《交通運輸科學技術新成果推廣目錄》（２０２０）—第四部分 裝備《出口馬來西亞高速米軌動車組平臺產(chǎn)品研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化》?

本期項目簡介

完成單位: 中車株洲電力機車有限公司

主要完成人: 索建國、 周安德、 呂志龍、王永、 齊彪、 夏夢雨、 馬麗麗、 李濤、 胡桂明、劉余龍、 梅勁華、 李洪德、 周汛、 朱建君、 付亞娥

項目簡介

　　本項目針對馬來西亞市場需求,首創(chuàng)了160km/h電氣化米軌干線動車組技術平臺、120km/h非電氣化內燃混合動力米軌動車組技術平臺,掌握了米軌動車組集成技術,成功搭建了具有我國自主知識產(chǎn)權的電氣化和非電氣化內燃混合動力中高速米軌動車組技術平臺及產(chǎn)業(yè)化平臺。截至目前,該項目動車組平臺已交付9+13列,承擔了馬來西亞南北干線客運的大部分運量,同時滿足了馬來西亞東海岸線客運的需求,為馬來西亞人民提供了更加便捷、舒適的出行方式,深受馬來西亞業(yè)主好評,夯實了株州電力機車公司在東盟區(qū)域的動車組市場基礎,實現(xiàn)銷售收入約14億元人民幣。同時緊密契合國家“一帶一路冶倡議,實現(xiàn)了中國高端軌道交通裝備“走出去冶,為我國開拓海外產(chǎn)業(yè)奠定了堅實的基礎。

　　160km/h高速米軌干線動車組采用動力分散模式,4動2拖的動力配置,動力充沛,加速快捷;牽引系統(tǒng)系統(tǒng)采用交流傳動技術,應用主輔一體化變流器技術,集成并聯(lián)供電技術,體積小重量輕,實現(xiàn)過分相不斷電功能,而且制動回饋的電能可以供給輔助系統(tǒng)使用,有很好的節(jié)能效果?；旌蟿恿榆嚱M采用動力包+超級電容混合動力牽引系統(tǒng)方案。在列車牽引工況下,超級電容模組和動力包同時給牽引變流器(包括牽引逆變器、輔助逆變器和充電機)供電。在列車制動工況下,牽引電機作為發(fā)電機將列車動能轉化為電能給輔助系統(tǒng)供電,同時多余的能量儲存在超級電容中,實現(xiàn)能量的回收利用。

　　依托本項目獲得授權專利34項,其中發(fā)明專利12項,PCT專利1項,實用新型專利21項,發(fā)表學術論文8篇。經(jīng)教育部科技查新工作站查新,國內外未見與該查新項目綜合技術特點相符的文獻報道,經(jīng)湖南省科技成果評價,總體技術水平達到國際領先。

項目創(chuàng)新點

　　創(chuàng)新點一:成功構建了覆蓋市域到城際鐵路需求的米軌動車組產(chǎn)品平臺。

　　創(chuàng)新點二:多項新技術的成功研發(fā)和集成提升了動車組的安全性和可靠性。發(fā)明了適應米軌線路的高速輪盤制動轉向架,突破了米軌高速動力轉向架的結構布置難題,填補了國際空白。

　　創(chuàng)新點三:研究開發(fā)新型節(jié)能技術,打造綠色、環(huán)保動車組產(chǎn)品。主要包括:

　　(1)首創(chuàng)了“大容量超級電容+小功率內燃動力包冶的強混合動力模式;發(fā)明了一種超級電容直連中間回路的混合動力拓撲電路結構,簡化了電路結構并提高了能量轉換效率。

　　(2)研究應用最新超級電容儲能技術,首次研發(fā)成功3并6串儲能單元,提升了單柜功率及儲能水平。

　　(3)創(chuàng)立了一種內燃動力包和超級電容高效率協(xié)同工作管理策略和方法,實現(xiàn)了列車能量流和功率流的優(yōu)化控制;實現(xiàn)了列車牽引功率最優(yōu)匹配,使列車的動能和電能充分轉換利用,整車節(jié)油率大于20%。

　　創(chuàng)新點四:研究應用先進信息技術,提升動車組的智能化、信息化水平。主要包括:

　　(1)應用了車載智能運維監(jiān)控技術平臺,提升了動車組智能化水平和服務水平。

　　(2)超級電容遠程管理:實時監(jiān)控超級電容每個模組及單體的電量、溫度、電壓、電流等狀態(tài),地面進行大數(shù)據(jù)診斷分析及管理。

同類項目比較

詳見表 1。

應用案例

　　(一)生產(chǎn)方面

　　出口馬來西亞高速米軌動車組(見圖1至圖3)平臺產(chǎn)品研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目,充實和完善了國內外動車組的開發(fā)平臺,提升了中國高端制造業(yè)的國際地位。動車組采用標準化、集成化、模塊化設計,大幅減少研制周期和成本。該項目其中8+12列車在馬來西亞本地組裝生產(chǎn),并要求達到30%的本地化率,大大提升了馬來西亞當?shù)嘏涮桩a(chǎn)業(yè)的發(fā)展,并為其相關產(chǎn)業(yè)供應鏈制造了大量的就業(yè)崗位,對增加其社會就業(yè)機會、維護社會穩(wěn)定有著積極的意義。

　　(二)應用及推廣情況

　　截至目前,已交付9+13列,實現(xiàn)了銷售收入約14億元人民幣。2020年,根據(jù)用戶意向,預期增購高速米軌動車組10列;混合動力米軌動車組采用世界首創(chuàng)的超級電容與內燃動力包混合供電,基于綠色節(jié)能理念、依托先進技術,相較于傳統(tǒng)的內燃動車組起動加速度大、能耗降低約20%。

　　(三)預期前景

　　出口馬來西亞高速米軌動車組平臺產(chǎn)品研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目對擴展歐洲核心市場、東南亞及美洲新興市場具有重大意義。該項目推廣應用后,能有效提高動車組總體技術水平,提升國際競爭力,打破國外技術封鎖。同時緊密契合國家“一帶一路冶倡議,實現(xiàn)了中國高端軌道交通裝備“走出去冶,為我國開拓海外產(chǎn)業(yè)奠定了堅實的基礎。

社會效益與經(jīng)濟效益

　　本項目投入運用22列,累計運營里程數(shù)達63.9萬公里,受到馬來西亞業(yè)主和乘客的廣泛好評。實現(xiàn)銷售收入14億元,利潤超過1郾82億元。本項目搭建了出口馬來西亞高速米軌動車組產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化平臺,推動了中國軌道交通裝備企業(yè)的國際化征程,加速了我國軌道交通裝備“走出去冶的腳步,響應了“一帶一路冶倡議,拉動了馬來西亞整體軌道交通裝備相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。