2023年6月28日，福建莆田，湄洲灣跨海大橋。
海風(fēng)帶著咸濕的氣息掠過(guò)鋼鐵長(zhǎng)龍，陽(yáng)光在嶄新的鐵軌上跳躍，反射出銀色的光輝。兩列身披流線型銀甲的試驗(yàn)列車(chē)靜駐軌道兩端，空氣仿佛凝固了，只有遠(yuǎn)處海浪的低吼預(yù)示著即將到來(lái)的雷霆萬(wàn)鈞。
“試驗(yàn)準(zhǔn)備就緒。”
“發(fā)車(chē)！”
指令如電波般傳遞。瞬間，低沉的嗡鳴聲由弱變強(qiáng)，旋即化為撕裂空氣的咆哮。兩列鋼鐵巨龍如離弦之箭，向著彼此方向加速駛進(jìn)。
加速、加速，再加速……儀表盤(pán)上的數(shù)字急劇跳動(dòng)，視野中的對(duì)方列車(chē)從一個(gè)模糊的光點(diǎn)逐漸變?yōu)榍逦能?chē)頭輪廓。
“雙向兩列相對(duì)交會(huì)最高時(shí)速891公里！”
這一刻，一項(xiàng)嶄新的世界鐵路交會(huì)速度最高紀(jì)錄，在海天之間，被中國(guó)速度悍然銘刻。
風(fēng)雷激蕩的交會(huì)瞬間，澎湃的正是那顆由中國(guó)中車(chē)一級(jí)子公司中車(chē)株洲電力機(jī)車(chē)研究所有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)中車(chē)株洲所）鑄就的“奔騰之心”——永磁牽引系統(tǒng)。
上世紀(jì)80年代，中車(chē)株洲所在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展交流牽引傳動(dòng)技術(shù)研究，歷時(shí)7年，聯(lián)合主機(jī)廠傾力打造中國(guó)第一臺(tái)交流傳動(dòng)原型機(jī)車(chē)；
從2004年開(kāi)始，參與原鐵道部“引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新”工程，3年后，助力時(shí)速200公里動(dòng)車(chē)組投入運(yùn)營(yíng)，中國(guó)鐵路邁入“高速時(shí)代”；
2010年，“和諧號(hào)”380A高速動(dòng)車(chē)組在京滬高鐵跑出當(dāng)時(shí)世界最高速，使中國(guó)高鐵實(shí)現(xiàn)從跟跑到并跑的新跨越；
2015年，借助中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車(chē)組項(xiàng)目，時(shí)速350公里“復(fù)興號(hào)”高速動(dòng)車(chē)組全面開(kāi)通，樹(shù)立世界鐵路商業(yè)運(yùn)營(yíng)新標(biāo)桿；
從直流牽引傳動(dòng)到異步交流傳動(dòng)，再到永磁同步牽引；從追趕到并跑，再到領(lǐng)跑——合轍中國(guó)鐵路裝備的每一次跨越，中車(chē)株洲所潛心打造中國(guó)金名片，挺起交通強(qiáng)國(guó)的“動(dòng)力脊梁”。
7月8日至11日，當(dāng)全球高鐵行業(yè)從業(yè)者的目光聚焦到剛剛啟幕的第十二屆世界高速鐵路大會(huì)之時(shí)，中國(guó)高鐵奔馳大江南北，重載機(jī)車(chē)牽引萬(wàn)噸長(zhǎng)龍，城市地鐵推動(dòng)繪就綠色交通壯闊圖景，這正是中車(chē)株洲所這顆強(qiáng)勁“奔騰之心”驅(qū)動(dòng)下的生動(dòng)寫(xiě)照。它不僅是中國(guó)速度的基石，更以澎湃動(dòng)力，向世界展示著交通強(qiáng)國(guó)的堅(jiān)實(shí)脊梁。
孤光初燃
書(shū)寫(xiě)前瞻者的遠(yuǎn)見(jiàn)與拓荒者的堅(jiān)忍
1959年，湖南株洲。
繁忙的株洲火車(chē)站里，大學(xué)剛畢業(yè)的柯以諾肩挑扁擔(dān)，帶著簡(jiǎn)單的行李從人群中走來(lái)。夏秋之交的湘東地區(qū)依然濕熱難耐，擦去額頭的汗珠，他打聽(tīng)起單位地址。
此后幾年，陸續(xù)有傅志寰、丁愛(ài)國(guó)、廖勤生、周官森、黃濟(jì)榮、李春陽(yáng)、嚴(yán)樹(shù)鋼、嚴(yán)云升等新中國(guó)第一批電力機(jī)車(chē)專(zhuān)業(yè)大學(xué)畢業(yè)生，響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，從五湖四海奔赴株洲，成為我國(guó)電力機(jī)車(chē)領(lǐng)域最早的奠基人。
他們的目的地是原鐵道部1959年6月一紙“部令”成立的中車(chē)株洲所。向當(dāng)?shù)厝舜蚵?tīng)單位地址被告知“沒(méi)聽(tīng)過(guò)”，抵達(dá)所里發(fā)現(xiàn)缺設(shè)備、沒(méi)實(shí)驗(yàn)室，連塊門(mén)牌都沒(méi)有，眼前只有一座老舊簡(jiǎn)陋的兩層蘇式員工宿舍樓……
即便與想象中的科研院所大相徑庭，但這群一心想到祖國(guó)和人民最需要的地方發(fā)光發(fā)熱、建功立業(yè)的年輕人，仍堅(jiān)定地留在了這里。
1959年創(chuàng)建的中車(chē)株洲所是當(dāng)時(shí)我國(guó)唯一的電力牽引系統(tǒng)研究機(jī)構(gòu)。這不禁讓人疑惑，為什么要在株洲建這樣一個(gè)研究所？
1936年，國(guó)民政府就在緊鄰京廣線的株洲田心地區(qū)成立蒸汽機(jī)車(chē)修理廠，在一片稻田上打下株洲軌道交通裝備產(chǎn)業(yè)的第一根樁基。1952年，原鐵道部成立株洲機(jī)車(chē)車(chē)輛修理工廠，后又改名為鐵道部株洲機(jī)車(chē)車(chē)輛工廠。
鐵路電氣化是鐵路現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一，很多發(fā)達(dá)國(guó)家從20世紀(jì)四五十年代就已著手鐵路牽引動(dòng)力改革。而當(dāng)時(shí)中國(guó)的交通運(yùn)輸業(yè)基礎(chǔ)薄弱，尤其是鐵路運(yùn)輸能力成了新中國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展“瓶頸”。
中車(chē)株洲所的使命，就是研制和試驗(yàn)電力機(jī)車(chē)，滿足鐵路日益發(fā)展的需要，促進(jìn)電力機(jī)車(chē)的發(fā)展和生產(chǎn)技術(shù)不斷提高。
建所后的“第一課”，是對(duì)剛下線的第一臺(tái)電力機(jī)車(chē)進(jìn)行改造。
當(dāng)時(shí)，中國(guó)第一臺(tái)干線電力機(jī)車(chē)6Y1型試制成功，但由于基礎(chǔ)薄弱、人才匱乏，加上蘇聯(lián)專(zhuān)家突然中斷援建，帶著全部圖紙與技術(shù)資料撤離，這讓剛組建的研究隊(duì)伍一時(shí)陷入困境。
1958年12月28日，中國(guó)第一臺(tái)干線電力機(jī)車(chē)6Y1型出廠。
沒(méi)有條件，創(chuàng)造條件也要上。歷經(jīng)10年，主機(jī)廠和研究所聯(lián)合攻關(guān)，先后解決三大技術(shù)難題，韶山1型電力機(jī)車(chē)誕生。從此，從株洲“搖籃”里誕生的電力機(jī)車(chē)駛向全國(guó)，成為上個(gè)世紀(jì)我國(guó)鐵路運(yùn)輸?shù)闹髁姟?span style="display:none">30t速刷資訊——每天刷點(diǎn)最新資訊，了解這個(gè)世界多一點(diǎn)SUSHUAPOS.COM
時(shí)間進(jìn)入20世紀(jì)80年代，世界高鐵已疾馳在200公里時(shí)速的軌道上，我國(guó)列車(chē)卻大多徘徊于60公里。速度的鴻溝，實(shí)則是牽引動(dòng)力的代差。
要打造中國(guó)的高速列車(chē)，首先要跑得快，擁有強(qiáng)勁動(dòng)力。1989年，中車(chē)株洲所組織精干研究力量，從“零”開(kāi)始攻克高速列車(chē)所需要的交流傳動(dòng)技術(shù)。
“異步傳動(dòng)牽引技術(shù)是當(dāng)時(shí)國(guó)際上高速列車(chē)采用的主流技術(shù)。彼時(shí)歐洲已開(kāi)始用大功率GTO器件，很少用IGBT器件，我們只能從上上代器件快速晶閘管開(kāi)始攻關(guān)。”中國(guó)工程院院士、中國(guó)中車(chē)首席科學(xué)家丁榮軍是當(dāng)時(shí)的年輕骨干，他對(duì)那段攻堅(jiān)歲月記憶猶新。
“做電壓試驗(yàn)時(shí)，器件經(jīng)常燒壞，像‘放炮’一樣。一‘放炮’整個(gè)實(shí)驗(yàn)室濃煙滾滾，我們就拿著滅火器滅火，瞬間的能量釋放有時(shí)甚至?xí)压╇娤到y(tǒng)頂翻，燒得我后來(lái)手都有點(diǎn)發(fā)抖。”丁榮軍說(shuō)，“放炮”最多的一次燒掉24個(gè)器件，一個(gè)2000多元，這對(duì)當(dāng)時(shí)全年?duì)I收不到1億元的中車(chē)株洲所來(lái)說(shuō)，是一筆不小的“損失”。
當(dāng)時(shí)中車(chē)株洲所只有幾百萬(wàn)元的年利潤(rùn)，這無(wú)疑是“燒錢(qián)”。時(shí)任所領(lǐng)導(dǎo)卻斬釘截鐵地說(shuō)：“為了技術(shù)突破，值得燒！”這種對(duì)探索近乎偏執(zhí)的“縱容”，成了中車(chē)株洲所包容文化最深沉的底色——它允許跌倒，只為托舉更高的飛翔。
攻堅(jiān)之路布滿荊棘。苦戰(zhàn)7年，我國(guó)第一臺(tái)交流傳動(dòng)原型電力機(jī)車(chē)AC4000于1996年誕生，標(biāo)志著中國(guó)電力機(jī)車(chē)進(jìn)入了“交流時(shí)代”。相對(duì)于國(guó)際先進(jìn)水平，我國(guó)落后的時(shí)限縮短至不到20年，差距越來(lái)越小。
在原鐵道部“十年轉(zhuǎn)換工程”的引領(lǐng)下，我國(guó)電力機(jī)車(chē)交流傳動(dòng)技術(shù)進(jìn)入“井噴”時(shí)代。中車(chē)株洲所和國(guó)內(nèi)主機(jī)廠開(kāi)始了一系列首創(chuàng)性電力機(jī)車(chē)、動(dòng)車(chē)組的研制，如“中原之星”“中華之星”“奧星”等。特別是2002年11月27日，“中華之星”電動(dòng)車(chē)組在中國(guó)第一條鐵路快速客運(yùn)專(zhuān)線秦沈客運(yùn)專(zhuān)線創(chuàng)造了當(dāng)時(shí)“中國(guó)鐵路第一速”——時(shí)速321.5公里。
中國(guó)鐵路裝備迎來(lái)了“交流傳動(dòng)”的春天！
破壁提速
引進(jìn)浪潮中淬煉中國(guó)動(dòng)力“心”
進(jìn)入21世紀(jì)后，中國(guó)鐵路進(jìn)入新的發(fā)展階段。我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，呼喚更加高效、速度更快的高速列車(chē)誕生。
2004年，我國(guó)《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》正式公布，開(kāi)始規(guī)劃“四縱四橫”的現(xiàn)代鐵路網(wǎng)絡(luò)，并確立了技術(shù)引進(jìn)與消化吸收的策略。同年6月，原鐵道部啟動(dòng)了時(shí)速200公里動(dòng)車(chē)組的國(guó)際招標(biāo)，標(biāo)志著高鐵技術(shù)正式進(jìn)入引入階段。
到2005年底，全國(guó)鐵路總營(yíng)業(yè)里程達(dá)7.5萬(wàn)公里，比“九五”末增加7000公里、增長(zhǎng)10%，是改革開(kāi)放以來(lái)鐵路新增營(yíng)業(yè)里程最多的5年。
鐵路建好了，車(chē)從哪兒來(lái)？
2006年起，我國(guó)陸續(xù)引進(jìn)加拿大龐巴迪公司、日本川崎公司、法國(guó)阿爾斯通公司和德國(guó)西門(mén)子公司的4種高速動(dòng)車(chē)組。
引進(jìn)后生產(chǎn)的動(dòng)車(chē)組成為我國(guó)高鐵不可或缺的組成部分，大大提升旅客服務(wù)水平，明顯增加了我國(guó)鐵路干線貨運(yùn)能力，降低了能耗。這也帶動(dòng)我國(guó)機(jī)車(chē)車(chē)輛設(shè)計(jì)手段、加工工藝和生產(chǎn)組織方式的改進(jìn)，促進(jìn)了企業(yè)技術(shù)改造和設(shè)備更新。
然而，國(guó)外的一些核心技術(shù)始終沒(méi)有轉(zhuǎn)讓給我國(guó)。“長(zhǎng)此以往，我們只能在國(guó)際高鐵技術(shù)領(lǐng)域當(dāng)一個(gè)‘跟跑者’，最多是個(gè)‘并行者’，不可能引領(lǐng)技術(shù)發(fā)展。”中國(guó)中車(chē)首席科學(xué)家、中車(chē)株洲所總工程師馮江華說(shuō)，核心技術(shù)是買(mǎi)不來(lái)、要不來(lái)、討不來(lái)的，必須自主攻關(guān)。
中國(guó)的鐵路網(wǎng)絡(luò)有著復(fù)雜的高鐵運(yùn)營(yíng)環(huán)境。“引進(jìn)的一款動(dòng)車(chē)組在蘭州—烏魯木齊運(yùn)行過(guò)程中，速度根本跑不上去，牽引動(dòng)力還會(huì)超溫失效，說(shuō)明它‘水土不服’，技術(shù)不完善。”馮江華說(shuō)。
推進(jìn)高速列車(chē)持續(xù)創(chuàng)新，開(kāi)展核心技術(shù)攻關(guān)，成了中車(chē)株洲所的新使命。
為滿足高寒動(dòng)車(chē)組在長(zhǎng)大坡道持續(xù)高速運(yùn)行的需求，馮江華帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)持續(xù)攻關(guān)，大膽提出新的控制策略，在團(tuán)隊(duì)研制控制器完成驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)在功率提升20%的同時(shí)溫升降低25開(kāi)爾文，一舉解決了高能效牽引的行業(yè)難題。
持續(xù)的技術(shù)突破，讓中車(chē)株洲所贏來(lái)創(chuàng)新技術(shù)大功率交流機(jī)車(chē)首次應(yīng)用。
2008年12月25日，中車(chē)株洲所HXD1C機(jī)車(chē)牽引傳動(dòng)項(xiàng)目成立，該項(xiàng)目將批量使用其研發(fā)的大功率交流傳動(dòng)系統(tǒng)。時(shí)任時(shí)代電氣副總裁、技術(shù)總監(jiān)馮江華擔(dān)任項(xiàng)目經(jīng)理，并撂下擲地有聲的一句話：“如果項(xiàng)目不成功，我就引咎辭職。”從設(shè)計(jì)、采購(gòu)、制造到售后，他們只有6個(gè)月的時(shí)間。
馮江華（右五）與科研團(tuán)隊(duì)在科研現(xiàn)場(chǎng)。
“我們的技術(shù)指標(biāo)和國(guó)外同類(lèi)型機(jī)車(chē)指標(biāo)完全一樣，包括功率、重量等，技術(shù)要求很高。”馮江華回憶，大家擰成一股繩，幾乎是連軸轉(zhuǎn)，不斷地整備、處理故障，優(yōu)化控制技術(shù)和軟件，除了吃飯和短暫的休息都在工作，決心用交流傳動(dòng)領(lǐng)域的拳頭產(chǎn)品來(lái)證明自己。
2009年6月，首臺(tái)HXD1C型電力機(jī)車(chē)在株洲落車(chē)，同年6月正式下線，機(jī)車(chē)從設(shè)計(jì)到竣工用了不到6個(gè)月。這是我國(guó)研制的機(jī)車(chē)變流器、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)等重要部件在大功率電力機(jī)車(chē)上首次應(yīng)用。
牽引和控制是軌道交通車(chē)輛的“心臟”和“大腦”，是車(chē)輛動(dòng)力的關(guān)鍵來(lái)源。
早在20世紀(jì)90年代，馮江華就牽頭組建國(guó)內(nèi)第一個(gè)高性能異步電機(jī)牽引控制技術(shù)研究與工程實(shí)踐團(tuán)隊(duì)。通過(guò)多年攻關(guān)，他們確立了異步牽引控制技術(shù)模式，陸續(xù)攻克了動(dòng)力實(shí)時(shí)控制、分布式系統(tǒng)協(xié)同控制等關(guān)鍵技術(shù)，搭建了軌道交通交流傳動(dòng)技術(shù)平臺(tái)和產(chǎn)業(yè)化平臺(tái)。
中國(guó)在2004年引進(jìn)高速列車(chē)技術(shù)時(shí)，有外方公司負(fù)責(zé)人曾勸告中方技術(shù)人員不要操之過(guò)急，先用8年時(shí)間掌握時(shí)速200公里的技術(shù)，再用8年時(shí)間掌握時(shí)速350公里的技術(shù)。
但憑借中車(chē)株洲所等單位自主創(chuàng)新能力的不斷突破，我國(guó)在引進(jìn)消化基礎(chǔ)上再創(chuàng)新——2010年12月，和諧號(hào)CRH380A新一代高速動(dòng)車(chē)組最高時(shí)速達(dá)到486.1公里，刷新了世界鐵路運(yùn)營(yíng)試驗(yàn)最高時(shí)速。
“我們不僅打破了國(guó)外高鐵巨頭的預(yù)言，還跑出了世界鐵路運(yùn)營(yíng)試驗(yàn)最高時(shí)速。”馮江華說(shuō)，數(shù)十年的持續(xù)探索，讓我國(guó)具備自主創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)從直流到交流、從普速到高速、從普載到重載的跨越，為后續(xù)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
國(guó)之重器
在復(fù)興征途上鐫刻中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)
隨著創(chuàng)新成果的涌現(xiàn)，我國(guó)高鐵發(fā)展實(shí)現(xiàn)從無(wú)到有，迅速成為高鐵大國(guó)，但還不是高鐵強(qiáng)國(guó)。
“雖然此前已基于不同平臺(tái)研發(fā)出‘和諧號(hào)’車(chē)型，但由于標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，不能互聯(lián)互通，難以互為備用。從維修角度來(lái)說(shuō)，一個(gè)師傅要了解很多不同標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)模式的產(chǎn)品才能勝任運(yùn)營(yíng)、維修工作，無(wú)形中增加運(yùn)營(yíng)和維修成本。”馮江華說(shuō)，當(dāng)時(shí)我國(guó)急需完全自主、性能優(yōu)越的具有中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的高速動(dòng)車(chē)組。
2012年，我國(guó)正式啟動(dòng)新一代標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車(chē)組“復(fù)興號(hào)”的早期研制工作。
“復(fù)興號(hào)”高速列車(chē)的研制面臨前所未有的挑戰(zhàn)，除提高速度、安全性和舒適性等外，要實(shí)現(xiàn)完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，構(gòu)建中國(guó)的高速列車(chē)標(biāo)準(zhǔn)體系。
如何更高速？擺在研究者面前的第一個(gè)問(wèn)題是采用哪一種動(dòng)力配置方案。中車(chē)株洲所憑借多年的技術(shù)積累“作答”。
“是采用更多的動(dòng)力配置，還是采用同樣的動(dòng)力配置、增加每個(gè)動(dòng)力的牽引能力？從穩(wěn)妥的角度來(lái)說(shuō)，增加幾個(gè)動(dòng)力配置要容易得多。但我們恰恰選擇了一個(gè)最困難的技術(shù)路線，即增加每一個(gè)單元的動(dòng)力功率而不增加動(dòng)力配置數(shù)量。”馮江華表示。
高速列車(chē)的牽引動(dòng)力從哪里來(lái)？其原理是電網(wǎng)送電到列車(chē)?yán)铮熊?chē)將電轉(zhuǎn)化后驅(qū)動(dòng)電機(jī)，電機(jī)產(chǎn)生機(jī)械的電機(jī)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩最后成為直線的牽引力。這個(gè)轉(zhuǎn)矩其實(shí)就是輪子和軌道之間的摩擦產(chǎn)生的。
鋼輪鋼軌都比較硬且光滑，輪子要擦得锃亮，這是因?yàn)殇撦嗕撥壞Σ亮π ⒆枇π×耍渥陨淼哪芎木托 ５@又是一把“雙刃劍”，摩擦力小，靠摩擦產(chǎn)生的牽引能力也會(huì)降低。隨著高速列車(chē)的速度越來(lái)越快，輪子和軌道之間產(chǎn)生的力會(huì)更大，這意味著輪軌容易打滑。
如何解決這個(gè)問(wèn)題？“有時(shí)候我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)效果很好，但到了現(xiàn)場(chǎng)又很不理想，唯有不斷調(diào)整、反復(fù)優(yōu)化。”馮江華介紹，中車(chē)株洲所突破傳統(tǒng)思路，攻克了狀態(tài)敏銳感知、輪軌態(tài)勢(shì)準(zhǔn)確識(shí)別和動(dòng)力快速優(yōu)化調(diào)控等技術(shù)，最終設(shè)計(jì)出高實(shí)時(shí)、高能效的傳動(dòng)控制系統(tǒng),解決輪軌打滑等問(wèn)題，不僅大大提高安全性，更能降低能耗。京滬高鐵實(shí)測(cè)結(jié)果顯示，在350公里時(shí)速下“復(fù)興號(hào)”與“和諧號(hào)380”相比，總能耗下降了10%。以京滬高鐵為例，“復(fù)興號(hào)”往返一趟能省5000多千瓦時(shí)的電。
2017年2月25日，G65次列車(chē)駛出北京西站，運(yùn)行于京廣高鐵，標(biāo)志著中國(guó)自行設(shè)計(jì)研制的、擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車(chē)組樣車(chē)正式上線運(yùn)營(yíng)；同年6月，該動(dòng)車(chē)組被命名為“復(fù)興號(hào)”并投入運(yùn)行；9月，“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車(chē)組在京滬高鐵率先恢復(fù)最高350公里時(shí)速運(yùn)營(yíng)，中國(guó)再次成為世界上高鐵商業(yè)運(yùn)營(yíng)速度最快的國(guó)家。
“‘復(fù)興號(hào)’不僅成為我國(guó)非常重要的科技名片，奔馳在祖國(guó)廣袤的大地上，也在國(guó)際上形成了更加領(lǐng)先的技術(shù)平臺(tái)，成功‘走出去’，成為雅萬(wàn)高鐵、中老高鐵等‘一帶一路’沿線重要的標(biāo)志性項(xiàng)目，貢獻(xiàn)鐵路發(fā)展的中國(guó)智慧和中國(guó)方案。”馮江華表示。
劍指巔峰
在極限競(jìng)逐中定義未來(lái)
鐵軌之上，風(fēng)馳電掣。2024年12月29日，北京，CR450動(dòng)車(chē)組樣車(chē)發(fā)布。作為中國(guó)高鐵的最新力作，CR450動(dòng)車(chē)組以時(shí)速400公里的雄姿，不僅標(biāo)記了中國(guó)鐵路發(fā)展的新高度，更以其卓越性能和創(chuàng)新技術(shù)，向世界展示了中國(guó)高速列車(chē)技術(shù)的硬核實(shí)力。
而這場(chǎng)時(shí)速革命的背后，馮江華領(lǐng)銜的研發(fā)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)揮了重要作用。他們以數(shù)十年砥礪的堅(jiān)韌與執(zhí)著，深入研究列車(chē)的“心臟”和“大腦”，從為CR450動(dòng)車(chē)組鑄就“強(qiáng)勁心臟”到構(gòu)建“智慧大腦”，他們將實(shí)驗(yàn)室里的每個(gè)假設(shè)、圖紙上的每條曲線，淬煉成中國(guó)高鐵挺立世界的科技脊梁。
2021年，我國(guó)啟動(dòng)CR450科技創(chuàng)新工程，提出8個(gè)“更”的頂層要求：更高速、更安全、更環(huán)保、更節(jié)能、更智能、更自主、更可持續(xù)、系統(tǒng)更優(yōu)，并要求在以時(shí)速400公里運(yùn)行時(shí)，牽引能耗與CR400時(shí)速350公里持平。
這些硬指標(biāo)，決定了CR450動(dòng)車(chē)組必須擁有一顆更強(qiáng)勁的“心臟”。
永磁同步牽引系統(tǒng)作為軌道交通下一代牽引系統(tǒng)的主流產(chǎn)品，與傳統(tǒng)異步電機(jī)牽引系統(tǒng)相比，具有更加小型化、輕量化和節(jié)能的突出優(yōu)勢(shì)。
實(shí)際上，中車(chē)株洲所早在2003年就已開(kāi)始布局，并由馮江華牽頭組建國(guó)內(nèi)第一支永磁牽引系統(tǒng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，率先探索永磁牽引技術(shù)。
“復(fù)興號(hào)”高鐵駛過(guò)北京中軸線永定門(mén)城樓。受訪者供圖
彼時(shí)，永磁牽引技術(shù)屬于前瞻性核心技術(shù)，當(dāng)時(shí)在全球尚處于起步階段，完全沒(méi)有標(biāo)桿可尋。團(tuán)隊(duì)成員不但沒(méi)有接觸過(guò)，就連研究的對(duì)象也僅是一個(gè)概念。
從“零”開(kāi)始，挑戰(zhàn)未知。缺乏參考資料，團(tuán)隊(duì)拿著為數(shù)不多的資料反復(fù)鉆研；沒(méi)有驗(yàn)證平臺(tái)，團(tuán)隊(duì)“白手起家”搭建起永磁試驗(yàn)平臺(tái)。“為了讓系統(tǒng)更平穩(wěn)、可靠，我們甚至主動(dòng)求敗。”馮江華說(shuō)，團(tuán)隊(duì)經(jīng)常在做試驗(yàn)的時(shí)候，故意設(shè)計(jì)一些試驗(yàn)場(chǎng)景去經(jīng)歷失敗。
經(jīng)過(guò)近十年的努力攻關(guān)，2011年底，永磁同步牽引系統(tǒng)在沈陽(yáng)地鐵二號(hào)線列車(chē)成功裝車(chē)，實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)軌道交通領(lǐng)域的首次應(yīng)用。裝車(chē)應(yīng)用5個(gè)月，列車(chē)完成了7000公里系統(tǒng)零故障正線試驗(yàn)運(yùn)行。2013年，團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的230千瓦地鐵車(chē)輛永磁同步電機(jī)成功應(yīng)用于長(zhǎng)沙地鐵，同等安裝空間下相比異步電機(jī)，功率提升20%。
然而，“永磁高鐵”才是馮江華心中的制高點(diǎn)。2021年，盡管團(tuán)隊(duì)前期積淀了豐富的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，但得知要為CR450裝上永磁“心臟”，團(tuán)隊(duì)成員興奮之余又有些擔(dān)憂。
如何破局？立項(xiàng)以來(lái)，馮江華帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)持續(xù)開(kāi)展CR450永磁牽引系統(tǒng)故障診斷研究與驗(yàn)證，探索出永磁電機(jī)匝短、相短等極端故障精確診斷與主動(dòng)安全保護(hù)策略，設(shè)計(jì)了完善的永磁牽引控制邏輯、保護(hù)措施、應(yīng)急處置分層分級(jí)策略，確保CR450動(dòng)車(chē)組永磁牽引系統(tǒng)安全可靠。
2023年6月28日，福建湄洲灣跨海大橋上，兩列搭載永磁動(dòng)力的綜合檢測(cè)試驗(yàn)列車(chē)風(fēng)馳電掣般交會(huì)而過(guò)，創(chuàng)造了雙向正線交會(huì)試驗(yàn)時(shí)速891公里世界紀(jì)錄，時(shí)速400公里永磁牽引技術(shù)再一次得到驗(yàn)證。
不只是牽引系統(tǒng)。過(guò)去幾年里，中車(chē)中車(chē)株洲所充分發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢(shì)和創(chuàng)新能力，還主持了CR450的牽引變流器、傳動(dòng)控制單元、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)等關(guān)鍵部件的重要設(shè)計(jì)研發(fā)和試驗(yàn)任務(wù)，有力助推CR450領(lǐng)跑世界。
如今的中車(chē)株洲所，擁有近萬(wàn)名研發(fā)人員，包括1名中國(guó)工程院院士、300余名博士、5000余名碩士；構(gòu)建了軌道交通、清潔能源、汽車(chē)與工業(yè)三大產(chǎn)業(yè)集群；連續(xù)三年獲評(píng)國(guó)務(wù)院國(guó)資委“雙百企業(yè)”標(biāo)桿企業(yè)；2024年?duì)I業(yè)收入超600億元，利稅貢獻(xiàn)超70億元，創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。
今年，CR450動(dòng)車(chē)組樣車(chē)將經(jīng)歷整車(chē)試驗(yàn)驗(yàn)證和試用的“大考”。馮江華表示，如果說(shuō)換裝試跑是最后一次“模擬考試”，今年的樣車(chē)試跑和試驗(yàn)考核將是真正的“高考”。“團(tuán)隊(duì)將全力以赴，做好各項(xiàng)保障備考，爭(zhēng)取拿到最優(yōu)成績(jī)。”
與高鐵同行，與時(shí)代共振。“我國(guó)對(duì)高速列車(chē)及其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了30余年長(zhǎng)期探索和創(chuàng)新，我有幸見(jiàn)證中國(guó)高鐵自主創(chuàng)新全過(guò)程，親歷了我國(guó)高速列車(chē)核心技術(shù)實(shí)現(xiàn)從無(wú)到有、從追趕到領(lǐng)跑的跨越，貢獻(xiàn)了自己的力量和創(chuàng)新成果。”談及未來(lái)，馮江華表示，將帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)朝著“更高速”“更綠色”“更智能”的方向開(kāi)展持續(xù)攻關(guān)，助推我國(guó)高端制造向更加智能化、安全化的方向發(fā)展。
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