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需求背景

目前，学术界公认的IPMC材料驱动机制是电容致动机理，在驱动电压刺激下，一定数量的离子在电极层中的预膨胀、嵌入、嵌出，引起电极材料的可逆膨胀与收缩效应，这种效应导致驱动器的宏观应变，换言之，电极材料储能越大，驱动效应越强。

基于此机制，各种高储能的纳米材料都被尝试用作IPMC电极，驱动性能相比于传统IPMC材料得到大幅提升，但较实际应用仍存在较大的差距，曾一度成为人们难以理解的困惑，究其原因，储能与驱动性能之间并不总是正相关的，它们之间存在一个能量转换效率的问题。

经过大量的调研与探索，研究发现电极的能量转换效率主要由材料的电学特性、孔道构型、分子结构以及力学特性等复杂因素决定，因此，想要在驱动性能和应用上取得突破，就必须发展新型纳米结构活性材料，探索新的储能-转换机制。

需解决的主要技术难题

1.在电驱动系统集成与控制方面，研究SiC电驱动系统新结构、多物理场集成和全域高效控制方法，研究SiC电驱动系统电磁兼容特性及抑制方法，解决SiC电驱动系统在高密度集成和高效控制的基础科学问题，开展新型电驱系统技术测试与分析，完成电驱系统前沿技术对标评价；

2.开展车用服役条件下电驱系统功率器件、电机绝缘和轴承等系统致命故障检测、诊断和预测方法研究，形成电驱系统健康管理技术体系和标准规范，在新材料与新器件方面，研究高性能超级铜线（包括但不限于基于铜合金和铜/纳米管等复合材料的高性能超级铜线）及电机绕组制备技术，探索大电流SiCMOSFET芯片载流子输运性能高温骤降机理和抑制栅介质界面缺陷等可靠性增强方法，研究超低杂散参数/高效散热的SiC模块与组件协同优化技术，实现材料与器件优化。

期望实现的主要技术目标

1.超级铜线在20℃的电阻率≤***×10-8Ω•m，180℃的电阻率≤***×10-8Ω•m，并应用于高性能电机样机；

***单芯片通流能力≥250A@150℃，导通压降≤***@250A/150℃，最高结温250℃，阈值电压偏移≤***@150℃；

***电机控制器峰值功率体积密度≥70kW/L@峰值功率300kW，EMC达CISPR等级4要求。

处理进度