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氫啟未來網(wǎng)6月15日消息，中國中車在山西大同隆重舉行了首臺“寧東號”氫動力機車下線儀式。
中車大同公司作為中國中車旗下核心骨干企業(yè)，堅持深耕高端軌道交通裝備研發(fā)制造，將低碳環(huán)保、節(jié)能高效作為科技發(fā)展方向，先后研發(fā)并掌握了永磁直驅(qū)機車技術(shù)、氫能源機車技術(shù)、電氣化公路運輸系統(tǒng)技術(shù)等，致力于為用戶提供綠色安全、舒適便捷、智能的運輸服務(wù)和出行體驗。
本次下線的“寧東號”氫動力機車是國內(nèi)首臺由內(nèi)燃機車綠色節(jié)能升級改造而來的氫動力機車，也是全球裝機功率最大的氫動力機車。該機車的交付下線將成功搭建起內(nèi)燃機車新能源改造升級、模塊化、標準化平臺，并開創(chuàng)了新能源技術(shù)在軌道交通裝備領(lǐng)域應(yīng)用的又一新模式。
早在2021年，中車大同公司作為研發(fā)設(shè)計和制造方與寧夏寧東鐵路有限公司、中能氫動科技有限公司、北京海槿新能源技術(shù)研究中心合作成立西創(chuàng)氫動力技術(shù)協(xié)作聯(lián)盟，啟動了氫燃料電池和磷酸鐵鋰電池混合動力機車的研制，推動實現(xiàn)寧東鐵路既有內(nèi)燃機車的氫動力升級改造。
據(jù)了解，本次項目由西創(chuàng)氫動力技術(shù)協(xié)作聯(lián)盟的四方企業(yè)在2021年5月開展首次技術(shù)對接并確定目標，同年11月簽訂合作開發(fā)合同，在2022年8月機車實現(xiàn)落車，2023年3月完成了調(diào)試試驗。
本次下線的中國中車首臺“寧東號”氫動力機車結(jié)合了再造補材、新能源動力集成等新技術(shù)，動力系統(tǒng)配置和續(xù)航能力表現(xiàn)優(yōu)越，具有性能強勁、動力可按需擴展、多重保障、運行安全可靠、清潔高效、經(jīng)濟效益顯著等優(yōu)勢特征，是軌道交通裝備領(lǐng)域氫能源應(yīng)用具有里程碑意義的創(chuàng)新實踐。
氫能作為綠色高效可持續(xù)的新能源，不僅來源豐富、綠色低碳，還能夠?qū)崿F(xiàn)可再生能源的大規(guī)模消納，是交通、化工、冶金乃至建筑等眾多領(lǐng)域進行大規(guī)模深度脫碳的最佳選擇。
“寧東號”機車是通過將主動力系統(tǒng)由柴油機加直流牽引電機升級為燃料電池、氫燃料混合動力和交流牽引電機的動力組合，充分踐行了綠色低碳的理念。該項目以市場保有量可觀的東風4B機車為基礎(chǔ)，進行再造技術(shù)研究，打造內(nèi)燃機車綠色轉(zhuǎn)型的示范。
“寧東號”機車的燃料電池與動力鋰電池的功率比達到了1.65，機車集成了軌交領(lǐng)域全球最大功率的800kW氫燃料電池系統(tǒng)，儲氫系統(tǒng)采用Ⅲ型瓶，通過大容量多瓶組、多電堆供氫系統(tǒng)集成技術(shù)，實現(xiàn)了270kg的最大儲氫量，同時結(jié)合客戶的實際應(yīng)用場景，理論的續(xù)航最長可達190小時，滿足平直道牽引5000噸列車的運用需求。
據(jù)了解，“寧東號”機車進行了一系列的模塊化、平臺化設(shè)計，氫燃料系統(tǒng)、儲氫系統(tǒng)均具備擴展功能，動力鋰電池同時可以兼容碳酸鋰跟磷酸鐵鋰電池，并且也具備進一步擴充能力，可以滿足2000kW以下不同輪周功率和牽引力需求。
此外，還著重在機車低溫啟動能力、多模組集成控制、隔離室高壓DC/DC模塊等方面開展深入研究驗證，為機車的可靠運行提供堅實保障。
氫能機車安全為本，參考氫能汽車安全保護的基礎(chǔ)上，結(jié)合“軌交行業(yè)”的特點，中車大同著重在高溫保護、泄漏報警、高低壓報警、加氫口安全設(shè)計、故障監(jiān)測及多級防護措施開展試驗驗證，以確保氫系統(tǒng)及機車的安全運行。
機車總共擁有4種運營模式，在純電池模式下，直接通過動力電池向輪周提供能量；在混合低功率模式下，燃料電池將輸出能力提供給輪周功率需求的同時，也向動力電池進行充電；在混合高功率模式下，燃料電池和動力鋰電池將同時向輪周輸出功率；在電制模式下，回收的電子能量將向動力電池進行充電。
中車大同通過對機車的車體、構(gòu)架采用再造技術(shù)實施全生命周期閉環(huán)評估，形成了內(nèi)燃機車綠色經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的示范。
在智能監(jiān)測方面，中車大同重點監(jiān)測機車的運行及氫燃料電池儲氫系統(tǒng)和動力鋰電池的各項信息，后續(xù)還可以結(jié)合機車的數(shù)字化、智能化、信息化的需要，持續(xù)增加輔助駕駛、無線傳輸和智能運維等功能。
截止2022年，全國鐵路共保有1.1萬多臺內(nèi)燃機車，“一帶一路”沿線國家和地區(qū)擁有量超過3萬臺，隨著雙碳戰(zhàn)略實施，“一帶一路”沿線國家和地區(qū)的內(nèi)燃機車新能源化推廣，內(nèi)燃機車綠色、節(jié)能升級市場廣闊。
中車大同通過“寧東號”機車項目，搭建了內(nèi)燃機車新能源改造模塊化、標準化技術(shù)平臺，為快速響應(yīng)市場需求打下堅實基礎(chǔ)；通過再造增材技術(shù)閉環(huán)研究，構(gòu)建內(nèi)燃機車新能源轉(zhuǎn)型示范工程，形成內(nèi)燃機車綠色轉(zhuǎn)型新模式。
未來，中車大同公司將在打造軌道交通領(lǐng)域綠色制造系統(tǒng)解決方案，持續(xù)發(fā)揮更重要的引領(lǐng)作用，與合作伙伴和客戶一道共同助力雙碳戰(zhàn)略落地和高質(zhì)量發(fā)展。
