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储能式电力牵引轻轨车辆系统 ——奔跑在自主创新的大路上

       

       一、背景材料

       2012年8月11日是一个值得纪念的日子,世界首台采用超级电容储存电能作为主动力能源的储能式电力牵引轻轨车辆在中国南车株洲电力机车有限公司成功下线,真正实现了“中国芯”。

       超级电容技术是催生这台具有标志性意义轻轨列车的重要因素。传统锂离子电池的电动汽车充电动辄需要数个小时,而超级电容技术带来了充电与牵引模式的革命。这台储能式电力牵引轻轨车辆可以利用乘客上下车的时间,快速完成充电,一次充电后能连续行驶2公里,到达下一站台再行充电,周而复始,不仅为车辆系统的建设和运营带来了极大便利,更预示了未来城市公共交通的发展方向。

储能式电力牵引轻轨车辆荣获2013中国设计红星奖金奖。

       二、案例故事

       储能式电力牵引轻轨车辆系统由南车株洲电力机车有限公司(简称“中国南车株机公司”)设计研发。企业始建于1936年,拥有悠久的机车研发生产历史,是中国南车旗下的核心子公司,湖南省十大标志性企业,国家城轨车辆国产化定点企业。企业秉承“技术引领市场、创新领跑未来”力量,致力于打造绿色、智能、美观、便捷的新兴轨道交通系统,是我国首台商用中低速磁悬浮列车自主研制企业,也是世界上唯一研制基于超级电容储存电能技术作为主动力源的“储能式电力牵引轻轨车辆”制造商。

       储能式电力牵引轻轨车辆系统项目团队以节能、环保为设计理念,采用整合为一体化解决方案,实现更经济、更安全、更和谐的旅客运送模式。整套系统具有外形美观、架构轻量化、无需架空接触网输供电力的特点,由储能式电力牵引轻轨车辆、车站静止受电快速充电站、共享专用和公用路权的通讯信号系统、路轨与车站工程四大部分组成。

       与传统轨道交通有所不同的是,储能式电力牵引轻轨车辆系统无需架空接触网提供动力,而是采用超级电容技术,以储能电能为主动力。系统利用乘客上下车15—30秒的时间即可实现快速充电;司机刹车或减速时,可转换成2.5千瓦时(度)的电能,被超级电容储存起来循环利用。这项创新不仅实现了“零排放”,还节约了道路建设资源,降低了制造成本。为更好地提高车辆运行的安全性和可靠性,研发人员通过大量分析研究,采用铰接式转向架实现钢轨与大地相接,对轨道附近建筑、地下设备不会产生腐蚀影响。按同等交通运量计算,城市道路双向6车道,一般占地宽约24米,而这种轻轨交通能节约三分之二的道路土地建设资源。由于能实现与公路的平交,其造价分别仅为传统地铁和高架轻轨的三分之一和五分之一。

       储能式电力牵引轻轨车辆的车体宽度为2.65米,设计最高时速80公里/小时,最高运营时速达70公里/小时,最大载客量320人。车辆采用准流线型设计,简洁流畅,搭配嫩绿色腰带,彰显绿色人文交通理念。内饰设计简约大方,司机台充分考虑人机工程学原理,冗杂的操作按钮盒手柄部分设置合理;客室照明采用LED灯具,比传统的荧光灯照明节能30%。

可以说,储能式电力牵引轻轨车辆系统以其绿色环保的设计理念、特有的功能创新、和谐的视觉语言,塑造了一个令人耳目一新的新型交通系统产品。其优秀的设计通过了轨道交通行业的院士、博士、教授级高工等专家的多次论证和评审,同时经过一年试验表明,其安全性、可靠性符合国际通用标准。

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