中國中車與同濟大學聯合研制的國內最大功率氫燃料電池混合動力機車完成牽引等系列性能試驗

近日，中國中車與同濟大學聯合研制的國內最大功率氫燃料電池混合動力機車完成牽引等系列性能試驗，其中氫燃料電池系統功率為400 kW，目前在軌道交通領域功率最大。自2021年6月該機車在中車戚墅堰公司組裝下線后，雙方團隊經過3個月的試驗線調試，先后完成了氫燃料電池系統400 kW靜態測試和整車混合動力牽引試驗等20多項系列性能測試。這標志著校企雙方4年多時間的產學研合作取得了重大原創成果。同濟中車創新研究中心負責人表示，這是中國中車和同濟大學攜手推動軌道交通產業綠色化、低碳化發展的重要成果，為世界鐵路裝備的可持續發展提供了創新示范，將助力我國“碳達峰”“碳中和”目標早日實現。中國中車與同濟大學于2016年底成立了共建共管的同濟中車創新研究中心。同濟大學團隊由新能源汽車工程中心、汽車學院、電子與信息工程學院、鐵道與城市軌道交通研究院的教授和研究生等構成;中國中車團隊由來自中車研究院、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骨干構成。中心進行整體組織、協調和項目管理。該項目以同濟大學20多年氫燃料電池電動汽車領域國家“863計劃”重大專項的科研成果和百年軌道車輛領域技術優勢為基礎，按照鐵路運用場景特點，遵循相關鐵路標準，以學科交叉融合的優勢開展團隊攻關。目標是面向氫燃料電池動力系統的關鍵技術，開發滿足商業化應用的具備長壽命和高度一致性的燃料電池電堆、控制器、DC/DC變換器和換熱系統等關鍵零部件，研制出軌道交通應用的大功率氫燃料電池系統。其中百千瓦等級的氫燃料電池電堆、組合集成的氫燃料電池系統、兩級架構的大功率DC/DC變換器、大功率熱管理系統等，經歷了方案設計、專家評審、施工設計、研發制造、第三方測試、地面調試、裝車驗證等環節的過程化管理。所研制的氫燃料電池系統最高效率達55%，功率密度大于等于3 500 W/L，為國內最早且具有自主知識產權的400 kW氫燃料電池系統，相關技術指標達到世界先進水平。氫能被視為21世紀最具發展潛力的清潔能源。氫燃料電池作為氫能利用的主要載體，具有能量轉換率高、環境污染小、噪聲低等優點，在汽車、軌道交通、船舶、航空航天等交通領域具有廣泛的應用前景。這次研制的氫燃料電池機車，是世界上首臺兆瓦級新能源(氫燃料電池和鋰電池混合)供電、永磁同步電機牽引的C0-C0型調車機車。該型機車設計時速100 km，起動牽引力520 kN，平直道最大牽引載重超過8 000 t;并裝用12瓶組、35 MPa大容量高壓儲氫罐，滿載氫氣可連續運行24 h，全過程零排放，完全能夠取代80%既有內燃調車機車，可用于在役內燃機車的升級換代。