南车：让世界尖端列车植入中国“芯”
发布时间：2012-4-25 13:57
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坚定不移谋创新主体 3月10日，土耳其伊兹密尔市一号线的BONOVA站，一列轻轨列车正式上线运行。 3月15日，我国首批出口澳大利亚SDA1型交流传动内燃机车完成交付试验，完成了运行距离1800km、牵引重量8000t的铁矿石运输任务。强大的牵引性能、卓越的控制功能及稳定可靠的运用得到澳大利亚方面的高度赞誉。 这些出口欧洲、澳洲的列车，其牵引传动系统、网络控制系统等关键部件均出自中国南车旗下的南车株洲电力机车研究所有限公司（以下简称“中国南车株洲所”），而被欧洲轻轨列车采用尚属首次。 牵引传动和网络控制是两大标志性技术，具有牵引功率大、速度高、节能环保、运营经济等优点，是现代机车车辆（含机车、动车组、城市轨道机车车辆）的“心脏”和“大脑”，被誉为“机车之芯”，是一个国家轨道交通装备水平高低的重要标志之一，也是重载和高速牵引的基础。这一“机车之芯”于上世纪八九十年代开始装备在机车车辆上，并仅为西门子、阿尔斯通、庞巴迪和日本等少数公司和国家所掌握，至今仍被各国视为高度保密的核心技术。 作为中国牵引电传动领域的翘楚，通过引进消化吸收再创新，中国南车株洲所历经三代科技专家的努力，终于研制出国产“机车之芯”，掌握了世界轨道交通领域尖端技术。 3年发明出全新技术模式 配合中国铁路客运“高速”和货运“重载”的发展方向，中国南车株洲所自2003年开始，瞄准国际一流水平，着力提升机车牵引电传动系统核心技术。 在中国工程院院士、所长丁荣军的带领下，中国南车株洲所科技创新团队结合欧美、日本两种技术流派的长处，主攻电路研究，仅用3年时间便创造性的发明了以两点式和异步电机为主、兼有三点式和同步电机的全新技术模式。 从大系统到大部件、从关键材料和关键工艺、从核心硬件和核心软件上向该技术发起了全面的攻关，中国南车株洲所先后开发了18种不同型号变流器产品、11种控制模块、2种型号新型电力电子器件，通过对传统电传动技术与高端电力电子、信息化软件技术的嫁接，中国南车株洲所，这个老牌的中国电力机车牵引电传动系统集成技术与网络控制技术的佼佼者，再次确定了国内领先地位，形成了独有的技术创新体系和创新能力。 春华秋实。先进的牵引电传动系统和网络控制系统迅速占据国产高速动车组70%以上份额。 动车组变流器单列功率最大 2008年，随着中国铁路技术的不断进步，以时速300公里为代表的高铁技术和以更高功率等级为标志的重载机车技术成为新时期我国铁路机车自主创新的新方向，中国南车株洲所又发起向世界顶端机车牵引电传动技术冲刺的步伐。经过6个月夜以继日的苦攻，具有完全自主知识产权的7200kW大功率电力机车交流传动电气系统终于研制成功，并很快成为世界领先的主型电力机车的定型系统，打破了国外新型交流传动大功率机车几乎独占中国市场的局面。其间，国家组织了新一轮的自主高铁技术的研究。在九大核心技术中，中国南车株洲所主持其中时速300公里以上等级动车组电传动及控制系统等3项关键技术的研发（牵引变流器、牵引控制和列车网络控制系统技术），成功解决了困扰高速动车组“变流器功率大、体积小、重量轻”等技术难题，使变流器的功率密度大幅提高了30%，研制出当前世界单列功率最大的动车组变流器。 目前，装有中国南车株洲所自主交流传动系统的近1000台7200kW电力机车已成为我国货运机车的主力，累计销售合同超过40多亿元，更为重要的是，该项目技术的成功研制，迫使国外公司大幅降价，对比自主系统进入市场前后国外同类产品价格，仅此类型机车已为国家节约重大装备投资资金超过20亿元。 成功自主掌握IGBT应用技术 在史无前例的“机芯”技术攻关中，IGBT应用技术的成功自主掌握，无疑是最大的亮点。 IGBT，中文名称绝缘栅双极晶体管，英文全称Insulated Gate Bipolar Transistor，它在轨道交通牵引变流器中起着关键作用，如果牵引变流器被称为“机车之芯”，而作为牵引变流器的核心元件，IGBT被称为“机车之核”。不仅如此，IGBT几乎还涉及到关于国计民生的各个领域，是节能和低碳经济的主要支撑技术之一。 2008年，中国南车株洲所并购了世界著名的半导体公司――丹尼克斯公司，并于2010年在国内建成第一条高压IGBT封装线的建设。该IGBT封装线是在中国南车位于英国的半导体基地的高压IGBT模块技术的基础上，通过吸收国际IGBT模块的最新技术成果、采用先进的工艺设备建设而成，是一条有竞争力、能满足轨道交通牵引应用要求的大功率IGBT模块生产线，具备大功率IGBT模块封装与测试能力。封装线设计产能为每年6万只大功率IGBT模块。所生产的模块主要用来满足中国轨道交通市场的需求，同时兼顾电动汽车、风力发电、工业传动，智能电网等领域。 2010年5月，中国南车在英国丹尼克斯公司成立功率半导体研发中心，共同研发新一代IGBT技术。内容包括了标准的用于轨道交通的焊接式IGBT模块及全新的用于智能电网的压接式IGBT模块，电压等级最高位。项目由双方500千伏，为国内目前最高。 2011年5月25日，中国南车株洲所大功率IGBT产业化基地奠基，标志着我国首条8英寸IGBT芯片生产线项目正式启动。项目设计年产8英寸芯片12万片、IGBT模块100万只，中国南车株洲所成为国内唯一掌握IGBT芯片设计―芯片制造―模块封装―系统应用完整产业链企业，填补了国内相关技术领域的空白，目前，该项目正有序推进。 仅用4年左右的时间，中国南车株洲所“机芯”技术的科研设计、生产制造和检验实验有了飞跃性的发展。作为一家科技先导的高科技企业集团，“科技创新”早也成为牵引中国南车株洲所不断发展的一股强大动力引擎，公司销售收入平均增长率连续6年保持在40%以上。 来源：科技日报 |
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