《交通运输科学技术新成果推广目录》（２０２０）—第四部分 装备《出口马来西亚高速米轨动车组平台产品研发及产业化》​

本期项目简介

完成单位: 中车株洲电力机车有限公司

主要完成人: 索建国、 周安德、 吕志龙、王永、 齐彪、 夏梦雨、 马丽丽、 李涛、 胡桂明、刘余龙、 梅劲华、 李洪德、 周汛、 朱建君、 付亚娥

项目简介

　　本项目针对马来西亚市场需求,首创了160km/h电气化米轨干线动车组技术平台、120km/h非电气化内燃混合动力米轨动车组技术平台,掌握了米轨动车组集成技术,成功搭建了具有我国自主知识产权的电气化和非电气化内燃混合动力中高速米轨动车组技术平台及产业化平台。截至目前,该项目动车组平台已交付9+13列,承担了马来西亚南北干线客运的大部分运量,同时满足了马来西亚东海岸线客运的需求,为马来西亚人民提供了更加便捷、舒适的出行方式,深受马来西亚业主好评,夯实了株州电力机车公司在东盟区域的动车组市场基础,实现销售收入约14亿元人民币。同时紧密契合国家“一带一路冶倡议,实现了中国高端轨道交通装备“走出去冶,为我国开拓海外产业奠定了坚实的基础。

　　160km/h高速米轨干线动车组采用动力分散模式,4动2拖的动力配置,动力充沛,加速快捷;牵引系统系统采用交流传动技术,应用主辅一体化变流器技术,集成并联供电技术,体积小重量轻,实现过分相不断电功能,而且制动回馈的电能可以供给辅助系统使用,有很好的节能效果。混合动力动车组采用动力包+超级电容混合动力牵引系统方案。在列车牵引工况下,超级电容模组和动力包同时给牵引变流器(包括牵引逆变器、辅助逆变器和充电机)供电。在列车制动工况下,牵引电机作为发电机将列车动能转化为电能给辅助系统供电,同时多余的能量储存在超级电容中,实现能量的回收利用。

　　依托本项目获得授权专利34项,其中发明专利12项,PCT专利1项,实用新型专利21项,发表学术论文8篇。经教育部科技查新工作站查新,国内外未见与该查新项目综合技术特点相符的文献报道,经湖南省科技成果评价,总体技术水平达到国际领先。

项目创新点

　　创新点一:成功构建了覆盖市域到城际铁路需求的米轨动车组产品平台。

　　创新点二:多项新技术的成功研发和集成提升了动车组的安全性和可靠性。发明了适应米轨线路的高速轮盘制动转向架,突破了米轨高速动力转向架的结构布置难题,填补了国际空白。

　　创新点三:研究开发新型节能技术,打造绿色、环保动车组产品。主要包括:

　　(1)首创了“大容量超级电容+小功率内燃动力包冶的强混合动力模式;发明了一种超级电容直连中间回路的混合动力拓扑电路结构,简化了电路结构并提高了能量转换效率。

　　(2)研究应用最新超级电容储能技术,首次研发成功3并6串储能单元,提升了单柜功率及储能水平。

　　(3)创立了一种内燃动力包和超级电容高效率协同工作管理策略和方法,实现了列车能量流和功率流的优化控制;实现了列车牵引功率最优匹配,使列车的动能和电能充分转换利用,整车节油率大于20%。

　　创新点四:研究应用先进信息技术,提升动车组的智能化、信息化水平。主要包括:

　　(1)应用了车载智能运维监控技术平台,提升了动车组智能化水平和服务水平。

　　(2)超级电容远程管理:实时监控超级电容每个模组及单体的电量、温度、电压、电流等状态,地面进行大数据诊断分析及管理。

同类项目比较

详见表 1。

应用案例

　　(一)生产方面

　　出口马来西亚高速米轨动车组(见图1至图3)平台产品研发及产业化项目,充实和完善了国内外动车组的开发平台,提升了中国高端制造业的国际地位。动车组采用标准化、集成化、模块化设计,大幅减少研制周期和成本。该项目其中8+12列车在马来西亚本地组装生产,并要求达到30%的本地化率,大大提升了马来西亚当地配套产业的发展,并为其相关产业供应链制造了大量的就业岗位,对增加其社会就业机会、维护社会稳定有着积极的意义。

　　(二)应用及推广情况

　　截至目前,已交付9+13列,实现了销售收入约14亿元人民币。2020年,根据用户意向,预期增购高速米轨动车组10列;混合动力米轨动车组采用世界首创的超级电容与内燃动力包混合供电,基于绿色节能理念、依托先进技术,相较于传统的内燃动车组起动加速度大、能耗降低约20%。

　　(三)预期前景

　　出口马来西亚高速米轨动车组平台产品研发及产业化项目对扩展欧洲核心市场、东南亚及美洲新兴市场具有重大意义。该项目推广应用后,能有效提高动车组总体技术水平,提升国际竞争力,打破国外技术封锁。同时紧密契合国家“一带一路冶倡议,实现了中国高端轨道交通装备“走出去冶,为我国开拓海外产业奠定了坚实的基础。

社会效益与经济效益

　　本项目投入运用22列,累计运营里程数达63.9万公里,受到马来西亚业主和乘客的广泛好评。实现销售收入14亿元,利润超过1郾82亿元。本项目搭建了出口马来西亚高速米轨动车组产品研发和产业化平台,推动了中国轨道交通装备企业的国际化征程,加速了我国轨道交通装备“走出去冶的脚步,响应了“一带一路冶倡议,拉动了马来西亚整体轨道交通装备相关产业的发展。