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全球首创 国产氢能列车惊艳试跑

2024-03-26 04:03:30大公报 作者:卢冶、林凯
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  左图:司机驾驶氢能源市域列车。右图:氢能源市域列车车厢内部空间。\中新社;下图:3月21日,全球首列氢能源市域列车在长春完成了时速160公里满载运行试验。图为列车车身外观。

  0、10、20……160,列车驾驶室显示器上的数字顺利攀升到了160公里/小时。3月21日,由中车长客股份公司(下称中车长客)自主研制的全球首列氢能源市域列车,在吉林长春的中车长客试验线上进行了运行试验,列车成功以时速160公里满载运行,实现全系统、全场景、多层级性能验证。“这是最后一次试验了。这次试验成功标志着氢能在轨道交通领域应用取得新突破。”近日,中车长客国家轨道客车工程研究中心新技术研究部副部长王健接受大公报记者采访,讲述历时两年,从项目立项到成功试跑背后的故事。

  不同于传统列车依靠化石能源或从接触网获取电能驱动,这次成功达速运行的首列氢能源市域列车内置氢能动力系统,为车辆运行提供强劲持久的动力源。列车最高续航里程可达1000公里以上。在前期试验中,列车已完成氢能源市域列车氢动力系统及其关键部件耐久、高低温、振动、电磁兼容、防火安全等方面试验验证。在此基础上,中车长客又进一步对其开展了不同速度等级下能耗、续航里程、可靠性、牵引、制动、动力学等整车试验,首次验证了氢能列车在-25℃至35℃环境温度下的实际性能,均达到车辆设计要求。

  深耕氢能 触类旁通汲灵感

  列车各项性能指标均能达到国际领先水平,而这背后,离不开中车长客人精益求精的探索精神。谈及前期研发中遇到的瓶颈,王健坦言,“确定方案后,真正的困难才刚刚开始。”

  由于车辆采用分布式集群混合动力架构,为了保证车辆动力性能,需要开发混合动力系统的能量管理控制策略。既有的混合动力系统能量管理复杂度高,且不具备及时性和预见性,也不能满足车辆降低能耗的目标。“这个问题困扰了车辆设计团队很久,如果不能解决,车辆就不能实现节能低碳的目标。”

  面对行业内无可借鉴的窘境,团队决定在其他技术领域寻找思路。“我们有一名团队成员在校期间进行过电网调度优化研究,积累了相关经验,考虑到多源供电架构的相似性,我们决定借鉴电网的调度策略。基于人工智能电网实时调度优化策略,结合车辆动力源和负荷特性进行调整,最终形成了自主开发的在线能量管理控制策略。”王健介绍,小组分工用一周的时间完成了策略代码的开发和调试,仿真结果显示,在各类工况下,应用该策略在满足车辆动力需求的同时至少可以降低10%的能耗,这为车辆后续试验的能耗和续航达标立下了汗马功劳。

  采访中记者了解到,氢能源市域列车从研发立项到车辆下线再到最终的整车试验完成历经了两年多的时间,“团队先后攻克了车辆架构设计、混合动力控制、能量管理策略等重重难关,才让这样一列具有自主知识产权的市域列车‘氢氢的’来到大家的面前。”

  能源清洁 盼港主顾再合作

  记者从中车长客了解到,香港业主是中车长客的老主顾,目前香港地区的地铁、公共交通故障预测和健康管理系统等合作都是由中车长客来提供的。对于同香港方面进行氢能源列车项目的合作,中车长客期待不已。“之前就已同香港方面的业主沟通过,他们对氢能还是比较感兴趣的。香港已经有氢能大巴应用到了实际当中,目前也在积极试验氢能有轨电车。现在试验过后,香港业主会对氢能有一定了解,再来和香港方面业主沟通就会有明确的目标,因地制宜地出具方案。”王健说道。

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