700KW氢燃料混合动力机车

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大同新能源机车

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国内第一台轮周功率700kW的纯蓄电池调车机车在山西建龙正式投运

3月20日，伴随着一声长笛，国内第一台轮周功率700kW的纯蓄电池调车机车在山西建龙正式投用。

该机车由科峰智能科技（西安）有限公司和中车大同电力机车有限公司联袂打造，采用平台化、智能化、模块化设计理念，高效节能降噪能力，长续航能力，低温运行保障能力，多维度机车安全保障能力，大功率快速充电能力，智能化人机交互及故障诊断能力等各项技术指标国内领先。该电力机车电力消耗34.57kwh/台，相较内燃机车燃油消耗21.1升/小时/台，每小时可节约能源费用109.3元/小时/台。同时，通过充电即能保障运用，彻底实现了“零排放”，年可降低二氧化碳排放量339.95吨。

新能源机车项目是山西建龙继新能源装载机落地后的又一清洁运输示范项目，是山西建龙以超低排放引领企业绿色低碳高质量发展的一项重要举措，对提升企业清洁运输水平、提高物流运输效率具有重要意义。

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氢燃料混合动力机车

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电气化公路及矿山运输系统

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大同新能源机车

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国内首台2000千瓦氢燃料混合动力机车运抵内蒙古公司锦州港口并在现场完成组装，该机车搭载国家电投自主研发的4*100千瓦氢燃料电池系统，轮周功率最高可达2000千瓦，具有零排放、低噪音、检修量少等显著特点，适用于铁路、港口站场调车和小运转等多种运用场景。

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宁东号”机车是通过将主动力系统由柴油机加直流牵引电机升级为燃料电池、氢燃料混合动力和交流牵引电机的动力组合，充分践行了绿色低碳的理念。该项目以市场保有量可观的东风 4B 机车为基础，进行再造技术研究，打造内燃机车绿色转型的示范。“宁东号”机车的燃料电池与动力锂电池的功率比达到了 1.65，机车集成了轨交领域全球最大功率的 800kW 氢燃料电池系统，储氢系统采用Ⅲ型瓶，通过大容量多瓶组、多电堆供氢系统集成技术，实现了 270kg 的最大储氢量，同时结合客户的实际应用场景，理论的续航最长可达 190 小时，满足平直道牵引 5000 吨列车的运用需求。
机车总共拥有 4 种运营模式，在纯电池模式下，直接通过动力电池向轮周提供能量；在混合低功率模式下，燃料电池将输出能力提供给轮周功率需求的同时，也向动力电池进行充电；在混合高功率模式下，燃料电池和动力锂电池将同时向轮周输出功率；在电制模式下，回收的电子能量将向动力电池进行充电。该氢动力机车由我国传统货运主力—东风4B型内燃机车改造而成，搭载日本丰田公司10台80千瓦二代电堆和486千瓦磷酸铁锂动力电池一套，由项目相关参与单位自主完成系统集成，设计运行最大功率达到800千瓦，最大储氢量达到270公斤，是世界首台由东风4B型机车改造升级而来的、功率最大的氢动力机车。机车储供氢系统由5组共30个385升、35MPa储存压力的III型储氢瓶组成，2小时内即可完成一次加氢，实现单机连续运行190小时、满载工况连续运行2天的工作实绩，运营成本较柴油内燃机车节省50%左右。为确保运行安全可靠，“宁东号”氢动力机车还设置了多重安全保障，包括智能监测、氢电隔离、机械互锁等防护措施；动力电池采用了防火隔热和泄压防爆设计，实现了数据监测和分级保护。
“西创氢动力机车研发成功，是‘双碳’目标背景下，铁路加快实现生产方式绿色变革的成功实践，也是铁路牵引动力转型发展的有益探索，不仅实现了大宗货物低碳化运输，对区域节能减排工作起到示范作用，也为传统内燃机车动力升级提供了新的解决方案。在机车研发过程中，参研各方通力合作、密切配合，克服疫情和技术等诸多因素影响，完成了主要技术研发和整车集成工作，为今天下线仪式顺利举办奠定了坚实基础。”西部创业有限公司副总经理李同涛向参加仪式和项目初验的来宾、行业专家介绍机车从研发到下线的全过程时充满了喜悦和自豪。他指出，宁东基地绿氢资源丰富，具有完整的制氢用氢产业链且成本相对较低，发展氢能载运装备具有丰富的应用场景、广泛的市场前景。宁东铁路公司有信心、有能力跟踪机车运用情况，积累运行数据参数，加大核心技术攻关，满足更多场景应用需求，真正实现氢能源在大功率铁路机车装备领域由实验向实际应用的跨越，探索出轨道交通装备动力转型升级的新路。
下线仪式后，来自国家能源集团、兰州铁路局、宁东基地管委会、中国交通运输协会、西南交通大学等单位及相关企业的专家学者和业务工作负责人对项目进行了初验审查，一致认为“宁东号”主要研发目标基本实现，主要技术参数达到了合同约定要求，具备进行带氢静、动态调试的条件，并对下一步需细化完善的工作内容、方向提出了意见建议。

随着交通领域节能降碳的推进，以柴油为动力的老旧内燃机车亟需新能源改造，经比选多种新能源，中车大同公司选择了氢能源。“氢能源是一种清洁、可再生的能源。采用氢能源为动力，运营成本较内燃机车节省约50%。”梁镇中说。
2021年，宁夏宁东铁路有限公司提出将既有内燃机车进行氢动力升级，并联合中车大同公司等企业，共同成立“西创氢动力技术协作联盟”，结合再造增材、新能源动力集成等技术，对传统内燃机车进行氢动力改造。
作为研发设计和制造方，中车大同公司技术团队按照客户的需求，采用了平台化、模块化设计。“通过两年多研发，首台‘宁东号’氢动力机车能够根据用户需求，配置不同的牵引功率和续航能力。”梁镇中说。
“‘宁东号’搭载着全球轨道交通领域最大功率燃料电池系统，装车功率高达800千瓦。通过动力系统模块化配置，可满足2000千瓦以下不同轮周功率需求。”中车大同公司技术中心研究院主任设计师霍肖伟说，“宁东号”采用的动力电池系统兼容钛酸锂、磷酸铁锂等电池类型，能够根据运用工况、用户经济性能需求灵活配置。机车同时具有最大容量270公斤的储供氢系统，2小时内即可完成一次加氢，最长可单机连续运行约190小时。

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中车首台“宁东号”氢动力机车6月15日成功下线

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