1.這一新產(chǎn)品技術(shù)達(dá)到了什么水平？國(guó)產(chǎn)化及核心技術(shù)掌握情況，創(chuàng)新亮點(diǎn)和專利情況。

答：這列燃料電池/超級(jí)電容混合動(dòng)力有軌電車(chē)代表了目前世界最高水平。

(1)按照接觸網(wǎng)有軌電車(chē)性能設(shè)計(jì)，完全滿足軸重、加速度、最高速度、載客量等參數(shù)指標(biāo)；

(2)采用多套燃料電池、多套儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)，動(dòng)力系統(tǒng)冗余大，可靠性好；

(3)從動(dòng)力系統(tǒng)到整車(chē)全新設(shè)計(jì)，根據(jù)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程生產(chǎn)出的世界首列燃料電池混合動(dòng)力產(chǎn)品樣車(chē)。樣車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)、車(chē)體等大部分設(shè)備均為國(guó)產(chǎn)，掌握了燃料電池控制、混合動(dòng)力能力管理、牽引控制等核心技術(shù)。

創(chuàng)新點(diǎn)之一是研制了世界首列燃料電池混合動(dòng)力產(chǎn)品樣車(chē)；

創(chuàng)新點(diǎn)之二是開(kāi)發(fā)了多源燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)能量管理技術(shù)。

已圍繞該產(chǎn)品申請(qǐng)中國(guó)發(fā)明專利50余項(xiàng)，主要包括：

混合動(dòng)力軌道車(chē)輛的供電裝置、供電系統(tǒng)和軌道車(chē)輛；混合動(dòng)力軌道車(chē)輛的供電方法；紋波補(bǔ)償電路和超級(jí)電容充放電裝置；城市交通車(chē)輛供電系統(tǒng)；用于有軌電車(chē)的熱控制系統(tǒng)；一種余熱利用方法及裝置；儲(chǔ)能裝置散熱系統(tǒng)；一種混合動(dòng)力軌道車(chē)輛電源箱及混合動(dòng)力軌道車(chē)輛；有軌電車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)及控制方法；混合動(dòng)力系統(tǒng)的控制方法及其控制裝置；一種基于相變冷卻方式的混合動(dòng)力系統(tǒng)散熱系統(tǒng)；一種利用空調(diào)風(fēng)冷卻的軌道車(chē)輛混合動(dòng)力電源箱冷卻方案；一種帶空氣間隙的雙層通風(fēng)格柵等……

2.這一新產(chǎn)品符合國(guó)家的政策和發(fā)展方向嗎？對(duì)于中國(guó)制造2025和“走出去”有哪些重要意義？

答：李克強(qiáng)總理在政府工作報(bào)告中指出，我國(guó)2016年的化學(xué)需氧量、氨氮排放量要分別下降2%，二氧化硫、氮氧化物排放量要分別下降3%，重點(diǎn)地區(qū)細(xì)顆粒物(PM2.5)濃度繼續(xù)下降。支持推廣節(jié)能環(huán)保先進(jìn)技術(shù)裝備，能源資源開(kāi)發(fā)利用效率要大幅提高，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量總體改善。

國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局近日下發(fā)了《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃(2016-2030年)》，同時(shí)發(fā)布了《能源技術(shù)革命重點(diǎn)創(chuàng)新行動(dòng)路線圖》，列舉了包括“先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)創(chuàng)新”、“氫能與燃料電池技術(shù)創(chuàng)新”、“能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新”等15項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)，為氫燃料電池等新能源技術(shù)的應(yīng)用推廣指明了方向。

燃料電池/超級(jí)電容混合動(dòng)力有軌電車(chē)產(chǎn)品涉及城市軌道交通和新能源應(yīng)用領(lǐng)域，屬于《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》中的交通運(yùn)輸業(yè)和能源兩大重點(diǎn)方向，是國(guó)家“十二五”規(guī)劃重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。

燃料電池混合動(dòng)力有軌電車(chē)是中國(guó)制造2025五大工程中高端裝備創(chuàng)新工程中智能綠色列車(chē)方向，也是十大領(lǐng)域中兩個(gè)重要發(fā)展方向：先進(jìn)軌道交通裝備和節(jié)能與新能源汽車(chē)。燃料電池具有清潔、環(huán)保、高效的特點(diǎn)，屬國(guó)家節(jié)能減排重點(diǎn)支持的發(fā)展領(lǐng)域。燃料電池有軌電車(chē)還克服了傳統(tǒng)有軌電車(chē)接觸網(wǎng)影響城市發(fā)展和城市景觀的問(wèn)題，也無(wú)需現(xiàn)有無(wú)接觸網(wǎng)有軌電車(chē)所需的地面供電系統(tǒng)，為現(xiàn)代城市提供了一種清潔、高效的新型公交工具，社會(huì)效益顯著。這一新產(chǎn)品對(duì)我國(guó)倡導(dǎo)的節(jié)能減排、解決城市交通問(wèn)題、建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展等都具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。燃料電池/超級(jí)電容混合動(dòng)力有軌電車(chē)將可能成為中國(guó)制造“走出去”的新名片。

3.這一新產(chǎn)品的發(fā)展前景怎樣，與國(guó)內(nèi)外類(lèi)似產(chǎn)品有哪些區(qū)別？

答：盡管發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于軌道交通新能源技術(shù)越來(lái)越重視，但在氫燃料電池有軌電車(chē)領(lǐng)域，我國(guó)在技術(shù)上與國(guó)外的差距不大。

2008年開(kāi)始，西南交通大學(xué)陳維榮教授、中車(chē)唐山公司孫幫成總工程師，分別做為國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和課題負(fù)責(zé)人，率領(lǐng)聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)，在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展了燃料電池技術(shù)在軌道交通中的應(yīng)用研究，搭建了國(guó)內(nèi)第一套150kW大功率燃料電池機(jī)車(chē)研發(fā)平臺(tái)，攻克并掌握了有軌電車(chē)用大功率燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，推動(dòng)有軌電車(chē)技術(shù)向無(wú)外接牽引供電系統(tǒng)方向發(fā)展，從而使我國(guó)在一系列關(guān)鍵技術(shù)上達(dá)到世界先進(jìn)水平，部分技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先。

氫燃料電池技術(shù)在新能源汽車(chē)領(lǐng)域已經(jīng)得到了應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外也有為數(shù)不多的幾家企業(yè)開(kāi)發(fā)出電池和超級(jí)電容儲(chǔ)能式有軌電車(chē)、地面供電有軌電車(chē)和燃料電池技術(shù)試驗(yàn)樣車(chē)，但中車(chē)唐山公司與西南交通大學(xué)創(chuàng)新研制的燃料電池/超級(jí)電容混合動(dòng)力100%低地板有軌電車(chē)與之前的幾種類(lèi)似產(chǎn)品存在著本質(zhì)區(qū)別。

其他企業(yè)研制的燃料電池技術(shù)試驗(yàn)樣車(chē)是基于原儲(chǔ)能式有軌電車(chē)基礎(chǔ)上進(jìn)行改造的，未能實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力，也未開(kāi)展產(chǎn)品必須的型式試驗(yàn)，不能上線運(yùn)行。中車(chē)唐山公司與西南交通大學(xué)聯(lián)合研制的燃料電池混合動(dòng)力樣車(chē)是經(jīng)過(guò)完整產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程研制的商用型產(chǎn)品車(chē)，已開(kāi)展全部型式試驗(yàn)，可上正線載客運(yùn)行。

其他企業(yè)研制的技術(shù)試驗(yàn)樣車(chē)經(jīng)改造而成，存在致命技術(shù)缺陷，無(wú)法構(gòu)成燃料電池與動(dòng)力電池混合動(dòng)力，導(dǎo)致最高試驗(yàn)運(yùn)行速度低于40km/h。中車(chē)唐山公司與西南交通大學(xué)研制的商用型產(chǎn)品車(chē)采用多源混合動(dòng)力設(shè)計(jì)，能量管理技術(shù)難度高，車(chē)輛的實(shí)際試驗(yàn)速度已達(dá)到最高設(shè)計(jì)時(shí)速70km/h。

其他企業(yè)研制的技術(shù)試驗(yàn)樣車(chē)和目前正在重新開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品樣車(chē)都采用一套燃料電池供電，雖然降低了能量管理控制的難度，但列車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)可靠性隨之降低，一旦出現(xiàn)故障就可能導(dǎo)致動(dòng)力系統(tǒng)停機(jī)。中車(chē)唐山公司與西南交通大學(xué)研制的實(shí)用型產(chǎn)品車(chē)采用多套燃料電池系統(tǒng)以及多套儲(chǔ)能系統(tǒng)并聯(lián)直流母線設(shè)計(jì)，多套系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制，動(dòng)力系統(tǒng)冗余度高，滿足了列車(chē)高可靠性需求。

總體而言，中車(chē)唐山公司與西南交通大學(xué)研制的燃料電池/超級(jí)電容混合動(dòng)力有軌電車(chē)是世界上第一列燃料電池有軌電車(chē)產(chǎn)品化樣車(chē)，在國(guó)際上處于領(lǐng)先地位。

4.相比其他無(wú)網(wǎng)運(yùn)行的有軌電車(chē)，燃料電池有軌電車(chē)經(jīng)濟(jì)性方面的優(yōu)勢(shì)是怎樣的？

答：燃料電池有軌電車(chē)技術(shù)采用氫燃料電池作為車(chē)載發(fā)電設(shè)備，利用氫氣發(fā)電驅(qū)動(dòng)電車(chē)行駛，是一種擺脫了外接牽引供電系統(tǒng)的有軌電車(chē)技術(shù)。燃料電池有軌電車(chē)雖然在車(chē)上增加了混合動(dòng)力系統(tǒng)等，使得每列電車(chē)投資增加了500萬(wàn)元。但由于建設(shè)制氫加氫站點(diǎn)的投入遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于牽引供電系統(tǒng)的投入，僅此就比儲(chǔ)能式有軌電車(chē)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)節(jié)省投資800萬(wàn)元/公里以上，比第三軌和儲(chǔ)能式有軌電車(chē)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)節(jié)省投資3000萬(wàn)元/公里以上。由此可見(jiàn)，燃料電池有軌電車(chē)整體系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性非常好，值得大力發(fā)展。

5.有軌電車(chē)的車(chē)載氫燃料系統(tǒng)是否安全？

答：儲(chǔ)氫系統(tǒng)在大巴車(chē)上均已經(jīng)應(yīng)用廣泛。儲(chǔ)氫系統(tǒng)和各種氫氣閥均采用的是防爆型的，而且系統(tǒng)安裝氫氣泄露傳感器及氫氣泄露釋放閥,并含有PRD(溫度壓力釋放裝置)，即超壓保護(hù)裝置壓力設(shè)定為50MPa,超溫保護(hù)裝置溫度設(shè)定為109℃，若超過(guò)任何一個(gè)指標(biāo)，均集中釋放氫氣，保證車(chē)輛的安全問(wèn)題。

通過(guò)氫燃料電池系統(tǒng)零部件集中安裝，分區(qū)布置。將加注接口、單向閥(球閥)、壓力表等集中安裝在操控面板上；將氫氣瓶組和各種閥門(mén)、減壓器等集中安裝在車(chē)輛頂部。在這兩個(gè)區(qū)域設(shè)置通風(fēng)機(jī)構(gòu)，利用自然通風(fēng)將可能泄漏出的氫氣排出車(chē)外，從而保證不出現(xiàn)積聚，使該區(qū)域的氫氣濃度達(dá)不到燃燒下限，避免出現(xiàn)危險(xiǎn)。氫系統(tǒng)實(shí)行氫電隔離，防止在可能泄漏的區(qū)域出現(xiàn)火花。將系統(tǒng)進(jìn)行可靠接地，防止產(chǎn)生靜電。采用防爆型電磁閥等電氣零部件和溫度、壓力傳感器。當(dāng)車(chē)輛碰撞嚴(yán)重造成管路松動(dòng)或斷裂，導(dǎo)致氫氣外泄時(shí)，利用系統(tǒng)中設(shè)置的過(guò)流閥來(lái)限至氫氣流量，保證氫氣不會(huì)大量外泄。

6.氫燃料電池技術(shù)的具體原理是什么？

燃料電池(Fuel Cell)是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。從原理上看，燃料電池有正負(fù)極和電解質(zhì)，燃料在陽(yáng)極被氧化，氧化劑在陰極被還原，與蓄電池非常相似，所以名為“電池”；然而，與蓄電池不同的是，蓄電池的反應(yīng)物都儲(chǔ)存在電池內(nèi)部，其本質(zhì)是儲(chǔ)電設(shè)備，而燃料電池的反應(yīng)物和氧化物是利用外部系統(tǒng)源源不斷的輸送到電極上反應(yīng)來(lái)發(fā)電，本質(zhì)上是一個(gè)發(fā)電機(jī)。與現(xiàn)有的發(fā)電機(jī)技術(shù)相比，其發(fā)電的原理是電池的電化學(xué)反應(yīng)，而不是通過(guò)熱機(jī)做功發(fā)電，效率很高，因而，燃料電池是一種“電化學(xué)發(fā)電機(jī)”。

對(duì)于通常所指的氫燃料電池，其反應(yīng)原理為：

陽(yáng)極反應(yīng)：2H2 →4H+ + 4e-

陰極反應(yīng)：O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O

總的化學(xué)反應(yīng)為：2H2 + O2 → 2H2O

可見(jiàn)燃料電池的實(shí)質(zhì)是電解水的逆過(guò)程，其發(fā)電過(guò)程的反應(yīng)終產(chǎn)物只有水和余熱，是一種環(huán)境友好的發(fā)電技術(shù)。