一、技術(shù)名稱:混合動力交流傳動調(diào)車機(jī)車技術(shù)
二、技術(shù)所屬領(lǐng)域及適用范圍:交通行業(yè) 各鐵路站、場(段)及地鐵、城軌、冶金、石化、煤礦、電廠、港口等內(nèi)部鐵路的調(diào)車作業(yè)
三、與該技術(shù)相關(guān)的能耗及碳排放現(xiàn)狀
在我國鐵路站、場承擔(dān)調(diào)車任務(wù)的內(nèi)燃機(jī)車(調(diào)車內(nèi)燃機(jī)車),以及在鋼鐵、石化、煤炭、電廠、港口、碼頭等工礦企業(yè)內(nèi)部承擔(dān)鐵路運(yùn)輸任務(wù)的內(nèi)燃機(jī)車(工礦內(nèi)燃機(jī)車),由于其工作的特殊性,柴油機(jī)滿負(fù)荷工作時間只占10%左右,約30%的工作時間處于空載,且柴油機(jī)頻繁地處于交變工作狀態(tài),在整個工作期間的平均使用功率只有額定功率的1/3-1/2,其動力潛能得不到充分發(fā)揮,柴油浪費(fèi)比較嚴(yán)重,且排放的廢氣污染環(huán)境。承擔(dān)調(diào)車任務(wù)的內(nèi)燃機(jī)車和工礦內(nèi)燃機(jī)車一般運(yùn)行在城市、工廠、碼頭等人員稠密區(qū),降低排放對城市尾氣減排具有重要意義。目前應(yīng)用該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)節(jié)能量2萬tce/a,CO2減排約5萬t/a。
四、技術(shù)內(nèi)容
1.技術(shù)原理
混合動力交流傳動調(diào)車機(jī)車的動力是由較小的柴油發(fā)電機(jī)組和大功率蓄電池共同組成,牽引和輔助裝置全部采用交流電機(jī)驅(qū)動,調(diào)車作業(yè)時既可以用柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組供電,也可以用蓄電池組供電或兩者同時供電,節(jié)能效果顯著。
2.關(guān)鍵技術(shù)
(1)多能源動力總成控制及再生制動能量回收技術(shù);
(2)整車集成和整車控制策略優(yōu)化匹配技術(shù);
(3)蓄電池組及能量管理系統(tǒng)技術(shù);
(4)牽引變流控制系統(tǒng)技術(shù)。
3.工藝流程
混合動力交流傳動調(diào)車機(jī)車原理見圖1。
圖1 混合動力交流傳動調(diào)車機(jī)車原理簡圖
五、主要技術(shù)指標(biāo)
1.裝車功率為柴油發(fā)電機(jī)組600kW,牽引蓄電池組550kW;
2.機(jī)車整備重量92t;
3.通過最小曲線半徑70m,機(jī)車最大運(yùn)用速度80km/h;
4.起動牽引力大于50kN,持續(xù)牽引力大于210kN;
5.整車牽引性能提高20%-30%;
6.節(jié)約柴油可達(dá)30%-40%。
六、技術(shù)鑒定、獲獎情況及應(yīng)用現(xiàn)狀
該技術(shù)于2012年10月通過四川省科技廳組織的科技成果鑒定。混合動力技術(shù)
在世界范圍內(nèi)都屬于比較前沿技術(shù),在國外,只有加拿大開始生產(chǎn)系列混合動力機(jī)
車;在我國,混合動力汽車和純電動汽車已日益得到推廣應(yīng)用,而在鐵路機(jī)車領(lǐng)域,具有良好節(jié)油減排效果的混合動力機(jī)車將是鐵路機(jī)車發(fā)展的趨勢。目前,該技術(shù)已 在資陽晨風(fēng)天勤有限公司、武鋼股份有限公司得到應(yīng)用,節(jié)能效果顯著。
七、典型應(yīng)用案例
典型案例 典型用戶:南車資陽機(jī)車有限公司、武鋼股份有限公司
技術(shù)提供單位:南車株洲電力機(jī)車有限公司
建設(shè)規(guī)模:年產(chǎn)100臺功率為1150kW的混合動力系列機(jī)車。主要技改內(nèi)容:建設(shè)混合動力機(jī)車生產(chǎn)線,建立混合動力系列機(jī)車的配套體系,主要設(shè)備包括鋼板 預(yù)處理生產(chǎn)線、輪對電機(jī)試驗(yàn)臺、數(shù)控折彎機(jī)、變流系統(tǒng)試驗(yàn)臺、車載微機(jī)控制系
統(tǒng)試驗(yàn)臺、數(shù)控外圓磨床(車軸)、數(shù)控車輪車床、自動輪對壓裝機(jī)、三坐標(biāo)劃線儀、構(gòu)架組焊工裝、三坐標(biāo)測量機(jī)、1000t油壓機(jī)等。節(jié)能技改投資額10000萬元,建設(shè)期4年。100臺機(jī)車投入運(yùn)營,每年可節(jié)能8100tce,單臺機(jī)車年節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益為50萬元,單臺機(jī)車增量投資的回收期年約2年。
八、推廣前景及節(jié)能減排潛力
目前,中國僅鐵路站場和工礦企業(yè)的內(nèi)燃調(diào)車機(jī)車就達(dá)數(shù)千臺,如果全部更新為混合動力機(jī)車,將產(chǎn)生較大的節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益。預(yù)計(jì)未來5年,混合動力機(jī)車可推廣2000臺,約占全國調(diào)車市場的10%,形成的節(jié)能能力約為16萬tce,年減排能力42萬tCO2。
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