充滿未來(lái)感的外形，富于靈動(dòng)美的曲線，極具科技感的碳黑色車(chē)窗，遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去，還以為是哪部科幻大片里的超能力人物化身成了列車(chē)——近日，由中車(chē)長(zhǎng)春軌道客車(chē)股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)中車(chē)長(zhǎng)客）研制的全球首列商業(yè)運(yùn)營(yíng)復(fù)合材料車(chē)體城市軌道車(chē)輛“光谷量子號(hào)”，在中國(guó)（長(zhǎng)春）軌道交通展上首次面向公眾展出，吸引了無(wú)數(shù)的眼球。

不過(guò)，這輛列車(chē)可不是個(gè)徒有其表的花架子，它可是很有“科技料”。

說(shuō)起它的科技含量，中車(chē)長(zhǎng)客的車(chē)體研發(fā)部部長(zhǎng)馬艷波侃侃而談：“‘光谷量子號(hào)’最重要的兩大核心技術(shù)，一個(gè)是全碳纖維復(fù)合材料的車(chē)體，一個(gè)是超能電容存儲(chǔ)技術(shù)，這都是我們國(guó)內(nèi)的首創(chuàng)，在軌道交通行業(yè)上的首次應(yīng)用。

把碳纖維從“天上”用到“地下”

“眾所周知，航天領(lǐng)域因?yàn)樗璧妮p量化水平非常高，所以很多產(chǎn)品都在應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料，而這種復(fù)合材料的成本往往要高得多。”馬艷波介紹，而地鐵車(chē)輛眼下并沒(méi)有這么急迫的輕量化需求，但是隨著科技的進(jìn)步、軌道車(chē)輛的發(fā)展、國(guó)家節(jié)能減排的需要，“對(duì)于列車(chē)的輕量化要求越來(lái)越高，所以我們打造了這輛全碳纖維復(fù)合材料的列車(chē)?！?/p>

歷經(jīng)兩年半的研發(fā)，“光谷量子號(hào)”才得以問(wèn)世?！斑@是我們首次在軌道行業(yè)上嘗試使用碳纖維，因?yàn)闆](méi)有可借鑒的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，只能參考航空航天、風(fēng)電葉片等其他領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)，所以從設(shè)計(jì)、計(jì)算、制造到檢測(cè)，全部都是邊摸索邊制造?！敝熊?chē)長(zhǎng)客高級(jí)工程師周偉旭說(shuō)。

相比由機(jī)器制造的傳統(tǒng)金屬列車(chē)，由于沒(méi)有現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)和成熟的技術(shù)，這輛碳纖維列車(chē)幾乎全部采用手工打造——以一個(gè)部件為例，工人要將由碳纖維復(fù)合材料構(gòu)成的里蒙皮、外蒙皮進(jìn)行鋪層，每鋪3層還要抽一次真空，在不斷的鋪層后再進(jìn)入固化，如此一來(lái)，難度自然加大。

不僅如此，周偉旭感慨道，材料標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、工藝指南、質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)判定和維護(hù)策略等方面，都沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)可循，“但是這次我們創(chuàng)造性地探索了碳纖維在軌道交通行業(yè)的應(yīng)用，也為國(guó)內(nèi)建立完整的軌道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)打下了基礎(chǔ)”。

不負(fù)眾望的是，碳纖維復(fù)合材料車(chē)體不但生產(chǎn)成功，還體現(xiàn)了明顯優(yōu)于金屬車(chē)體的特點(diǎn)：整車(chē)較同類(lèi)不銹鋼車(chē)體減重約30%，而且無(wú)論是運(yùn)載能力、能源消耗、壽命成本，或者是噪聲、減震、舒適度等乘客感受方面，都極大地體現(xiàn)了優(yōu)勢(shì)?！艾F(xiàn)在我們可以說(shuō)，這個(gè)碳纖維復(fù)合材料的設(shè)計(jì)、工藝生產(chǎn)制造以及整個(gè)未來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的產(chǎn)業(yè)鏈，我們都已經(jīng)具備了?！瘪R艷波說(shuō)。

超能電容充電2分鐘續(xù)航10公里

“這款列車(chē)還有個(gè)顯著特點(diǎn)，就是全線沒(méi)有供電網(wǎng)。我們?cè)谌珖?guó)首創(chuàng)了超能電容存儲(chǔ)技術(shù)，能夠讓列車(chē)快起快停，在著急使用的情況下，充電兩分鐘，就能滿載368名乘客，運(yùn)行10公里以上?！敝熊?chē)長(zhǎng)客的高級(jí)工程師王明舉介紹。

在電動(dòng)汽車(chē)中，多數(shù)采用的都是氫電池、鋰電池或者電容等技術(shù)，這些電池、電容通過(guò)儲(chǔ)存和釋放能量驅(qū)動(dòng)汽車(chē)，而超能電容存儲(chǔ)技術(shù)就是把電容和電池的技術(shù)結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)對(duì)列車(chē)的驅(qū)動(dòng)。對(duì)于軌道客車(chē)而言，瞬間啟停的需求要遠(yuǎn)高于普通汽車(chē)，這就需要超能電容來(lái)實(shí)現(xiàn)。

“比如這個(gè)列車(chē)要加速，它需要的瞬間功率就很大。單獨(dú)用電容容量不夠，單獨(dú)用電池瞬間功率又不夠，所以我們就把電池和電容結(jié)合在一起創(chuàng)造了超能電容，能夠?qū)崿F(xiàn)列車(chē)的快起快停?！瘪R艷波說(shuō)，高鐵的加速度一般是0.3—0.5之間，而這列車(chē)能達(dá)到1.5左右，是高鐵的10倍，“因?yàn)槲覀兠空镜拈g距大概600米左右，所以這個(gè)技術(shù)完全滿足了城市交通的需求。”

輕量化的材料、超能電容的技術(shù)，在降低了車(chē)輛自重的同時(shí)，更是有效降低了能耗。馬艷波介紹：“根據(jù)我們初步保守估算，這輛列車(chē)運(yùn)行30年至少能節(jié)省40萬(wàn)度電以上，無(wú)論是成本的降低或是節(jié)能環(huán)保的作用，都是非常明顯的?！保R維維）