称：教授
工作单位：陕西能源职业技术学院
对本项目技术创造性贡献：项目主要完成人，主要承担项目相关电机关键部件结构优化、低摩擦长效服役及工程应用研究，对项目相关技术的工程化验证与产业应用作出了重要贡献。主要贡献为：
（1）结合高效率、轻量化、高可靠性工业电机产品研发需求，参与关键结构及运行可靠性技术研究；
（2）开展轴承—密封系统关键结构优化、摩擦副运行状态改善、润滑条件优化及密封结构设计研究；
重要支撑项目—陕西省重点研发计划:空调温区斯特林空调关键技术研究（2024GX-YBXM-253）主要完成人，论文6的第5完成人。
曾获国家科技奖励情况：2019-2020年工业电热标准创新贡献奖；
第七届咸阳青年科技奖；
2022年咸阳市自然科学优秀学术论文奖；
2023年陕西高等学校科学技术成果奖三等奖；
2023年工业电热标准创新奖（个人奖）；
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| 主要完成单位及创新推广贡献： | - 单位名称：陕西能源职业技术学院
单位贡献：陕西能源职业技术学院为本项目第一完成单位，负责项目总体组织、技术路线实施、科研任务协调及成果集成。项目开展期间，组织相关科研人员围绕自由活塞式斯特林空调热力学—动力学耦合、复合谐波驱动、高效低流阻回热器、整机性能测试及工程应用开展系统研究，为项目顺利实施提供科研平台、实验条件及组织保障。
主要贡献为：1）组织完成项目总体策划、技术路线设计、任务分解及成果集成；2）重点开展温差自由活塞式斯特林空调热力学—动力学耦合、整机运行性能及关键参数匹配研究；3）开展自由活塞式斯特林空调整机实验平台、数据采集与监测系统建设，完成关键运行参数测试及理论模型实验验证；4）参与高效低流阻格栅式回热器传热与流动特性研究；5）联合企业开展新能源汽车热管理仿真分析、样机性能评价及工程应用，推动项目成果由理论研究向工程化应用转化；6）为项目实施提供人员、实验场地、仪器设备、科研管理及相关配套条件支持。
- 单位名称：西安工业大学
单位贡献：西安工业大学为本项目主要完成单位之一，发挥能源动力、工程热物理及电机等方面科研基础优势，与第一完成单位长期合作开展自由活塞式斯特林空调关键理论与技术研究。
主要贡献为：1）参与复合谐波驱动直线振荡电机理论、电磁推力模型及动力活塞运动规律研究；2）参与建立自由活塞式斯特林空调热力学—动力学耦合模型，研究热力循环、机械振荡及电磁驱动之间的耦合机制；3）重点开展正四边形、正六边形格栅式回热器设计以及振荡流条件下传热、流阻和流固耦合特性研究；4）参与自由活塞式斯特林空调整机结构设计、关键参数优化及实验验证；5）为项目实施提供理论研究、数值模拟、实验测试及研究生培养等科研条件，对项目核心理论及关键技术形成作出了重要贡献。
- 单位名称：陕西智能网联汽车研究院有限公司
单位贡献：陕西智能网联汽车研究院有限公司为本项目主要工程应用及验证单位之一，围绕新能源汽车高效热管理需求，承担自由活塞式斯特林空调车用热管理技术适配、仿真分析及样机性能评价工作。
项目开展过程中，密切配合项目主持单位，将项目形成的热力学—动力学耦合分析方法、复合谐波驱动技术、高效低流阻回热技术及整机参数协同匹配技术应用于纯电动汽车热管理系统研究。针对夏季高温、冬季低温及不同整车负荷条件，开展多工况性能模拟、系统参数匹配及样机性能评价，验证自由活塞式斯特林空调在纯电动汽车热管理系统中的应用可行性，为项目成果工程化验证、技术适配及新能源汽车领域推广应用作出了重要贡献。
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| 完成人合作关系说明： | 完成人合作关系说明：1
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