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國內(nèi)首臺無線供電制式城軌車輛

1月7日，在科技部“十三五”重點研發(fā)計劃項目——“軌道交通新型供電制式車輛與車載儲能技術(shù)”的支持下，采用非接觸感應(yīng)原理實現(xiàn)電能傳輸?shù)男滦蜔o線供電制式城軌車輛在中車唐山廠成功下線，在國內(nèi)首次實現(xiàn)了城軌車輛供電制式由“有線”到“無線”的突破，打破了發(fā)達(dá)國家對城軌車輛無線供電制式的技術(shù)壟斷。國家杰出青年基金獲得者、西南交通大學(xué)何正友教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊，作為項目核心技術(shù)團(tuán)隊并主持了課題——“軌道交通非接觸供電技術(shù)”，發(fā)明的大功率高效無線供電技術(shù)及其系統(tǒng)方案得到成功應(yīng)用。

在新型無線供電制式城軌車輛開發(fā)工程中，西南交通大學(xué)承擔(dān)了“軌道交通非接觸供電技術(shù)”課題的核心理論和關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)任務(wù)。歷時三年多，完成了城軌車輛無線供電系統(tǒng)的頂層設(shè)計與核心技術(shù)突破，突破與掌握了城軌車輛無線供電系統(tǒng)的功率提升、效率優(yōu)化、分段供電平穩(wěn)切換、長距離能量傳輸?shù)群诵募夹g(shù)，于2020年1月完成了國內(nèi)首套500kW動態(tài)無線供電系統(tǒng)的原理樣機(jī)研發(fā)，在15cm間隙下，實現(xiàn)系統(tǒng)傳輸效率大于90%。西南交通大學(xué)聯(lián)合中車株洲電力機(jī)車研究所進(jìn)行工程化設(shè)計，成功實現(xiàn)了城軌車輛無線供電裝備研制與運行調(diào)試，其中，車輛和地面供電系統(tǒng)的技術(shù)方案由西南交通大學(xué)電氣學(xué)院提供，包括能量發(fā)射系統(tǒng)、分段供電系統(tǒng)、能量接收系統(tǒng)、高效電能變換系統(tǒng)等。

無線供電技術(shù)可能取消傳統(tǒng)軌道交通依賴于“弓網(wǎng)”受流取電的供電“辮子”，大幅提高軌道交通供電的靈活性和安全性，是城市軌道交通未來理想供電方案之一。從2010年開始，在中國工程院錢清泉院士的指導(dǎo)下，西南交通大學(xué)團(tuán)隊在國內(nèi)率先提出并開展了軌道交通大功率動態(tài)無線供電技術(shù)的創(chuàng)新研究，突破了大功率/動態(tài)無線供電中基于組合式逆變器的功率提升技術(shù)、動態(tài)耦合調(diào)諧技術(shù)、分段供電平穩(wěn)切換技術(shù)、魯棒穩(wěn)定控制等核心關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)了從10kW小功率/靜態(tài)無線供電到500kW大功率/動態(tài)無線供電及其原理樣機(jī)研制。2013年10月，成功研制國內(nèi)首臺40kW動態(tài)無線供電軌道原理樣車，2017年中央電視臺進(jìn)行專門報道，多次接待國鐵集團(tuán)、四川省領(lǐng)導(dǎo)等蒞臨參觀并試乘。經(jīng)過團(tuán)隊十余年堅守大功率無線供電核心技術(shù)攻關(guān)，團(tuán)隊在大功率動態(tài)無線供電技術(shù)領(lǐng)域取得豐富研究成果，出版學(xué)術(shù)專著《軌道交通無線供電技術(shù)》，授權(quán)發(fā)明專利40余項，發(fā)表IEEE transactions 論文30余篇。正在致力于高速鐵路無線供電的前瞻性基礎(chǔ)問題研究和大功率無線供電技術(shù)在磁懸浮交通、港口AGV、特殊場景需求等領(lǐng)域的應(yīng)用研究，為大功率動態(tài)無線供電的持續(xù)引領(lǐng)而不懈努力。