高鐵跑得快、跑得好，關(guān)鍵在于“心臟”和“大腦”，也就是動(dòng)力和控制。
中國(guó)中車集團(tuán)有限公司首席科學(xué)家馮江華就是為高鐵打造“心臟”和“大腦”的人。從“中華之星”“和諧號(hào)”再到“復(fù)興號(hào)”，在長(zhǎng)達(dá)30多年的時(shí)間里，馮江華和他所在的團(tuán)隊(duì)攻克了眾多“卡脖子”技術(shù)難題，推動(dòng)軌道交通關(guān)鍵技術(shù)迭代升級(jí)，讓中國(guó)高鐵站在了世界高鐵技術(shù)巔峰。
6月19日，國(guó)務(wù)院新聞辦公室舉行“新征程上的奮斗者”中外記者見面會(huì)。馮江華作為中國(guó)高鐵領(lǐng)域從業(yè)者代表之一出席，講述了中國(guó)高鐵從“跟跑”到“領(lǐng)跑”的故事。
1989年，馮江華進(jìn)入中車株洲所工作時(shí)，中國(guó)鐵路技術(shù)仍處于“綠皮車時(shí)代”。1997年開始，國(guó)家部委立項(xiàng)支持高速列車自主研制，馮江華組建了國(guó)內(nèi)最早的電力牽引高性能交流傳動(dòng)控制技術(shù)研究與工程實(shí)踐團(tuán)隊(duì)，成功打造了中國(guó)第一代交流牽引與控制系統(tǒng)平臺(tái)，支撐“中華之星”，也就是我國(guó)首列自主設(shè)計(jì)的高速列車創(chuàng)造了當(dāng)時(shí)的“中國(guó)鐵路第一速”——321.5公里/小時(shí)。
2013年，國(guó)家確立開始研發(fā)“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車組，馮江華受命主持研發(fā)牽引與控制系統(tǒng)。按照規(guī)劃，“復(fù)興號(hào)”要以時(shí)速350公里的商業(yè)運(yùn)行速度運(yùn)行，這在國(guó)際上并沒有先例。馮江華帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)奔赴路局、動(dòng)車段調(diào)研，跟車、測(cè)量，采集工況數(shù)據(jù)，分析、處理技術(shù)難題，打造了完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、世界領(lǐng)先的牽引系統(tǒng)產(chǎn)品平臺(tái)，使復(fù)興號(hào)的速度、加速度、牽引動(dòng)力等關(guān)鍵指標(biāo)領(lǐng)先國(guó)際同行。至今，“350公里/小時(shí)”都仍是軌道交通裝備商業(yè)運(yùn)行的最快速度。
2021年，國(guó)家啟動(dòng)CR450科技創(chuàng)新工程，提出更高速、更安全、更環(huán)保、更節(jié)能、更智能、更自主、更可持續(xù)、系統(tǒng)更優(yōu)8個(gè)“更”的頂層要求。這些硬指標(biāo)，決定了CR450動(dòng)車組必須擁有一顆更強(qiáng)勁還更省電的“心臟”。馮江華及其團(tuán)隊(duì)研制的永磁牽引技術(shù)，成為破題關(guān)鍵。
永磁牽引是新一代電力牽引的一種新模式，綠色高效、功率密度大，是更高速列車的必然選擇。大功率永磁牽引技術(shù)屬于前瞻性核心技術(shù)，沒有任何可以借鑒的資料。我國(guó)在這方面技術(shù)還不成熟，更先進(jìn)的永磁牽引技術(shù)更是空白。當(dāng)時(shí)，國(guó)際上已有樣機(jī)投入了實(shí)驗(yàn)。中國(guó)能不能彎道超車，由“追趕者”變?yōu)椤耙I(lǐng)者”，馮江華和他的團(tuán)隊(duì)面臨巨大挑戰(zhàn)和壓力。
“從零開始，打一場(chǎng)技術(shù)破局之戰(zhàn)。”馮江華告訴記者，在研發(fā)過(guò)程中，他們遇到了很多難題和挑戰(zhàn)。比如，我國(guó)首列時(shí)速350公里的永磁高鐵在試驗(yàn)過(guò)程中，由于試驗(yàn)線路坡道長(zhǎng)、坡道大，控制系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間處于滿手柄牽引、滿手柄制動(dòng)的極限工況。在這個(gè)條件下，電機(jī)溫度飆升，逼近安全極限。為了攻克這一難題，他們把辦公場(chǎng)地搬到了實(shí)驗(yàn)室和鐵路線上，日以繼夜奮戰(zhàn)了3個(gè)多月，不斷優(yōu)化電機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)和控制策略，不斷開展方案對(duì)比，不斷開展試驗(yàn)研究和考核，最終重新裝車，通過(guò)了嚴(yán)苛的線路考核，電機(jī)平均溫升下降了30多度。
現(xiàn)在，他們研發(fā)的永磁牽引技術(shù)已經(jīng)在城軌車輛、新能源汽車等領(lǐng)域大面積推廣運(yùn)用。2024年12月29日，CR450動(dòng)車組樣車在北京發(fā)布，首次實(shí)現(xiàn)了大功率永磁牽引等技術(shù)在時(shí)速400公里高速列車上的創(chuàng)新應(yīng)用，與現(xiàn)有的“復(fù)興號(hào)”列車相比，牽引功率提升了20%，重量反而下降了20%。這標(biāo)志著中國(guó)高鐵開啟了“永磁時(shí)代”，實(shí)現(xiàn)了從“追趕者”到“引領(lǐng)者”的跨越。
“回顧科研生涯，研發(fā)之路雖然充滿挑戰(zhàn)和未知，我和團(tuán)隊(duì)始終堅(jiān)守自主創(chuàng)新的信念、建設(shè)交通強(qiáng)國(guó)的初心，用行動(dòng)助力中國(guó)高鐵持續(xù)領(lǐng)跑，為科技自立自強(qiáng)和交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)貢獻(xiàn)力量?！瘪T江華說(shuō)。
