新能源悬挂式单轨列车的设计

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1、新能源悬挂式单轨列车的设计彭长福何国福中车资阳机车有限公司研发部摘要：介绍了以新能源为动力的悬挂式单轨列车系统集成参数及主要性能，分析了列车技术特点、优点及推广应用价值。关键词：悬挂式;单轨;列车;设计;作者简介：彭长福（1971—），男，重庆人，教授级高级工程师。收稿日期：2017-02-13Designofnewenergysuspended-typemonorailtrainPENGChangfuHEGuofuResearchandDevelopmentDepartmentofCRRCZiyangLocomotiveCo.，Ltd.;Abstract：Thepaperint

2、roducesthesystemintegrationdynamicparametersandmainpropertiesofthesuspended-typemonorailtrainpoweredbynewenergy,andanalyzesthetechnicalfeatures,advantagesandapplicationvalueofthetrain.Keyword：suspended-type;monorail:train;design;Received：2017-02-131开发背景和任务来源随着我国城市化进程的加快及私家.午.数量的急剧增加，交通拥堵、汽车尾气

3、及噪声污染已成为各城市的通病，各城市都将大力发展运量大、准时、快捷、舒适、安全、无污染的城市轨道交通作为改善以上问题的首选方案。各个城市在发展城市轨道交通系统的过程中，需根据各类交通的运量范围、线路条件和工程造价等因素，结合城市近、远期客流情况，研究和选择适合自身可持续发展的交通类型。0前，我国己获批建设轨道交通系统的特人城市和部分人城市屮，绝大多数将地铁、轻轨作为城市轨道交通的首选。然而，由于地铁系统、轻轨系统的投资和建设成本比较高，人口相对较少的城市不适合修建地铁、轻轨系统，低地板有轨电车等地面城市轨道交通系统乂面临着占地多、拆迁量大等难题。同时，在高铁、城际铁路、长途汽车站

4、、机场、码头之间联络线，旅游区、主题乐园等往返线以及景点间连线都存在中低运量轨道交通系统需求。因此，冇必要研宂开发出适合这类城市的轨道交通系统。悬挂式单轨列车作为一种中低运量的城市轨道交通类型，自1903年在德国乌帕塔尔市建成第一条全长13.3km的悬挂式单轨列车线及单臂钢轮悬挂式单轨列车己成功运行至今;20世纪80年代以后，德国及日木乂陆续开发出了橡胶轮悬挂式单轨列车系统并小量的投入科研试验及商业运营。经调研分析，悬挂式单轨列车能很好地满足国内上述城市的屮低运量轨道交通系统需求。新能源技术日趋成熟，可以作为悬挂式单轨列车的驱动动力选择之一。2016年3月，中车资阳机车有限公司（

5、以下简称资阳公司）与中唐空铁科技有限公司签订了空中轨道列车项目样机制造合作协议，开始了新能源为动力的悬挂式单轨列车的研制。2列车系统集成与主要性能2.1列车编组与运量为适应用户需求多变性和高经济性要求，设计吋兼顾了两种编组方式供选择。编组方式1:列车由2辆完全相同的动力车辆固定编组而成，如图1所示。该种编组方式列车可实现单向小时运量0.43万~2.35万人，详见表1。编组方式2:列车由2辆完全相同的动力车辆+中间1辆动力（或非动力）车辆岡定编组而成，如图2所示。该种编组方式列车可实现单向小吋运量0.7万85万人，详见表2。2.2车辆动态包络线选取轨道梁截面空间尺寸为780mmXl

6、100mm（宽X高），为了在轨道梁上方预留出通信信号线缆设施及兼容第三轨受流供电方案的空间，转向架在轨道梁截面闪的总高度限制在907画以下。图1列车编组方式1下载原图图2列车编组方式2下载原图综合考虑乘客乘坐舒适性和建筑限界的耍求，车辆最大侧滚角限制在6.5°，选取车辆动态包络线时考虑一定的安全系数取7.5°，得出图3所示的车辆动态包络线。表11~4列重联列车预计运量下载原表表2广3列重联列车预计运量下载原表2.3供电方式选择城市轨道交通供电方式一般为电网供电，为尽量减少试验线投资、兼顾部分潜在用户新能源动力驱动的要求，方案设计时兼顾了直流750V第三轨受流供电和磷酸铁锂电池为驱

7、动动力两种方案，样车设计采用了磷酸铁锂电池为驱动动力。综合考虑空间、重量及成本因素，本项0采用了224只200Ah单体容量的磷酸铁锂电池串联在一起组成动力包，动力包最大容量为143kW•h,每个动力车辆配置1个，2个动力车辆固定编组的列车总容量286kW*h，在平直道上续航里程为9（fl20km。可采用更换动力包的方式补充能量，预计正常运营每円更换3飞次动力乜。也可釆用地面充电桩的方式向动力充电，电池电量S0C从20%充至100%耗时约1h。动力包、蓄电池管理系统及高压开关盒安装