世界首列商用氢燃料混合动力有轨电车在中车唐山公司下线

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世界首列商用氢燃料混合动力有轨电车在中车唐山公司下线

发布日期:2017年06月01日

4月27日,国家“十二五”科技支撑计划的重要成果,世界首列商用型燃料电池/超级电容混合动力100%低地板现代有轨电车,在中车唐山公司下线。这是继国内首列70%低地板有轨电车、国内首列储能式混合动力100%低地板有轨电车、国内首列出口欧洲100%低地板有轨电车之后,中车唐山公司在有轨电车领域又一项重大创新,代表了该领域的世界最高水平。

反应终产物只有可饮用的水

李克强总理在今年两会政府工作报告中提出,我国2016年的化学需氧量、氨氮排放量要分别下降2%,二氧化硫、氮氧化物排放量要分别下降3%,重点地区细颗粒物(PM2.5)浓度继续下降……支持推广节能环保先进技术装备……能源资源开发利用效率要大幅提高,生态环境质量总体改善。

国家发改委、国家能源局近日下发了《能源技术革命创新行动计划(2016—2030年)》,列举了“先进储能技术创新”、“氢能与燃料电池技术创新”、“能源互联网技术创新”等15项重点任务,为氢燃料电池等新能源技术的应用推广指明了方向。

氢燃料电池技术是全球新型清洁能源开发利用的主流方向之一。氢燃料电池通过氢与氧的直接电化学反应发电,是电解水的逆过程,发电后的反应终产物只有可饮用的水,环境友好。氢燃料电池/超级电容混合动力有轨电车产品属于城市轨道交通和新能源应用领域,是《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》中交通运输业和能源两大重点方向,是国家“十二五”规划重点发展领域。

完全取消车顶上的大“辫子”——受电弓

低地板有轨电车在缓解城市交通压力方面具有先天的技术优势,中车唐山公司很早就投入低地板车的研究开发,2005年至今,已经开发形成了三代低地板有轨电车谱系化产品。

2012年开始,以中车唐山公司总工程师孙帮成为课题负责人的国家科技支撑计划项目团队,联合西南交通大学等科研院所,历时四年多研发攻关,首次突破了燃料电池/超级电容混合动力有轨电车牵引和控制的一系列关键技术,完全取消车顶上的大“辫子”——受电弓,在全球首次采用氢燃料电池/超级电容混合动力系统牵引驱动,填补了该领域的空白,真正实现了二氧化碳与污染物的“零排放”和全程无接触网运行。

以氢燃料电池为动力的城市轨道交通车辆,以其特有的零排放、无污染、低噪声、能源可再生、转化效率高等优势成为新时代城市交通发展的亮点,不仅解决了常规有轨电车需架设接触网、普通储能式有轨电车续航里程短等“瓶颈”问题,而且车载氢燃料电池能量密度高,整个反应过程最高温度不超过100℃,不产生氮氧化合物,唯一排放物是可饮用的水,做到了真正意义上的“无污染、零排放”环保标准,社会效益显著。这一新产品对我国倡导的节能减排、解决城市交通问题、建设环境友好型社会、实现可持续性发展等都具有十分重要的现实意义,将成为中国智造“走出去”的新名片。

完全掌握了燃料电池控制、牵引网络控制等核心技术

在商用型燃料电池/超级电容混合动力有轨电车的开发过程中,中车唐山公司按照实用型接触网有轨电车要求,全新设计了车辆动力系统和整车结构,动力、储能、制动、轮轴、风挡铰接等大部分设备和车体均为国产,完全掌握了燃料电池控制、多源燃料电池混合动力系统能量管理、牵引网络控制等核心技术。

首创了动力电池箱综合冷却、燃料电池系统余热利用等国际领先技术,设有智能检测系统进行两级保护,完全满足安全性、平稳性、轴重、加速度、最高速度、载客量等指标。在车辆控制、节能和安全技术等方面达到世界最高水平,已申报中国发明专利50余项。

最大载客量336人,设置无线WiFi网络系统

新型燃料电池混合动力有轨电车采用2动1拖3辆编组,设乘客座位66个,残疾人轮椅区2个,最大载客量336人,可根据用户需求灵活调整编组和载客量。

采用世界最先进的100%低地板技术,地板距轨面高度仅0.35米,无需站台,乘客抬脚即可轻松搭乘。车辆曲线通过能力强,最小转弯半径仅19米,可沿现有城市道路直接铺设轨道,在地面行驶和停靠。车辆设置有无线wifi网络系统,方便乘客了解出行信息或者提供互联网接入服务。

车辆配置的无线数据传输系统,可以实现列车网络控制系统和地面服务器之间无线数据上传和下载,便于进行车辆状态监控和维护。

制动能量回收率可达30%以上

这列商用型有轨电车采用多套燃料电池、多套储能系统设计,动力系统冗余度高,启动加速快,安全可靠。一次加氢只需15分钟,可持续行驶40公里以上,最高运行时速70公里。车辆利用超级电容的大功率充放电特性,配合燃料电池起动加速,由高储能密度的燃料电池作为牵引电源,可以最高时速持续运行。

车辆制动、停站时,由燃料电池和制动能量回收系统为超级电容和蓄电池充电,制动能量回收率可达30%以上。车辆入库时,由蓄电池提供车辆控制、照明和通讯所需电能。

燃料电池混合动力有轨电车全线无接触网运营,不影响城市景观,也无需沿途设置充电站,工期短、无污染、零排放,线路整体建设成本比第三轨和储能式有轨电车节省3000万元/公里以上。

这种有轨电车交通系统,具有经济可靠、维护费用低等特点,优于现有的快速公交系统,兼备城市观光功能,是未来城市轨道交通的新选择。(来源:科技日报)