摘 要：氫能源有軌電車是采用氫燃料電池作為動力源的有軌電車車輛，是未來發展的趨勢。首先，從供電制式、修程修制方面分析氫能源有軌電車的特點;然后，針對這些特點，分析氫能源有軌電車車輛段的功能、運用檢修工藝流程;最后，研究車輛段主要生產設施如停車列檢庫、月檢庫、定臨修庫和加氫站的任務及工作范圍與配置，為類似項目工藝設計提供參考。

　　關鍵詞：城市軌道交通;氫能源有軌電車;車輛段;工藝設計;修程修制;加氫站

　　《南方能源建設》是2014年6月經由國家新聞出版廣電總局批準、由南方電網傳媒有限公司主管、中國能源建設集團廣東省電力設計研究院有限公司和南方電網傳媒有限公司聯合主辦的能源行業科技類學術期刊。

　　1 概述

　　現代有軌電車是一種中低運量的軌道交通制式，具有轉彎半徑小、爬坡能力強、可與市政交通共享路權、車輛載客量大、節能環保等優勢，近年來發展迅速。截至2019年6月，我國現代有軌電車已開通運營的線路長度為356.72 km，正在建設的線路長度約380 km，規劃線路長度約700 km。

　　氫能源電池技術的日益成熟，目前已在有軌電車領域得到了應用。如佛山市高明現代有軌電車試驗線已建成，氫能源有軌電車車輛已接車調試，佛山市里水有軌電車示范線工程已立項。氫能源有軌電車是采用氫燃料電池作為動力源的有軌電車車輛，具備續航里程長、零排放、無污染、噪聲低、全線無網等優勢。

　　由于采用氫燃料電池系統，車輛段的工藝流程、維修設施設置、維修設備配置都與其他有軌電車項目有較大的不同，因此需要對車輛段工藝進行研究。

　　2 特點

　　2.1 供電制式

　　氫能源有軌電車采用氫動力系統與鈦酸鋰電池供電，氫動力系統主要包括燃料電池子系統、儲氫子系統、冷卻子系統、DC-DC電源裝置、動力電池和燃料電池能量控制系統等。其中，儲氫子系統為燃料電池供應氫氣，包含氫氣的加注、儲存和供給。目前，氫能源有軌電車儲氫系統配置6個儲氫氣瓶，額定工作壓力為35 MPa，額定充裝體積為840 L，加滿后共儲存氫氣20 kg，續航里程可達80～100 km。

　　為防止儲氫瓶氫氣泄漏，儲氫系統具備超溫檢測、超壓檢測、溫度壓力檢測、限流保護、低壓放空、泄漏檢測、緊急關斷、防碰撞、防火災、防氫氣聚集等安全措施。

　　2.2 修程修制

　　目前尚無氫能源有軌電車的修程修制，那么根據氫能源有軌電車車輛的維修手冊，建議的修程及檢修周期如表1所示。

　　3 功能

　　氫能源有軌電車車輛段是有軌電車車輛日常維護和保養的場所，主要承擔有軌電車車輛各修程的維修任務，另外還負責車輛段及全線的物資供應、綜合維修、事故救援，并包含培訓中心、控制中心等機構。

　　氫能源有軌電車車輛由于需要加氫作業，因此需要設置加氫站。目前，加氫站的設置有2種方式：①設置在車輛段內，因此車輛段還應具備加氫功能;②利用社會化的加氫站(即加氫站不在車輛段內)。2種方式均需要在加氫站設置加氫股道。

　　4 工藝流程

　　氫能源有軌電車車輛在運行過程中，需要根據運行里程和時間補充氫氣。按目前45 MPa加氫站，加滿1列車(儲氫瓶容量840 L)需要10～15 min，遠遠大于系統發車間隔3 min。另外，雖然車輛動力系統采用鈦酸鋰電池作為輔助，可單獨為列車提供牽引動力，維持列車運行至加氫站加氫，但是為了不影響第2天的正常運營，需要在當天列車退出運營回車輛段時，加滿氫氣后再入庫停放。

　　車輛檢修時，為保證檢修作業安全，需要將儲氫瓶的氫氣用氮氣置換，然后用公鐵兩用車牽引入庫檢修。

　　當加氫站設置在車輛段內時，車輛運用、檢修作業流程如圖1所示。

　　當加氫站設置在車輛段外時，車輛運用、檢修作業流程如圖2所示。

　　5 設備設施配置

　　氫能源有軌電車車輛段的主要設施包括生產設施、輔助生產設施和生活辦公設施等。其中生產設施主要有停車列檢庫、月檢庫、定臨修庫、加砂庫、洗車庫、鏇輪庫、試車線、加氫站、綜合維修、物資總庫和輔跨車間等;輔助生產設施主要有牽引變電所、給水加壓站、污水處理站和特種材料庫;生活辦公設施主要有綜合辦公樓、食堂和浴室等。由于生產設施的加砂、洗車、鏇輪、試車線、綜合維修、物資總庫及輔助生產設施和生活辦公設施與普通車輛段的差別不大，本文不再詳細分析。大架修設施，除氫動力系統為特種裝備須委外檢修外，其他零部件檢修設施與既有大架修設施相同。

　　5.1 停車列檢庫

　　5.1.1 任務及工作范圍

　　(1)承擔有軌電車車輛的停放、運用、整備作業。

　　(2)承擔列車進、出庫的技術交接、檢查和測試工作。

　　(3)承擔車輛段運用車輛司乘人員出、退勤技術交接工作。

　　(4)承擔車輛段運用車輛的功能檢查、技術檢查和一般性臨時故障的處理工作。

　　(5)承擔車輛段運用車輛的內部清掃及定期消毒工作。

　　5.1.2 主要設備配置

　　(1)由于庫內停放的都是充滿氫氣的有軌電車車輛，日檢人員在進入庫內作業前，需要進行靜電消除，因此，在入庫端需設置靜電消除裝置。

　　(2)為確保日檢人員對車頂電氣設備及氫動力系統的巡檢，需要設置車頂作業平臺及氫氣檢測儀。

　　(3)為防止一般人員上車頂，需要在平臺上設置安全連鎖系統。為方便工作人員上下列車，每列位首尾均設置固定式司機上車平臺。

　　(4)檢查坑內設帶防爆功能的安全照明、安全電壓照明插座及動力插座。

　　(5)庫內設有線廣播，以方便作業調度并利于列車出入庫安全。庫內適當位置設拖布池，以便于車內清掃及庫內地面清潔作業。

　　5.2 月檢庫

　　5.2.1 任務及工作范圍

　　月檢庫承擔有軌電車車輛的雙周、三月檢工作。對車輛進行全面技術檢查和必要的檢測，主要對司機室電器、車載通信信號設備、轉向架、控制系統、制動系統、輔助電源系統、牽引系統、客室設施、空調、氫動力系統進行全面檢查、清潔，并對部分設備進行檢測及更換易損件。