氫燃料首次替換了內(nèi)燃機(jī)車(chē)動(dòng)力。“這是全球氫燃料電池裝機(jī)功率最大的氫動(dòng)力機(jī)車(chē)，也是我國(guó)首臺(tái)由內(nèi)燃機(jī)車(chē)改造而來(lái)的氫動(dòng)力機(jī)車(chē)。”中車(chē)大同公司副總經(jīng)理、總工程師梁鎮(zhèn)中說(shuō)。

 

 

隨著交通領(lǐng)域節(jié)能降碳的推進(jìn)，以柴油為動(dòng)力的老舊內(nèi)燃機(jī)車(chē)亟需新能源改造，經(jīng)比選多種新能源，中車(chē)大同公司選擇了氫能源。“氫能源是一種清潔、可再生的能源。采用氫能源為動(dòng)力，運(yùn)營(yíng)成本較內(nèi)燃機(jī)車(chē)節(jié)省約50%。”梁鎮(zhèn)中說(shuō)。

 

2021年，寧夏寧東鐵路有限公司提出將既有內(nèi)燃機(jī)車(chē)進(jìn)行氫動(dòng)力升級(jí)，并聯(lián)合中車(chē)大同公司等企業(yè)，共同成立“西創(chuàng)氫動(dòng)力技術(shù)協(xié)作聯(lián)盟”，結(jié)合再造增材、新能源動(dòng)力集成等技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車(chē)進(jìn)行氫動(dòng)力改造。

 

作為研發(fā)設(shè)計(jì)和制造方，中車(chē)大同公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)按照客戶(hù)的需求，采用了平臺(tái)化、模塊化設(shè)計(jì)。“通過(guò)兩年多研發(fā)，首臺(tái)‘寧東號(hào)’氫動(dòng)力機(jī)車(chē)能夠根據(jù)用戶(hù)需求，配置不同的牽引功率和續(xù)航能力。”梁鎮(zhèn)中說(shuō)。

 

“‘寧東號(hào)’搭載著全球軌道交通領(lǐng)域最大功率燃料電池系統(tǒng)，裝車(chē)功率高達(dá)800千瓦。通過(guò)動(dòng)力系統(tǒng)模塊化配置，可滿足2000千瓦以下不同輪周功率需求。”中車(chē)大同公司技術(shù)中心研究院主任設(shè)計(jì)師霍肖偉說(shuō)，“寧東號(hào)”采用的動(dòng)力電池系統(tǒng)兼容鈦酸鋰、磷酸鐵鋰等電池類(lèi)型，能夠根據(jù)運(yùn)用工況、用戶(hù)經(jīng)濟(jì)性能需求靈活配置。機(jī)車(chē)同時(shí)具有最大容量270公斤的儲(chǔ)供氫系統(tǒng)，2小時(shí)內(nèi)即可完成一次加氫，最長(zhǎng)可單機(jī)連續(xù)運(yùn)行約190小時(shí)。

 

為確保運(yùn)行安全可靠，“寧東號(hào)”氫動(dòng)力機(jī)車(chē)設(shè)置了多重安全保障。

 

“氫燃料電池系統(tǒng)采用智能監(jiān)測(cè)、氫電隔離、機(jī)械互鎖等防護(hù)措施，動(dòng)力電池則采用了防火隔熱和泄壓防爆設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和分級(jí)保護(hù)。機(jī)車(chē)還設(shè)置了高標(biāo)準(zhǔn)的防火隔墻，實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)氫間與司機(jī)室、電氣間的氫電隔離。特別是儲(chǔ)氫間還擁有獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)，能夠在5分鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氫間空氣的整體置換。”霍肖偉說(shuō)。

 

“寧東號(hào)”氫動(dòng)力機(jī)車(chē)排出物只有水，完全實(shí)現(xiàn)了碳和污染物的零排放。同時(shí)，其運(yùn)行靜音效果明顯，提升了司乘的舒適度。“相較傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)車(chē)，氫動(dòng)力機(jī)車(chē)的氫燃料電池能量轉(zhuǎn)換效率大幅提高，同時(shí)可在制動(dòng)時(shí)回饋吸收能量，實(shí)現(xiàn)機(jī)車(chē)的節(jié)能高效運(yùn)行。”梁鎮(zhèn)中說(shuō)。

 

專(zhuān)家表示，目前全國(guó)內(nèi)燃機(jī)車(chē)擁有量約為7800余臺(tái)，占鐵路機(jī)車(chē)擁有量的35.9％。“寧東號(hào)”氫動(dòng)力機(jī)車(chē)通過(guò)對(duì)老舊內(nèi)燃機(jī)車(chē)關(guān)鍵部件進(jìn)行改造修復(fù)，可替代目前90%以上的內(nèi)燃機(jī)車(chē)。同時(shí)，氫動(dòng)力機(jī)車(chē)可實(shí)現(xiàn)無(wú)弓網(wǎng)運(yùn)行，節(jié)約了用戶(hù)電氣化改造的建設(shè)成本。