长着“耳朵”、搭着电网奔跑的大卡车见过吗?看着像铁路却是上有电缆、下无轨道的公路见过吗?这样新奇的卡车和公路正在株洲进行试验。
近日,作为铁路电气化装备研发生产企业的中车株洲电力机车研究所有限公司(以下简称中车株洲所),向公路电气化领域进军,开发了我国首条电气化公路示范线,探索全新的重载公路货运路径。
“通过科技创新将实实在在提高生产效率,降低成本。”参与了智能受电弓研发的株洲市政协委员、中车株洲所研究院院长助理王彧弋介绍,该项目是交通智能发展的体现,对中车株洲所来说,不仅拓展了积累的技术所能应用的领域,还在产生经济价值的同时,让湖南智能制造产业更加紧跟国家战略。
建于株洲的电气化公路示范线,填补了国内空白。受访者供图
填补国内空白
噪音大、油耗高、排放多,这是公路重载货车的突出问题,目前交通运输领域、货运行业占了70%以上的碳排放和颗粒物排放。
作为湖南省大功率电气传动工程技术研究中心、湖南省乘用车电驱动系统工程技术研究中心等多个领域的工程技术研究机构,2022年9月,中车株洲所正式成立电气化工作专项工作组,联合清华大学、三一集团等共同组建了研发团队,10月中旬核心团队拿出了初步设计方案,启动株洲试验线建设。今年2月底该项目建成,3月正式对外发布推广。
这条电气化公路示范线为双向两车道,道路宽7米,架设了53根组立支柱,共计1.8公里接触网,并建有1处箱式变电站。为测试车辆性能和系统可靠性,线路设置了多样化的模拟场景,涵盖直线、弯道、坡道、凹凸路面、涉水和浸泡试验区等路况,为后期商业运行提供参考和依据。
项目技术负责人、中车株洲所研究院基础中心副主任黄敏介绍,电气化公路简单来讲就是“油改电”,由于国内没有先例可供参考,项目研发过程中遇到了重重困难,需要自行摸索。示范线设计还要考虑到不同车企的车型,需收集和整合各类参数条件,反复打磨研讨,最终敲定了设计方案。此举通过公路货运的“油改电”,将实现公路货运的“双碳”目标,填补我国在电气化公路领域的空白。
电气化公路示范线由地面系统和车辆系统两大部分构成。地面系统主要用于电能转换输送、车辆编队、运输组织协同管理。而车辆系统则通过受电弓装置,将电能通过控制和变流系统转换为动力,驱动车辆在公路上运行,并实现动态充电。
在电气化公路示范线上,卡车通过接触网获得电力实现行驶。受访者供图
系列科技创新
电气化公路能有效促进交通行业绿色低碳。
传统公路货运系统需消耗大量柴油等化石燃料,存在散、乱、低效、高碳排等问题,难以满足未来公路货运绿色低碳、智慧高效的发展需求。而电气化公路系统关键技术源自于中国标准高铁系统,有充分的技术保障,采用轨道交通的架空接触网供电方式,深度融合云端行车组织调度、车地通信、车辆电气、地面供电等核心系统部件,进行功能重构,由散改集,能大幅提升货运效率。
这一项目相比公路货运能节约不少能耗成本。以目前的柴油货车为例,每公里油耗约3元,转换为电气化公路后,每公里仅需1元。电气化公路投入主要在基础设施方面,需安装地面牵引工作站来供电,同时安装轨架空接触网。
“电气化公路有经济高效、灵活便捷、技术成熟、不受酷暑严寒气候影响等特点。”黄敏向政协融媒记者介绍该项目的核心优势。
黄敏说,电气化公路采用架空接触网,其使用的DC1500V供电制式,电阻损耗大大降低,车辆可提升运行效率;相比纯电动车的优化升级,电气化公路示范线的车辆依托地面供电,相比纯电动车电能损耗减少7-10%,且地面能持续稳定供电,没有电动车的里程焦虑,还能适应相对恶劣的高低温环境。考虑到线路的复杂多变,车辆采用双源动力模式,可以直接使用电网电力,自身也装备绿色动力电池,当路面出现突发情况,车辆可以脱离电网运行,不受线路路径限制,更加灵活快捷。
“这个项目能解决固定线路大运量、环境复杂的大宗货物运输降碳难题。”作为智能技术部的一员,王彧弋相信,未来电气化公路或许会深刻地改变某些交通运输方式,就像现在电动车造车新势力改变私家车格局一样。
文 | 政协融媒记者 蔡烨