（四）氢能轨道交通用燃料电池动力系统

1.技术适用范围

适用于氢能轨道交通行业。

2.技术原理及工艺

采用模块化理念设计大功率燃料电池动力系统，基于燃料电池的可靠性、耐久性、结构强度、噪声控制等优化设计技术，进行燃料电池系统的化工仿真与模拟、结构计算与设计、电气设计、控制算法研发。实现核心功能模块设计与开发、系统集成与优化控制、混合动力能量管理、故障诊断与寿命预测。通过多套燃料电池系统并联输出，满足氢能轨道交通车辆动力需求。燃料电池动力系统拓扑图如图所示。

3.技术功能特性及指标

（1）系统性能集成，总系统功率等级覆盖 100~2000 千瓦，系统峰值效率＞65%，系统额定效率＞45%；

（2）专用轨道高电压 DC 平台，电压制式达到 1500 伏。

4.应用案例

（1）项目基本情况：

技术提供单位为四川荣创新能动力系统有限公司，应用单位为中车长春轨道客车股份有限公司。改造前轨道交通客运列车采用电力机车牵引，通过接触网供电，主要耗能种类为电力，单列车每天平均运行 500 千米，单位能耗为 25 千瓦时/千米。

（2）主要技术改造内容：

在列车中内置“氢能动力”系统，采用氢燃料电池系统和超级电容相结合的混合动力能源供应方式，替代原有接触网供电。2022 年 7 月实施节能改造，实施周期 6 个月。

（3）节能降碳效果及投资回收期：

改造完成后，单列车减少二氧化碳排放 7.13 吨/天，实现二氧化碳减排量 2600 吨/年。投资额为 480 万元，投资回收期为 5.5 年。