快捷貨車太陽能軸驅冗余互補發電儲能系統的研究*

田繼森， 辛恩承， 孫 功， 梁 浩

(1 中國鐵道科學研究院集團有限公司 機車車輛研究所， 北京 100081；2 北京縱橫機電科技有限公司， 北京 100094；3 天津航空機電有限公司， 天津 300301)

基于貨運市場需求，快捷貨運已經成為世界鐵路運輸的主要發展方向之一，歐美等國家已經開發出相當多的快捷貨車產品類型。目前我國貨物列車的最高速度還停留在120 km/h，根據鐵路貨運提速的要求，應開發160 km/h快捷貨車，以消除鐵路全面提速的瓶頸。

160 km/h快捷貨車設計中，由于軸重、編組及空重車的變化要求，既有的客車和貨車制動系統不能照搬來用，快捷貨車制動系統需重新設計，160 km/h的速度下電子防滑器的應用成為大家的共識；速度軸重的提高要求對軸承、制動、防滑器、轉向架等關鍵部件進行監測，發生影響行車安全的情況要求可以及時報警和信息上傳，因此給快捷貨車供電成為必要條件。

機車直供電是解決快捷貨車供電的一個方式，沒有機車直供電情況下依靠快捷貨車自發電系統就成為解決用電問題的另一條途徑。根據快捷貨車運行及用電特點，自發電方式下用電基本需求為：單車功率200 W，滿足24 h不間斷供電。

國內外鐵路車輛的自發電方式有軸驅發電、風力發電、太陽能發電和振動發電等，如圖1所示。目前軸驅發電、風力發電、太陽能發電3種方式在實踐中都有應用案例，振動發電目前應用案例少，且發電功率很低。軸驅發電、風力發電、太陽能發電各有優缺點，軸驅發電和風力發電在車輛高速運行時發電功率和效率高，速度發電能力弱；……