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新能源机车
柏林,2025年2月5日——西门子交通(Siemens Mobility)宣布,其首款搭载电池模块的Vectron多系统机车获得历史性订单。瑞士货运运营商JeMyn(Widmer Rail Services子公司)订购了两台该型机车,计划2027年交付。这笔订单标志着该公司铁路货运“最后一英里”无接触网运营技术正式步入商业化阶段。
动力电池+智能管理破解调车难题
新型Vectron机车的核心在于其电池模块——一组高压锂离子电池配合智能管理系统,可在无接触网条件下续航短途里程。该模块使机车能够独立完成调车作业和末端货运,无需依赖传统柴油或电力调车机车。
“电池模块让Vectron成为全能选手,”Widmer Rail Services CEO Pierre Widmer表示,“我们不再需要额外调车机车,单台Vectron就能高效完成编组作业,预计运营成本可降低15%。”
技术细节显示,电池能量密度较早期原型提升30%,充电效率达95%,并支持制动能量回收。开发过程中,德国联邦政府“未来铁路货运”计划提供了关键资金支持,旨在加速铁路技术创新。
融资租赁模式推向全欧
此次交易采用Raiffeisen Schweiz Genossenschaft银行设计的结构性融资方案,确保项目早期资金到位。“我们不仅提供资金,更助力可持续铁路运输。”该行代表Peter von Flüe强调。
Vectron系列的市场积淀为新技术铺平道路。目前,该平台已在全球16个国家售出超2,600台机车,累计运营里程突破10亿公里,并持有20个欧洲国家的运营认证。“电池模块是Vectron家族的新成员,客户现在可以用纯电方案覆盖全线运营。”西门子交通机车事业部CEO Andre Rodenbeck表示。
动力电池混动Vectron机车助节能减排
带电池模块Vectron机车的推出将带来多重变革。首先,其环保效益显著,单台机车每年可减少300吨碳排放,噪音水平较柴油机车下降60%。其次,运营弹性大幅提升,无接触网区域(如港口、工业园)的调车作业不再受基础设施限制。此外,成本结构得以优化,省去专用调车机车采购与维护费用,资产利用率显著提高。此前,欧洲铁路货运末端环节高度依赖柴油动力,约占行业总排放的25%。电池混合动力Vectron机车的落地,被视为实现欧盟2050年铁路碳中和目标的关键一步。
JeMyn的订单只是开始。西门子交通透露,已有至少5家欧洲运营商就电-电混合动力版Vectron展开洽谈,潜在订单超20台。与此同时,公司正与德国铁路(DB)、奥地利联邦铁路(ÖBB)合作测试更长续航版本,目标将无接触网运营里程从目前的50公里延伸至150公里。
市场分析师指出,随着欧盟碳关税政策收紧,铁路货运电气化改造需求将持续爆发。西门子此番技术卡位,有望在未来五年抢占欧洲调车机车更新市场30%份额。
“这不仅是机车的进化,更是铁路货运商业模式的革命。”Rodenbeck总结道。
附:Vectron with battery power module 技术原理分析
Vectron 列车配备电池动力模块,使其能够在电气化线路之外的区域运行,例如在隧道内、编组站或进行最后一英里运输。这项技术结合了传统的电力机车和电池供电系统,实现了更灵活和高效的铁路运输。
1. 基本原理:
Vectron 电池动力模块的核心是混合动力系统。它允许机车在两种模式下运行:
电力模式: 在电气化线路下,机车通过受电弓从接触网获取电力,驱动电机并为电池充电。
电池模式: 在非电气化区域,机车切换到电池供电,电池为电机提供电力,驱动机车运行。
2. 主要组成部分:
锂离子电池组: 电池组是能量存储的关键,它由多个锂离子电池模块组成,提供高能量密度和功率输出。
电池管理系统 (BMS): BMS 负责监控和控制电池组的状态,包括电量、温度、电压等,确保电池安全可靠运行。
逆变器: 逆变器将电池组的直流电转换为交流电,供给牵引电机。
牵引电机: 牵引电机将电能转换为机械能,驱动机车车轮转动。
电力电子控制单元: 控制机车在两种模式之间切换,并优化能量使用效率。
充电系统: 在电力模式下,机车可以通过接触网或外部电源为电池充电。
3. 工作模式:
电力模式:
受电弓升起,与接触网接触。
接触网的电力通过变压器和整流器转换为直流电。
直流电供给牵引电机,驱动机车运行。
部分电力用于为电池充电。
电池模式:
机车离开电气化区域,受电弓降下。
BMS 控制电池组向逆变器提供直流电。
逆变器将直流电转换为交流电,供给牵引电机。
机车依靠电池提供的电力运行。
4. 技术优势:
灵活性: 可以在电气化和非电气化线路之间无缝切换,无需更换机车。
高效性: 能量回收系统可以将制动能量转换为电能,存储在电池中,提高能源利用率。
环保性: 减少了柴油机车的使用,降低了排放和噪音污染。
可靠性: 电池动力模块可以作为备用电源,提高机车运行的可靠性。
5. 应用场景:
隧道和地下线路: 在通风不良的隧道和地下线路中,使用电池动力模块可以减少空气污染。
编组站和货场: 在编组站和货场中,频繁的调车作业可以使用电池动力模块,减少噪音和排放。
最后一英里运输: 在城市轨道交通中,电池动力模块可以实现最后一英里的无缝连接。
6. 挑战:
电池容量和续航里程: 电池容量有限,需要合理规划运行路线和充电策略。
电池寿命和成本: 锂离子电池的寿命有限,更换成本较高。
充电基础设施: 需要建设完善的充电基础设施,以满足电池动力机车的充电需求。
素材来源:综合编译自西门子及公开资料
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