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400kW!國(guó)內(nèi)最大功率氫燃料電池混合動(dòng)力機(jī)車來(lái)了,同濟(jì)校企聯(lián)合創(chuàng)新又一成果

發(fā)布時(shí)間:2021-09-26 14:42:50  
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400kW!國(guó)內(nèi)最大功率氫燃料電池混合動(dòng)力機(jī)車來(lái)了,同濟(jì)校企聯(lián)合創(chuàng)新又一成果(圖1)


日前,中國(guó)中車與同濟(jì)大學(xué)聯(lián)合研制的國(guó)內(nèi)最大功率氫燃料電池混合動(dòng)力機(jī)車完成牽引等系列性能試驗(yàn),其中氫燃料電池系統(tǒng)功率為400kW,目前在軌道交通領(lǐng)域功率最大。自今年6月該機(jī)車在中車戚墅堰公司組裝下線后,雙方團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)3個(gè)月的試驗(yàn)線調(diào)試,先后完成了氫燃料電池系統(tǒng)400kW靜態(tài)測(cè)試和整車混合動(dòng)力牽引試驗(yàn)等20多項(xiàng)系列性能測(cè)試。這標(biāo)志著校企雙方4年多時(shí)間的產(chǎn)學(xué)研合作取得了重大創(chuàng)新成果。


同濟(jì)中車創(chuàng)新研究中心負(fù)責(zé)人表示,這是中國(guó)中車和同濟(jì)大學(xué)攜手推動(dòng)軌道交通產(chǎn)業(yè)綠色化、低碳化發(fā)展的重要成果,為世界鐵路裝備的可持續(xù)發(fā)展提供了創(chuàng)新示范,將助力我國(guó)“碳達(dá)峰”“碳中和”目標(biāo)早日實(shí)現(xiàn)。


400kW!國(guó)內(nèi)最大功率氫燃料電池混合動(dòng)力機(jī)車來(lái)了,同濟(jì)校企聯(lián)合創(chuàng)新又一成果(圖2)


該項(xiàng)目以同濟(jì)大學(xué)20多年氫燃料電池電動(dòng)汽車領(lǐng)域國(guó)家“863計(jì)劃”重大專項(xiàng)的科研成果和百年軌道車輛領(lǐng)域技術(shù)優(yōu)勢(shì)為基礎(chǔ),按照鐵路運(yùn)用場(chǎng)景特點(diǎn),遵循相關(guān)鐵路標(biāo)準(zhǔn),以學(xué)科交叉融合的優(yōu)勢(shì)開展團(tuán)隊(duì)攻關(guān)。目標(biāo)是面向氫燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù),開發(fā)了滿足商業(yè)化應(yīng)用的具備長(zhǎng)壽命和高度一致性的燃料電池電堆、控制器、DC/DC 變換器和換熱系統(tǒng)等關(guān)鍵零部件,研制出軌道交通應(yīng)用的大功率氫燃料電池系統(tǒng)。其中百千瓦等級(jí)的氫燃料電池電堆、組合集成的氫燃料電池系統(tǒng)、兩級(jí)架構(gòu)的大功率DC/DC變換器、大功率熱管理系統(tǒng)等,經(jīng)歷了方案設(shè)計(jì)、專家評(píng)審、施工設(shè)計(jì)、研發(fā)制造、第三方測(cè)試、地面調(diào)試、裝車驗(yàn)證等環(huán)節(jié)的過(guò)程化管理。所研制的氫燃料電池系統(tǒng)最高效率達(dá)55%,功率密度大于等于3500W/L,為國(guó)內(nèi)最早且具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的400kW氫燃料電池系統(tǒng),相關(guān)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到世界先進(jìn)水平。

400kW!國(guó)內(nèi)最大功率氫燃料電池混合動(dòng)力機(jī)車來(lái)了,同濟(jì)校企聯(lián)合創(chuàng)新又一成果(圖3)


氫能作為綠色、高效、可持續(xù)的新能源,被視為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉础淙剂想姵刈鳛闅淠芾玫闹饕d體,具有能量轉(zhuǎn)換率高、環(huán)境污染小、噪音低等優(yōu)點(diǎn),在汽車、軌道交通、船舶、航空航天等交通領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。這次研制的氫燃料電池機(jī)車,是世界上首臺(tái)兆瓦級(jí)新能源(氫燃料電池和鋰電池混合)供電、永磁同步電機(jī)牽引的C0-C0型調(diào)車機(jī)車。設(shè)計(jì)時(shí)速100公里,起動(dòng)牽引力520kN,平直道最大牽引載重超過(guò)8000噸;并裝用12瓶組、35MPa大容量高壓儲(chǔ)氫罐,滿載氫氣可連續(xù)運(yùn)行24小時(shí),全過(guò)程零排放,完全能夠取代80%既有內(nèi)燃調(diào)車機(jī)車,可用于在役內(nèi)燃機(jī)車的升級(jí)再制造。


為全面落實(shí)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略,中國(guó)中車與同濟(jì)大學(xué)于2016年底成立了共建共管的同濟(jì)中車創(chuàng)新研究中心。該創(chuàng)新研究中心依托同濟(jì)大學(xué)在新能源汽車、軌道車輛、交通、信息等學(xué)科群優(yōu)勢(shì),面向交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的重大需求,結(jié)合中車的產(chǎn)業(yè)鏈,著力解決關(guān)鍵、核心技術(shù)問(wèn)題,促進(jìn)中車產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí),同時(shí)推動(dòng)同濟(jì)大學(xué)學(xué)科發(fā)展和“雙一流”建設(shè)。中心按照創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈融合的全鏈條設(shè)計(jì)思路,以“產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同創(chuàng)新為主要模式,組建多學(xué)科交叉、多專業(yè)合作的聯(lián)合開發(fā)團(tuán)隊(duì),聚焦具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的氫燃料電池系統(tǒng)及其在鐵路裝備的應(yīng)用進(jìn)行重點(diǎn)攻關(guān)。同濟(jì)大學(xué)團(tuán)隊(duì)由新能源汽車工程中心、汽車學(xué)院、電子與信息工程學(xué)院、鐵道與城市軌道交通研究院的師生等構(gòu)成;中國(guó)中車團(tuán)隊(duì)由來(lái)自中車研究院、中車大連所、中車大連電牽公司和中車戚墅堰公司等的技術(shù)骨干構(gòu)成。中心進(jìn)行整體組織、協(xié)調(diào)和項(xiàng)目管理。



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