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      曝一下“光谷量子號” 看得見、看不見的“科技料”

      2018-09-28 10:13:34 來源: 中新網 作者:

      曝一下“光谷量子號” 看得見、看不見的“科技料”

      第二看臺

      充滿未來感的外形,富于靈動美的曲線,極具科技感的碳黑色車窗,遠遠望去,還以為是哪部科幻大片里的超能力人物化身成了列車——近日,由中車長春軌道客車股份有限公司(以下簡稱中車長客)研制的全球首列商業運營復合材料車體城市軌道車輛“光谷量子號”,在中國(長春)軌道交通展上首次面向公眾展出,吸引了無數的眼球。

      不過,這輛列車可不是個徒有其表的花架子,它可是很有“科技料”。

      說起它的科技含量,中車長客的車體研發部部長馬艷波侃侃而談:“‘光谷量子號’最重要的兩大核心技術,一個是全碳纖維復合材料的車體,一個是超能電容存儲技術,這都是我們國內的首創,在軌道交通行業上的首次應用。

      把碳纖維從“天上”用到“地下”

      “眾所周知,航天領域因為所需的輕量化水平非常高,所以很多產品都在應用碳纖維復合材料,而這種復合材料的成本往往要高得多。”馬艷波介紹,而地鐵車輛眼下并沒有這么急迫的輕量化需求,但是隨著科技的進步、軌道車輛的發展、國家節能減排的需要,“對于列車的輕量化要求越來越高,所以我們打造了這輛全碳纖維復合材料的列車。”

      歷經兩年半的研發,“光谷量子號”才得以問世。“這是我們首次在軌道行業上嘗試使用碳纖維,因為沒有可借鑒的標準和規范,只能參考航空航天、風電葉片等其他領域的經驗,所以從設計、計算、制造到檢測,全部都是邊摸索邊制造。”中車長客高級工程師周偉旭說。

      相比由機器制造的傳統金屬列車,由于沒有現成的經驗和成熟的技術,這輛碳纖維列車幾乎全部采用手工打造——以一個部件為例,工人要將由碳纖維復合材料構成的里蒙皮、外蒙皮進行鋪層,每鋪3層還要抽一次真空,在不斷的鋪層后再進入固化,如此一來,難度自然加大。

      不僅如此,周偉旭感慨道,材料標準、設計準則、工藝指南、質檢標準、試驗判定和維護策略等方面,都沒有經驗可循,“但是這次我們創造性地探索了碳纖維在軌道交通行業的應用,也為國內建立完整的軌道行業標準打下了基礎”。

      不負眾望的是,碳纖維復合材料車體不但生產成功,還體現了明顯優于金屬車體的特點:整車較同類不銹鋼車體減重約30%,而且無論是運載能力、能源消耗、壽命成本,或者是噪聲、減震、舒適度等乘客感受方面,都極大地體現了優勢。“現在我們可以說,這個碳纖維復合材料的設計、工藝生產制造以及整個未來實現產業化的產業鏈,我們都已經具備了。”馬艷波說。

      超能電容充電2分鐘續航10公里

      “這款列車還有個顯著特點,就是全線沒有供電網。我們在全國首創了超能電容存儲技術,能夠讓列車快起快停,在著急使用的情況下,充電兩分鐘,就能滿載368名乘客,運行10公里以上。”中車長客的高級工程師王明舉介紹。

      在電動汽車中,多數采用的都是氫電池、鋰電池或者電容等技術,這些電池、電容通過儲存和釋放能量驅動汽車,而超能電容存儲技術就是把電容和電池的技術結合在一起,實現對列車的驅動。對于軌道客車而言,瞬間啟停的需求要遠高于普通汽車,這就需要超能電容來實現。

      “比如這個列車要加速,它需要的瞬間功率就很大。單獨用電容容量不夠,單獨用電池瞬間功率又不夠,所以我們就把電池和電容結合在一起創造了超能電容,能夠實現列車的快起快停。”馬艷波說,高鐵的加速度一般是0.3—0.5之間,而這列車能達到1.5左右,是高鐵的10倍,“因為我們每站的間距大概600米左右,所以這個技術完全滿足了城市交通的需求。”

      輕量化的材料、超能電容的技術,在降低了車輛自重的同時,更是有效降低了能耗。馬艷波介紹:“根據我們初步保守估算,這輛列車運行30年至少能節省40萬度電以上,無論是成本的降低或是節能環保的作用,都是非常明顯的。”

      [責任編輯:姚心妮]
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