混合动力交流传动调车机车技术

在我国铁路站、场承担调车任务的内燃机车（调车内燃机车），以及在钢铁、石化、煤炭、电厂、港口、码头等工矿企业内部承担铁路运输任务的内燃机车（工矿内燃机车），由于其工作的特殊性，柴油机满负荷工作时间只占10%左右，约30%的工作时间处于空载，且柴油机频繁地处于交变工作状态，在整个工作期间的平均使用功率只有额定功率的1/3-1/2，其动力潜能得不到充分发挥，柴油浪费比较严重，且排放的废气污染环境。承担调车任务的内燃机车和工矿内燃机车一般运行在城市、工厂、码头等人员稠密区，降低排放对城市尾气减排具有重要意义。目前应用该技术可实现节能量2万tce/a，CO2减排约5万t/a。

四、技术内容

1.技术原理

混合动力交流传动调车机车的动力是由较小的柴油发电机组和大功率蓄电池共同组成，牵引和辅助装置全部采用交流电机驱动，调车作业时既可以用柴油机发电机组供电，也可以用蓄电池组供电或两者同时供电，节能效果显著。

2.关键技术

（1）多能源动力总成控制及再生制动能量回收技术；

（2）整车集成和整车控制策略优化匹配技术；

（3）蓄电池组及能量管理系统技术；

（4）牵引变流控制系统技术。

3.工艺流程

混合动力交流传动调车机车原理见图1。

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图1 混合动力交流传动调车机车原理简图

五、主要技术指标

1.装车功率为柴油发电机组600kW，牵引蓄电池组550kW；

2.机车整备重量92t；

3.通过最小曲线半径70m，机车最大运用速度80km/h；

4.起动牵引力大于50kN，持续牵引力大于210kN；

5.整车牵引性能提高20%-30%；

6.节约柴油可达30%-40%。

六、技术鉴定、获奖情况及应用现状

该技术于2012年10月通过四川省科技厅组织的科技成果鉴定。混合动力技术在世界范围内都属于比较前沿技术，在国外，只有加拿大开始生产系列混合动力机车；在我国，混合动力汽车和纯电动汽车已日益得到推广应用，而在铁路机车领域，具有良好节油减排效果的混合动力机车将是铁路机车发展的趋势。目前，该技术已在资阳晨风天勤有限公司、武钢股份有限公司得到应用，节能效果显著。