一、案例简介

1.项目背景

近年来我国环保力度逐年加大，从国家到地方陆续出台了环保相关政策。国家发展改革委发布了《关于加快建设绿色生产和消费法规政策体系的意见》，鼓励各领域的车辆采用新能源和清洁能源车辆。工业和信息化部、生态环境部、交通运输部等部门陆续出台相关文件，深入推进交通领域电气化，积极推进厂矿企业等单位内部作业车辆的电气化更新改造。

国家通过政策引导，促进交通运输向节能、环保、安全的方向发展，但国内调度机车目前均采用内燃机车，存在以下几点不足:

(1)环境污染大。内燃机车存在尾气排放、噪音污染的问题。

(2)运行成本高。内燃机车使用柴油，燃料费高;结构复杂，辅助系统多，维保费用高;单台车每年

(3)工作环境差。内燃机车运行噪音大、震动大，司机工作环境恶劣。

2.项目的基本信息描述

南京钢铁集团有限公司(以下简称“南钢”)采用内燃机车运输铁水，机车存在极其严重的尾气排放、震动大、噪声污染等问题。随着国家节能减排工作的推进，企业环保压力越来越大。另外，内燃机车运行费用极高，据统计单台内燃机车年耗油约100万元，年维护运行成本约60万元，人力成本约120万元。

二、技术方案

1.项目建设内容描述

本项目将南钢的一台废旧的GK内燃机车升级改造为新能源轨道机车，用于铁水运输。采用新型充电式智能轨道机车可降低运行成本，减少环保压力，改善司机工作环境。

2.整体方案介绍

新型充电式智能轨道机车对关键参数都进行了定制化设计，主要包括机车黏着重量、电池容量和功率、启动牵引力和持续牵引力、电机功率、转矩、额定转速等。

3.总体技术路线

新能源轨道机车，依托直交变频驱动技术开发而成，采用低转速高转矩变频调速技术，将电池组的直流电通过大功率IGBT件逆变为电压、频率可调的三相交流电，驱动电动机作为机车动力。

新能源轨道机车由整车控制器、电池系统、电机驱动器、驱动电机等组成。整车控制器可控制机车运行，监视机车运行数据，主要功能有驱动力矩控制、制动能量的优化控制、整车的能量理、CAN网络的维护和管理、故障的诊断和处理等。

电池系统由磷酸铁锂电池组及其保护系统组成，电池组容量666kWh(可选配)。电机驱动器采用低转速高转矩变频调速技术，将电池系统的直流电逆变成电压、频率可调的三相交流电。驱动电机由4台电机轴与车轴同轴的永磁同步电机组成，每台电机功率为160kW(可选配)，总功率为640kW。

最大转矩可达额定值的200%，带重载起动强劲有力。

4.实现功能

新能源轨道机车运行高效、节能降耗，与传统内燃机车相比拉得动、跑得远、刹得住、效益高。

三、商业模式及客户收益

商业模式为客户自购。根据实际运行数据，每年可节省人力成本48万元、维护费用20万元、燃料费用 66.5万元，即年节支总额134.5万元。整车改造费用580万元，投资回收期为4.3年。

新能源轨道机车已正式在南钢投入使用，主要用于铁水兑罐及运输。通过一年多实际运行测算，新能源轨道机车年均可减少20万L油消耗，减少1.8t氧化硫、548t氧化碳排放，有效缓解用户环保压力，改善司机班组工作环境。本项目可促进电能替代产业发展，提升全社会电气化率，实现工矿企业机车运行全过程“零污染”，助力国家实现“碳达峰、碳中和”目标，具有巨大的社会效益和经济效益。

四、项目亮点及经验总结

本项目通过研发出一款满足钢厂铁水运输工况需求的新型充电式智能轨道机车并应用于南钢机车改造中。相比于传统内燃机车，性能更优，经济效益更好，适用于矿山冶金、石油化工、港口物流企业内部运输场景。