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项目年度编号
1900070428
中图分类号
U260.13
成果公布年份
2019
成果简介
高速列车综合节能关键技术与集成应用示范项目是以开展高速列车节能减排指标分析评估，深入开展高速列车气动外形优化及整车减阻技术为主的研究，通过整车及部件外形优化达成整车降阻目标，完成风洞试验验证，并完成低阻力新头型头车车体设计、制造，努力实现应用示范。
为此该项目开展了高能效牵引系统相关技术研究，研究运行过程中列车牵引动力的动态实时匹配管理和控制，寻找效率最优的牵引控制策略；研究动车组再生制动优化技术，实现再生制动延伸至低速区，基本实现再生制动到零速，并实现在所有工况下电制动力的最优分配；研究辅助通风系统降耗技术，实现新型高效、节能风机样机研制。研究高速列车轻量化技术，通过新型环保复合材料的应用，高性能辅助供电设备的应用以及基于轻量化需求的电子电力变压器的研制，实现车载辅助设备轻量化。研究车体隔热及新型节能空调技术，深化高速列车空调系统综合节能技术研究，降低空调系统的总体能耗。
1、首次从高速列车整车综合节能性能出发，在能耗组成、各系统指标影响权重、影响因素等方面开展集成节能技术创新，提出高速列车综合节能评估策略和评价指标。
2、采用头型参数化的优化设计方法，开展了高速列车气动外形设计，以CRH380A平台为基础，提出了低阻力新头型和表面减阻方案，实现整车减阻9％以上；开发了新头型及全新车体底架断面，研制了低阻力头车车体，实现了工程化验证。以CRH380B平台为基础，提出了基于仿生学的新头型和表面减阻方案，与CRH3C相比，实现整车减阻2％以上，能耗降低约1.7％。
3、研究提出了面向高速列车牵引节能的智能优化控制方案；提出了变流器的谐波控制及极低速情况下的速度辨识方法，完成了电制动力分配优化方案，实现了再生制动延伸至低速区(1km/h)；研制了新型高效、节能风机样机，新系统实现节能超过8％。
4、通过对客室后端墙、地板等内装部件工程化样件研制，实现内装部件减重约10％，隔声量提高约2dB(A)；提出基于钛酸锂电池的高速列车用锂离子电池成组方法及控制策略，完成轻量化锂电池组研制并实现减重20％；研制了300kW级联功率电力电子变压器单元模块，并提出基于电力电子变压器的牵引动力系统分离式和一体化工程实施方案，可实现牵引变压器减重30％，效率达到95％。
5、开展了车体隔热性能及空调系统节能技术研究，通过仿真与试验相结合方式验证了工程化方案，实现整车车体隔热性能提高10％、空调系统综合能效提高17％。
中车青岛四方机车车辆股份有限公司研制的边梁吊挂低阻力新头型车体，为出口型动车组、中国标准动车组(复兴号)研制提供了重要支撑，变极风机已经在中国标准动车组(复兴号)项目上进行了实际运用。
通过研究，形成了高速列车综合节能关键技术与集成应用示范，并获授权专利22项，其中发明专利13项，该成果发表论文33篇，其中EI以上文章7篇，形成企业标准5项。
高速列车节能减排技术推广应用不仅可以促进高速列车行业的健康发展，而且可以促进汽车、航空等其它行业的发展。
完成单位
中车青岛四方机车车辆股份有限公司
完成人
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