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青岛智造:首条高速磁悬浮示范线有望落户青岛

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2019创新策

中车四方的关键词“复兴号”“碳纤维”“高速磁浮”

■“复兴号”:在“复兴号”动车组技术平台基础上,研制不同速度等级、适应不同运营需求的系列化产品,围绕安全、经济、舒适、节能、人性化等方面开展持续创新

■“碳纤维”:下一代碳纤维地铁列车最大的特点是更轻、更节能、更低噪

■“高速磁浮”:已进入高速磁浮原理样车试制阶段,首条高速磁悬浮示范线有望落户青岛

走进中车四方股份公司交车线,一列列崭新的高速动车组整齐排列,蓄势待发。

在这里,动车组最快以每四天三列的速度出品;在这里,下线的城轨地铁列车驶向国内外50多条线路;在这里,轨道交通产品出口世界25个国家和地区,不断擦亮中国高端装备制造的“金名片”……

▲中车四方股份公司研发的新一代碳纤维地铁列车(资料图)。

步入2019年,依然会有更多的技术、产品在持续研发与迭代中从这里走向世界,走进生活。“复兴号”“碳纤维”“高速磁浮”则是最为核心的关键词。不仅刷新着轨道列车的运行速度,中车四方更在不断刷新中国装备制造的创新速度。

新“复兴号”来了

在刚刚建成尚未投运的成贵高铁线上,中车四方研制的时速250公里“复兴号”正在进行30万公里线路运用考核。为了确保如期完成考核任务,车辆需要保证每天运行2000公里以上。考核完成后,列车拿到由国家铁路局颁发的“准生证”——型号合格证和制造许可证,将进行批量生产和投运。

这列时速250公里的“复兴号”是中车四方在时速350公里“复兴号”动车组技术平台基础上研制的。为满足“八纵八横”高铁网规划中不同速度等级线路的运输需求,形成系列化、标准化和模块化的“复兴号”产品谱系就成为了当务之急,而这也成为了中车四方技术研发的重点。

所谓“复兴号”谱系化,就是一个在“复兴号”动车组技术平台基础上,研制不同速度等级、适应不同运营需求的系列化产品,围绕安全、经济、舒适、节能、人性化等方面开展持续创新的过程。

这个过程并不轻松。从时速350公里,到时速250公里,发生变化的不只是列车的速度,更伴随列车自主化、舒适性和智能化水平的不断提升。

记者了解到,时速250公里“复兴号”动车组首次在我国高速动车组采用以太网控车。与之前使用的TCN网络相比,以太网传输速率提升了近百倍,从而为列车的智能化和大数据应用提供了平台支持。通过采用更加完善的车地一体化平台,列车构建了具有自诊断、自检测、自决策能力的平台支持系统,支持远程健康诊断、智能化运维。

“时速250公里‘复兴号’动车组深入开展了自主化、简统化、互联互通设计,是与时速350公里‘复兴号’动车组具有同一代际特征的不同速度等级系列化产品。”据时速250公里“复兴号”主任设计师聂颖介绍,新列车结合用户需求、运营经验、技术可行性等实际情况,进一步在操作界面、旅客界面、运维界面深化统型,完成了12个系统113项部件统型,提高了车厂之间产品的互换性,减少了备件种类。

此外,聂颖还表示,新“复兴号”加强了关键零部件的深化创新,进一步提升了关键零部件和材料的自主化水平。

面对总体上属于定制化的轨道交通装备市场,“谱系化”也让中车四方可以更好、更快地满足市场需求。至今,中车四方已成功打造高速动车组、城际及市域动车组、地铁车辆、现代有轨电车、单轨车辆(包括跨座式单轨车辆和悬挂式空中列车)、高档客车、内燃动车组等七大产品技术平台,实现了运营时速50公里至350公里速度等级全覆盖、适应不同运营需求的谱系化产品,可为全球用户提供一体化解决方案。

新材料新能源

3月底,中车四方研制的下一代碳纤维地铁车辆“CETROVO”在广州地铁8号线开始进行线路试验。

去年9月,这种采用大量新技术、新材料,具备高速(时速140公里,现国内地铁列车最高运行时速一般为80公里)、节能、舒适、智能化等优势的列车首次亮相德国柏林国际轨道交通技术展时,就惊艳世界。它是我国地铁领域的最新技术成果,更代表着未来地铁列车的技术潮流。

相较传统地铁,下一代碳纤维地铁列车最大的特点是更轻、更节能、更低噪。它采用碳纤维复合材料制造,与采用钢、铝合金等传统金属材料的地铁列车相比,该车的车体、司机室、设备舱分别减重30%以上,转向架构架减重40%,整车减重13%。

碳纤维地铁列车主任设计师钟元木告诉记者,碳纤维跟一般金属材料最大的区别在于,前者是根据产品形状、受力情况等,通过计算一层层“铺”起来的,由于结构复杂,材料成型工艺难度大。此前碳纤维复合材料仅被用在列车装饰部件和少数次承载部件上,中车四方通过与材料供应商联合研发,突破了碳纤维大型复杂件结构设计、成型工艺等关键技术,首次实现了碳纤维复合材料在地铁列车主承载结构上的大规模应用。

中车四方副总工程师丁叁叁此前曾表示,大规模应用碳纤维复合材料,虽然在制造成本上要高于传统金属材料,但碳纤维复合材料更加轻量化,节能优势明显,并且具有优异的耐疲劳、耐候、耐腐蚀性能,减少了维护量,因此能够降低列车全寿命周期成本,同时车身变轻也减少了对线路的损害。

除了新技术、新材料,中车四方还积极布局新能源。

中车四方新能源技术主任设计师李艳昆,在中车四方第一代氢能源有轨电车的基础上,他带领攻关小组进一步深入攻克燃料电池系统、能量管理控制策略、储氢用氢设备、冷却设备、动力电池系统等核心技术。2017年12月,中车四方为佛山高明现代有轨电车示范线研发制造的首列氢能源有轨电车成功下线,标志着我国氢能源有轨电车实现批量化生产。这也是国内第一条氢能源有轨电车商业运营线路。据了解,列车即将于今年年底正式上线运营。

2018年5月9日,另一种新能源列车——德令哈现代有轨电车在中车四方下线。该车采用超级电容和钛酸锂电池混合储能技术。有轨电车正常运行时,由超级电容供电,当行驶途中超级电容电量不足无法及时补给时,调节钛酸锂电池给车辆供电。这种混合储能技术,具有充电速度快、运行可靠、绿色环保的优势。利用超级电容“快充快放”的优势,车辆能在停站时间30秒内快速完成充电。跟氢能源有轨电车一样,这种新能源动力车,全线无需架设传统的供电接触网,不仅节约了成本,也可以更好地保护城市景观。

“在新能源轨道交通领域,中车四方将持续进行氢能源、超级电容和钛酸锂电池等多种新能源混合动力系统的研发,以新能源驱动取代内燃驱动,从而满足越来越环保、节能、高效的出行需求。”李艳昆说道。

下一站:高速磁浮

“高速磁浮”一直是人们关注的焦点。

自从2018年1月,首次公开研发计划,这项由中车四方股份公司牵头,联合国内15家企业、高校和科研院所共同攻关的国家重点研发计划重点专项课题,就始终蒙着神迷的面纱。

记者获悉,围绕在2020年研制出一整列样车,并完成试验线验证,进行集成示范,为实现高速磁浮工程应用和产业化奠定基础这一目标,中车四方高速磁浮项目已取得阶段性成果,目前已进入高速磁浮原理样车试制阶段,同时,公司积极推动首条高速磁悬浮示范线落户青岛,为打造新产业奠定基础。

丁叁叁曾在评审会上表示,高速磁浮是一种新型尖端轨道交通技术,日本的超导磁浮技术最高试验速度实现603km/h,德国的磁浮技术最高试验速度达到505km/h,并在中国上海建成运营时速430公里的国际首条商业运营高速磁浮线。但时速600公里高速磁浮系统及工程化应用在我国尚属空白。中国启动的时速600公里高速磁悬浮项目,采用的是被验证过的、成熟的常导磁浮技术和永磁电磁混合悬浮技术。目前高铁的最高运营速度为350公里/小时,航空巡航经济速度为800~1000公里/小时,时速600公里高速磁浮交通系统可以填补高速铁路和航空运输之间的速度空白。

研发高速磁悬浮技术,是国家科技实力的体现,是为“后高铁”时代所做的技术储备。该项技术的突破,将使我国继续保持在高速列车领域的世界领先定位,具有重要的国家战略意义。

高速磁浮项目的落地和推进,主要得益于中车四方“先人一步”“持续创新”的顶层规划,随着创新体系和创新平台的完善,企业日益展现出技术创新的先发优势。目前,中车四方已建成国家高速动车组总成工程技术研究中心、高速列车系统集成国家工程实验室、国家级技术中心和博士后科研工作站4个国家级研发试验平台,搭建了涵盖30个专业方向的协同仿真平台和18个试验台,建立起“政、产、学、研、用”协同开放创新体系。企业科技人才规模达到2135人,占员工比例的20%,形成了包括集团级科学家、首席技术专家、资深技术专家、技术专家和公司级技术专家五个层级300多人的核心技术人才队伍。

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