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一颗永磁“中国心” 铸就产业自强路 ——记中车永济电机有限公司永磁牵引核心技术突破之路

   2025-12-11 136

呼啸的列车,离不开一颗强大的“心脏”;领先的产业,离不开自主研发的核心技术。

作为中国中车股份有限公司的一员,中车永济电机有限公司(以下简称“中车永济”)深知,掌握永磁牵引核心技术,是实现“中国创造”、打破国外技术壁垒、保障国家产业安全的关键一步。多年来,中车永济在接续奋斗中砥砺前行,从追赶者到并跑者再到引领者,一场关于列车核心动力的技术跨越,见证着中国创造的坚定步伐。

直面行业痛点勇立转型潮头

当前,中国轨道交通正飞速迈向以“绿色、智能”为标志的新发展阶段。在这一进程中,牵引系统作为列车的“心脏”,其技术水平和性能表现直接决定了列车的运行效率、能耗水平与环境友好程度,其重要性不言而喻。

然而,要支撑这一转型愿景,首先必须直面现有技术体系的不足。据了解,长期以来广泛使用的传统异步牵引系统,尽管功勋卓著,却在效率、噪音控制、维护成本等方面逐渐触及瓶颈,难以满足未来交通对经济性与可持续性的更高要求。其次,节能降耗、降低全寿命周期成本、提升运营效率,已成为横亘在传统牵引系统面前的三大核心痛点。

作为技术升级的集大成者——永磁牵引系统,是集先进材料(稀土永磁)、电机设计、电力电子、智能控制于一体的高端装备,具有高效率、高功率密度、低维护等优势。更重要的是,永磁牵引系统从上游的稀土材料、功率半导体,到下游的整车制造与运营维护,可带动全产业链的协同发展与价值提升,更代表着一个国家在轨道交通领域的核心技术实力。

一场关乎列车核心动力的深刻变革,已势在必行。

然而,这条通往未来的赛道早已不是一片空白。放眼全球,西门子、庞巴迪、东芝等企业已率先布局永磁牵引技术,在非直驱式与直驱式两大主流技术路径上构筑了坚实的专利壁垒,并早已进入了成熟的商业化应用阶段。这意味着,中国若想在这一关键领域实现超越,就必须直面一场与行业巨头的正面竞赛。

中国中车作为全球领先的轨道交通装备制造商,引领永磁牵引技术的发展是其使命与责任。此外,实现永磁牵引系统的全面自主研发和商业化应用,更是打破国外技术壁垒、实现“中国创造”和“技术出海”的关键一步,对保障国家产业安全和经济安全具有战略意义。

勇攀技术高峰开创中车速度

面对严峻的国际竞争格局与明确的技术发展趋势、其他企业的技术壁垒与成熟经验,中车永济的科研团队深知,突破之路没有捷径,唯有依靠自主创新的系统性攻坚。

核心技术买不来、求不来,唯有通过自主的系统性创新,才能在这场关乎未来的技术竞赛中,全力抢占永磁牵引技术的制高点。为此,中车永济科研团队以不同传动方式与系统控制需求为前提,构筑了覆盖不同功率等级的研发平台,展开了一场贯穿永磁牵引系统所有核心环节的“阵地战”。

经过持续攻关,中车永济最终在四大关键技术领域取得突破性进展。全速度范围无位置传感器控制技术,通过高频信号注入法和改进型龙贝格观测器,做到了从起步到高速的全程精准定位,彻底摆脱了对进口传感器的依赖;高速无冲击再投入技术则是通过“精准预测+主动同步”的控制策略,实现平滑的“零冲击”接入,可提升系统安全性;多参数在线辨识技术通过自动识别并动态调整、控制电机温度等其他参数,确保列车始终保持在最优运行状态;反电势抑制技术则是通过“主动泄放+先消磁再断电”的方法,成功将电压抑制在安全范围内,从而保障功率器件安全。

据了解,大功率永磁直驱系统是国内首套经过全面验证的系统,功率与转矩密度领先(直驱电机转矩密度达到12.35 Nm/kg);整车系统效率提升至91%以上,远超传统异步系统的85%。此外,中车永济不仅做出了样机,更完成了严格的型式试验与装车考核,其节能、低维护、高可靠性三大优势,非常适合在高速动车组、城轨车辆、有轨电车等领域大规模推广。

驱动产业变革铸就中国标杆

从昔日的技术追随,到如今的全面并行,乃至在关键领域实现引领,这场跨越远不止于技术的突破。永磁牵引技术的价值,远不止于为一列列车换上一颗更强大的“心脏”,它如同一个强劲的引擎,驱动着整个产业链的升级与重构。

这项技术的成功应用,标志着我国已彻底掌握了从电磁设计、核心部件、系统集成的全链路自主能力,意味着我国不仅能“制造”,还能“创造”和“定义”新一代牵引系统,并将产业链的命脉与未来发展的主动权牢牢握在自己手中,为“中国创造”提供了最坚实的支撑。

《大功率电力机车永磁直驱牵引电机研制及应用项目》获中国交通运输协会一等奖、《新一代轨道交通大功率高效直驱永磁牵引电传动系统研制》获山西省科学技术奖三等奖、《大功率机车永磁直驱驱动技术研究》获中车科学技术奖一等奖、《新一代轨道交通大功率高效直驱永磁牵引电传动系统研制》获中车科学技术奖二等奖……截至目前,该项目共申请专利27项,授权19项,牵头编制国家标准3项、团体标准2项。项目荣获中国交通运输协会奖1项、省部级奖2项、中车奖3项,获得了行业的高度认可。

中车永济用实力证明,中国永磁,世界领先!

未来,中车永济将继续坚持创新驱动,推动绿色智能轨道交通发展,加快标准化进程,引领产业升级,积极拓展海外市场,助力中国技术“走出去”,为实现“交通强国”战略目标贡献中车力量!

山西科技报记者 张嘉颜 王瑶


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