永磁動力，爲“減碳”加速

“雙碳”背景下，如何降低能耗變得越來越重要。永磁動力技術，不僅讓軌道交通“加速”，還能爲“減碳”加速。

12月9日，作爲2021中國國際軌道交通和裝備製造產業博覽會的主體活動之一，永磁動力技術與市場應用論壇在株洲舉行，多名院士縱論永磁技術之道，探討應用發展之策。

永磁牽引，車更節能

12月3日，中老鐵路開通。從昆明車站出發的復興號動車組上，搭載着由中車株洲電機有限公司研製的牽引電機和牽引變壓器。

經過10餘年的技術研發和探索，中車株洲電機研製了2萬多臺永磁電機，其中許多正運行在軌道交通之上。

軌道交通從蒸汽牽引到內燃牽引，再發展到電力牽引。“隨着技術不斷進步，我國軌道交通在永磁電機這個方向加速前進。”中國工程院院士劉友梅介紹，永磁電機主要在列車的能耗、效率、控制性能、輕量化、小型化以及可維護全壽命週期成本等方面，具有明顯優勢。

永磁牽引電機已經在我國高速動車組、地鐵、機車等得到應用。2016年，長沙一號線成爲國內第一列裝載一整列永磁牽引系統的城軌列車，實測整車節能18.4%至35.9%。

劉友梅認爲，技術層面上，永磁牽引電機目前還存在材料價格較昂貴、結構設計需改進、標準規範不完善等不足。

面向未來，永磁電機應注重三個發展趨勢：加強新的磁性材料、磁路結構等新技術研究；永磁牽引系統一體化，減少電機在轉向架安裝空間，提升傳遞效率；利用數字化技術，對永磁電機的狀態監測、健康管理以及壽命預測等信息進行管理，實現牽引系統智能化發展。“讓永磁電機技術助力交通強國建設。”劉友梅說。

永磁動力產業迎來機遇，市場容量超萬億規模

中車株洲電機研發出包括永磁同步牽引電機在內的系列牽引電機和牽引變壓器產品，一舉解決了我國先進軌道交通裝備“心臟”國產化問題，也實現了自身的快速發展壯大。

中國中車首席技術專家、中車株洲電機公司永磁技術研究所所長晏才鬆介紹，自2004年成立以來，公司年複合增長率達到25%，營業收入從3.85億元增至100.68億元。“一早就看到了永磁技術在‘雙碳’領域的重要性。”

永磁動力系統不僅在減少碳排放上有優勢，也不止應用在軌道交通領域。比如新能源汽車，近5年永磁電機在新能源汽車中的佔比超過90%；比如中央空調，採用高速永磁直驅變頻傳動系統的中央空調，體積縮小一半，節能40%以上。

“我國目前已形成完整的永磁動力產業鏈條，從前端材料到中端部件，到下游應用，彙集了一大批優秀的企業，技術研發實力位於世界領先水平。”中國工程院院士丁榮軍說。

丁榮軍認爲，永磁動力產業發展迎來機遇，整個永磁系統的市場規模會越來越大。“永磁動力”替代傳統動力系統，可滿足“雙碳”背景下，軌道交通裝備、新能源汽車、海洋船舶、航空航天、發電、冶金等多個產業的發展需求。據保守估計，市場容量超萬億規模。

在株洲打造永磁動力技術國家制造業創新中心

動力裝備水平體現一個國家的工業化水平。

早在2003年，株洲就開始進行永磁動力技術和產品的研製。中車株洲電機、中車株洲所等企業經過多年的技術儲備，在永磁電力應動和驅動領域培養一大批產業技術工人，搭建了系列技術平臺，研發體系逐步完善，應用研究成效顯著。

株洲市市長陳恢清介紹，目前全市從事永磁應用研究的核心技術人才超過400多人，初步形成了集研發設計、生產製造、售後服務於一體的產業鏈條，產值突破100億元。

“一項技術、一個產業的發展，必須通過應用驅動。”丁榮軍說，通過產業集羣式發展，可以實現更多應用，在應用中發現更多問題，從而把技術發展得更好。

丁榮軍建議，共創永磁動力產業協同發展創新生態，以株洲爲核心，抓緊培育產業鏈條健全、專業協作機制完善、競爭力強勁的永磁動力產業集羣，打造永磁動力產業公共服務平臺，加快永磁動力產業國家制造業創新中心建設。（記者 曹嫺）