燃料电池在铁路车辆中的应用

燃料电池是一种新型的高效环保能源。目前，燃料电池汽车已经在公路上行驶，正在解决实用化的问题。在铁路方面，一些铁路厂商和研究机构，如庞巴迪公司和欧洲铁路研究所，也在对燃料电池在铁路应用的可行性进行分析。近年来，日本铁路由铁道综研所牵头，一直正在进行燃料电池在铁道车辆应用的基础研究。目前，他们已研制成功混合型燃料电池机车（参见本刊2007年第4期18页）     

使用燃料电池的铁道车辆转向架驱动试验

在全球环保的号召下,世界各地对节约能源和降低环境负担的要求与日俱增.因此,使用以氢作为洁净、高效能源的燃料电池来驱动车辆正引起人们的关注.日本铁道技术综研所(RTRI)根据过去的研究成果,于2001年开始开发使用燃料电池的铁道车辆,并报道了用铁道车辆转向架进行驱动试验的结果.     

燃料电池长期使用条件下的特性变化与危险性分析

燃料电池用于铁道车辆时,耐久性是十分重要的。日本铁道综合技术研究所制造了一台由100 kW级燃料电池供电的试验铁道车辆,并在试验轨道上进行长达10年的运行试验。试验结果表明,虽然燃料电池输出电压比试验初期降低了5%。但燃料电池的能量转换效率保持在50%左右。此外,对燃料电池系统的零部件可能造成的危害进行了风险评估,提出了改进措施,将此作为今后研发新燃料电池系统的设计指南。     

基于段内走行试验的燃料电池耐久性评价

<正>燃料电池作为一种以氢气为燃料的绿色电源而备受瞩目,从长远来看也有可能被用作铁道车辆电源。将燃料电池用于铁道车辆,其耐久性非常重要,因此,对搭载100 k W级燃料电池的试验车辆进行了段内运行试验,以评价其耐久性。关于燃料电池的耐久性,性能低下是重要的评价指标,研究小组对可以预想到的对耐久性会产生影响的项目和相关系数进行了分析,其项目包括与输出电     

铁道车辆用锂离子电池的开发

小型、轻量且具有大蓄电容量的锂离子电池是铁道车辆上实用的蓄电装置之一。文章介绍了铁道车辆用锂离子电池的规格、单电池结构，着重描述了该电池的各种性能。     

最新研发的转向架技术

支撑车体的转向架虽然很普通,但集中了与铁道车辆走行相关的所有功能,是非常重要的装置。最初铁道车辆的两个轮对是通过弹簧直接安装在车体上的,称作二轴车结构,这种结构不仅在走行性能方面,而且在车辆大型化方面受到很大的限制,现在铁道车辆的性能实现可以说得益于转向架技术的发展及进步。文章介绍了转向架的基本结构、作用及改进方法。     

感应电动机无速度传感器控制技术在铁道车辆牵引系统中的应用

以铁道车辆牵引为目标,采用脉冲发生器(PG)作为速度传感器来检测转子频率,以便控制牵引感应电机的转差频率。通过在铁道车辆牵引中采用无速度传感器控制方法来取消PG,从而希望降低控制系统的成本并提高其性能和可靠性。虽然无速度传感器控制方法在一般工业上应用很普遍,但亦有可能通过增加一些新的控制功能,以适应在铁道车辆牵引应用中问题的特殊性。在本文中,结合所作的理论研究和试验描述了无速度传感器控制方法在铁道车辆牵引控制中的应用效果。     

新金属材料在铁道车辆上的应用

介绍日本铁路新干线车辆减轻重量的必要性及为此而采用新金属材料所进行的研究。将铁道车辆与飞机和汽车作了比较，说明在铁道车辆上减轻重量大有潜力。     

未来的电气化铁道车辆

铁路是对地上设备依赖性很强的交通工具,而汽车作为移动体独立性很强,被称为灵活的交通工具。但是,近年来铁路开始采用蓄电池车辆,同时装用列车安全行车装置。而汽车领域也出现了电动汽车并装用导航设备等。汽车技术与铁路技术正在相互融合。文章对比了电气化铁道车辆和汽车的技术特点,对未来的电气化铁道车辆在电力供给和运行安全方面的技术进行了探索。     

车轮耦合方式发展及其导向机理

详细分析了传统轮对、独立旋转车轮及耦合轮对等3种不同模式轮轨系统的导向机理,认为传统轮对虽然存在蛇行运动,但其自身却具有直线上的自动对中能力和曲线上的自动导向能力．应用也较广;独立旋转车轮虽然不存在蛇行运动．但在直线上的自动复原能力不如传统轮对．近年来在城市轨道车辆上被广泛采用;耦合轮对兼具前二者的优点．但其工程化尚有难度,相信不久的将来会成功地应用于铁道车辆中。     

基于Simulink和VRML的铁道车辆运行可视化仿真

铁道车辆在铁轨上的运动是一个复杂的运动学过程.对铁道车辆在轨道上的运行特点和运动仿真方案进行分析,确定车辆模型基本运动控制数据的生成流程.采用三维CAD建模和VRML建模语言,建立铁道车辆和运行场景的可视化仿真模型,利用Simulink实现铁道车辆模型的运动控制与仿真.在开发的铁道车辆运行可视化仿真平台上实现较为逼真的运行可视化仿真.     

燃料电池混合动力动车试验车辆的开发

JR东日本铁路集团公司瞄准未来能源多样化目标,开发出了"燃料电池混合动力动车试验车辆-EV-E991系列".该车型组合以氢为能源的燃料电池及主电路用二次电池作为动力源.文章介绍EV-E991系车辆的概况、以往的开发内容以及即将开展的验证试验项目.     

铁道车辆主电路和牵引系统最新研究趋势

电力动车牵引系统在主电路领域已经取得进步,该系统通过添加励磁控制方法,从电阻控制方法开发为可调电压可调电频(AVAF)的逆变器方法。此外,在21世纪,已经开始将电池技术作为节能技术用于铁道车辆的研究。文章介绍了关于这些领域的研发实例以及铁道车辆用主电路和牵引系统的开发趋势。     

基于惯容器的铁道车辆悬挂性能提升研究

作为一种新型隔振元件,惯容器具有提高隔振系统隔振性能的潜力,据此,考虑将惯容器应用于铁道车辆悬挂系统中,探究惯容器对铁道车辆悬挂性能的提升效果。从具有工程应用价值的角度出发,针对几种包含惯容器且具有较低结构复杂度的"惯容-弹簧-阻尼"悬挂系统进行研究,建立包含一系悬挂和二系悬挂的铁道车辆六自由度垂向动力学模型,以提升车辆运行平稳性为目标,采用粒子群优化算法对包含惯容器的铁道车辆悬挂参数进行优化,在此基础上,分析对比各悬挂系统的频率响应以及在随机激励下的瞬态响应。研究结果表明,不同结构形式的"惯容-弹簧-阻尼"悬挂系统对铁道车辆运行平稳性的提升效果明显不同,总体上提升幅度较为明显,但部分结构会在一定程度上恶化铁道车辆悬挂系统的隔振性能。     

燃料电池混合式铁道车辆及工艺技术

介绍了JR东日本公司在研制成功新能源列车-NE列车基础上,开发燃料电池混合系统铁道车辆的概况、待解决的课题、所采用的工艺及技术;指出该车将在干线上实施运行试验;评价了新型动力-燃料电池的发电效率、燃费、运行稳定性等。     

载荷识别研究进展及其运用于铁道轮一轨载荷研究概述

对载荷识别技术的国内外最新进展进行综述,并对各种载荷识别方法的优缺点进行论述.重点对载荷识别在铁道轮-轨载荷识别中的运用进行详细的概述.研究表明大力发展载荷识别在工程领域上的运用,从节约成本以及保证工程结构的可靠性和安全性方面都具有重要的意义.最后,对载荷识别未来的发展方向、在铁道车辆上的运用以及一些有待解决的关键技术...     

氢能在轨道交通领域的应用前景研究

文中阐述了氢能相关产业技术现状及发展,分析了燃料电池技术在轨道交通领域的应用前景,未来,氢燃料电池车辆将会发展成为轨道交通领域的重要分支。     

大火热辐射对车辆用材料燃烧性能影响的定量研究

在日本,根据相关条例对铁道车辆用材料按本国标准进行防火试验,根据其性能对材料分级.制定了有助于铁道车辆防火安全的防火试验标准.然而,标准防火试验中用的热辐射相对较低,一些标准只是质性的.过去几年发生的多起严重火灾表明,在标准防火试验中低估了 一些试验条件.这说明进行定量研究来检测大火热辐射对车辆用材料燃烧性能的影响极为...     

铁道车辆用座椅乘坐舒适性的研究

运用有限元分析法对铁道车辆用座椅的乘坐舒适性进行了研究,并研究了铁道车辆用座椅色调对乘坐舒适性视觉的影响。     

日本新型燃料电池混合动力试验电动车辆

燃料电池供电的混合动力车辆是利用以氢为燃料的燃料电池以及储存燃料电池电能与制动时的再生电能的蓄电池供电驱动。日本铁道综合技术研究所正在进行燃料电池混合动力电动车组的开发。以实用化为导向,兼顾确保车内空间及改善加速性能,使燃料电池等装置小型化,并安装在地板下,提升了燃料电池与蓄电池的功率,在研究所内试验线上,以改善加速性能为目标开展了运行试验。本文介绍该型试验电动车组概况及运行试验情况。