这里是复兴号“动力之芯”的诞生地，

也是时速400公里动车组CR450“心脏”与“大脑”的研发地。

这里在轨道交通领域有着深厚积淀，

也正在新能源装备、汽车与工业领域“跨界”极速生长。

这里，就是中车株洲电力机车研究所有限公司

（以下简称“中车株洲所”），

改革是它的基因，

创新是它的秘诀，

它正以更快的速度、更高质量的发展，

为我国高端制造业发展注入强劲动力。

复兴号高原双源动力集中动车组

近日，

“走进新国企·科技创新主力军”融媒体采访

第十三站走进中车株洲所，

来自新华社、经济日报、科技日报、

工人日报、中国新闻社、经济参考报、

中国证券报、第一财经日报、

经济观察报、证券日报、国资报告、

人民网、新华网、央广网、

中国网、环球网、澎湃新闻的专家记者，

走进位于株洲的多个生产制造基地，

一同探寻“中国速度”背后的创新基因。

走进中车株洲所时代电气制造中心智能生产车间，AGV机器人（Automated Guided Vehicle，自动导向车）在车间高效穿梭，运输着高铁列车所需的零部件。

中车株洲所时代电气制造中心

这里主要从事被誉为列车“心脏”和“大脑”的牵引传动和控制系统的生产制造，承担着全球30%、全国70%的轨道交通牵引电传动部件的生产制造，每年可满足200列复兴号动车组、1000列标准地铁、840台“重载”机车所需“心脏”和“大脑”的装车需求。目前，中车株洲所时代电气制造中心拥有20多条先进生产线，年产值超100亿。

中车株洲所时代电气制造中心

中车株洲所始创于1959年，前身是铁道部株洲电力机车研究所，历经66年创新发展，在轨道交通领域形成了深厚积淀，形成了“算法、器件、材料”三大内核技术。

在新能源产业快速发展的时代浪潮之下，近年来，中车株洲所立足轨道交通主业，居安思危、主动求变，将轨道交通领域积累的优势技术与产业经验，向清洁能源装备领域进行跨界延伸，打造了多元产业集群。

新能源乘用车电驱产业，是中车株洲所轨道交通核心技术平移的成功典范。依托交通装备的深厚技术，中车株洲所持续完善技术创新体系，具备“关键器件—核心部件—系统集成”的完整产业链配套能力，成为我国自主电驱系统头部企业。

电机驱动系统是新能源汽车核心零部件之一。在中车零碳产业园新能源乘用车电驱制造基地生产车间，一排排机械臂正在生产线上繁忙挥舞，成为智能制造的一个缩影。

中车零碳产业园新能源乘用车电驱制造基地生产车间

2024年12月，占地245亩、建设投资11.08亿元的中车零碳产业园在湖南株洲正式落成，将形成每年超200万台套电驱系统及部件产品交付能力。通过余热回收、光—储—充等多维融合的少碳技术，园区可实现单品生产能耗下降12%，清洁能源占比超50%以上，成为全国领先的绿色工厂。这座集十万级洁净车间、智能机械臂矩阵与数字孪生系统于一体的“超级智造中枢”，将中国新能源装备制造推入“秒级精度时代”。

新型电力装备与轨道交通装备应用场景相似、技术同源。近年来，中车株洲所成功将轨道交通的系统集成、变流及控制等关键核心技术平移应用于风电、光伏及综合能源业务，为“零碳”新时代持续贡献智慧。

作为国内最早挺进光伏行业的企业之一，凭借深厚的变流技术及产业协同优势，中车株洲所已构建起覆盖“芯片—器件—模块—装置—系统”的光伏全生态产业链，成为全球极少数实现光伏逆变器产品型谱全覆盖的企业，已在国内300余座大型光伏电站装配应用10万台/套光伏逆变器产品，并批量应用于中东、东南亚等国家和地区。

初涉风电整机领域时，中车株洲所曾引进首套风电整机技术，成功研制首台WT1.65型风电机组，打响风电产业“头炮”。2020年，中车株洲所风电产业实现跨越式发展，年产值一举突破百亿规模，成为继轨道交通、新材料之后的第三个百亿产业。截至2024年，中车株洲所已为风力发电企业提供了13000余台风电整机。

全球最大漂浮式海上风电机组——“启航号”

氢能领域，中车株洲所可提供柔性、安全、高效、智慧制氢解决方案，拥有离网型绿电制氢示范线、4000标方电解槽实验室、电化学实验室等为一体的综合性柔性绿电制氢研发基地。目前，该企业在国内IGBT制氢电源市占率排名第一，2024年国内制氢电解槽市场占有率位居前列。

作为储能系统集成领域发展最快、势头最猛的企业之一，中车株洲所持续深耕储能技术，在构网型储能领域取得了显著成果。截至目前，中车株洲所在构网型储能的核心部件上，已实现核心部件（IGBT功率器件、储能PCS、升压变流一体机等）全自主化，安全、自主、可控。

2024年12月16日，株洲机电研制的箱变在目前全球海拔最高的光伏项目——华电西藏才朋光储二期箱变设备成功并网发电

在国家“双碳”战略风口下，中车株洲所正以“风—光—水—储—氢—碳”六维生态链为经纬，将中国高铁征服轨道的硬核基因，转化为赋能地球脉动的绿色密码，开启全新的绿色篇章。

以创新为根本动力，抓住历次改革机遇，中车株洲所发展活力、动力不断增强，闯出了一条科技产业化道路。2010年、2019年、2024年，该企业产值分别实现百亿、三百亿到六百亿的跨越发展。

改革创新，是中车株洲所融入血脉的奋斗基因，也是其高质量发展的进阶密码。

作为国务院国资委“双百企业”标杆企业，中车株洲所将人才与创新摆在核心位置，大力打造原创技术策源地，培育战略科技力量，年均研发投入占全年总营收的8%。

当前，中车株洲所拥有十一个国家级科研创新平台、三个企业博士后科研工作站、五个海外技术研发中心、13家国家级专精特新“小巨人”企业，汇聚了近10000名研发人员，其中300余名博士、5000余名硕士，构筑起创新人才集聚高地；取得了28项国家级科技奖励、4项中国专利金奖、442个国际/国家/行业标准、7100余个授权专利，打造起行业一流的创新平台。

全球最快的高铁列车CR450动车组样车下线

2024年12月，时速400公里CR450动车组样车的发布，标志着中国高铁科技实现了又一次里程碑式的跨越。近日，CR450动车组样车性能验证工作正在加快进行，目前已经完成低速试验工作，即将开展高速试验。

更快的速度，意味着更强劲的牵引动力，和更新的技术突破。时速400公里牵引动力背后，正是新一代永磁同步牵引技术的支撑。

与传统的牵引技术相比，采用永磁牵引技术，能有效提升电机功率，降低牵引能耗。

CR450动车组首次实现了大功率永磁牵引等技术在时速400公里高铁上的创新应用。相比于时速350公里的复兴号列车，这套牵引系统各项性能指标更加优秀，牵引功率提升了20%，系统损耗反而降低了3%。

围绕CR450重大创新工程，中国中车首席科学家冯江华带领团队进一步针对永磁牵引系统开发了在线诊断与主动安全控制技术，保障极端故障工况下长时间容错运行；创新研制自主定义新型器件的智能化集成功率模块（PCU），牵引变流器功率密度相比CR400提升近50%；突破基于时间敏感网络（TSN）的列车网络控制系统，通信抖动缩小到微秒级，极大提升列车协同控制精度。

通过这一系列的技术探索和积累，永磁牵引、PCU模块、TSN网络等核心技术如今顺利装备于CR450动车组，使我国高速列车牵引控制技术在国际上持续引领，持续巩固高铁技术世界领跑优势。

CR450动车组的问世，是中国高铁科技自立自强、不断攀登高峰的生动注脚，更是科研团队对技术创新无限追求的真实写照。

时速革命背后，中国中车首席科学家冯江华领衔的研发创新团队发挥了重要作用。他们以数十年砥砺的坚韧与执着，深耕研究列车的“心脏”和“大脑”，从为CR450动车组铸就“强劲心脏”，到构建自主进化的“智慧大脑”，将实验室里的每个假设、图纸上的每条曲线，熔铸成挺立世界的科技脊梁。

2021年，国家启动CR450科技创新工程，提出8个“更”的顶层要求：更高速、更安全、更环保、更节能、更智能、更自主、更可持续、系统更优，并要求在时速400公里运行时，牵引能耗与CR400时速350公里持平。

这些硬指标，决定了CR450动车组必须拥有一颗更强劲的“心脏”。冯江华及其团队研制的永磁牵引技术，成为解决这一需求的不二之选。

中国中车首席科学家冯江华

永磁同步牵引系统作为轨道交通下一代牵引系统的主流产品，与传统异步电机牵引系统相比，具有更加小型化、轻量化和节能的突出优势。

具有前瞻性的是，这项前沿核心技术，中车株洲所早在2003年就已开始布局，并由冯江华牵头组建国内第一支永磁牵引系统研发团队，率先探索永磁牵引技术的升级换代。

然而，理想要转化成现实，绝非咫尺之遥。

彼时，永磁牵引技术属于前瞻性核心技术，当时在全球尚处于起步阶段，完全没有标杆可循。团队成员不但没有接触过，就连研究的对象也仅是一个概念。

从零开始，挑战未知。缺乏借鉴资料，团队拿着为数不多的资料反复钻研；没有验证平台，团队“白手起家”搭建起永磁试验平台。

“在异步时代，我们是追赶者；在永磁时代，我们要做竞跑者，抢占制高点。”冯江华的话，激荡起团队自主创新的豪情和雄心。

在酷暑与寒冬的交替中，研发团队埋头苦干，一次实验往往需要五六个小时，甚至更长时间。大家24小时轮番蹲守在实验室，记录每一个细微的数据变化。

“为了让系统更平稳可靠，我们甚至主动求败。”冯江华告诉记者，团队经常在做试验的时候，故意设计一些试验场景去经历失败，例如为了获取永磁失效数据，主动开展一些破坏性试验，通过长期高温测试，验证系统失磁状态。

为了打造更宽速域、更高效率的系统方案，冯江华带领团队开展了高速主动弱磁控制技术攻关。关键的攻关期正值八九月份，此时的湖南潮湿、闷热，整个试验室就像一个大蒸笼，最高温度达40多摄氏度。团队日夜轮流蹲守，认真盯控每一个细节、数据，浑然不觉已是汗流浃背。经过百余次技术对比、试验验证，最终兼具高效率、高动态响应、宽速域的永磁电机弱磁技术，就在这样的“桑拿房”诞生了。

针对强电磁环境下位置传感信号毫伏级失真引发系统失控的风险，团队开发了永磁位置辨识技术，这就像给永磁电机的控制基准（位置信号）装上了“眼睛”。但是，该技术的开发并非一帆风顺。研究初期，永磁电机在零低速阶段位置辨识误差超过3°，系统难以实现稳定运行，为此，冯江华创新提出了全速度段永磁位置多模融合辨识方法，确保位置辨识误差在1°以内，消除了对硬件传感器的依赖。

“动力带速重投”是永磁牵引应用于高铁必须实现的功能之一，其关键点在于重投时，变流器输出电压要与永磁电机固有反电势快速精准匹配，不然会造成电流冲击过大，甚至变流器损坏。

在多次尝试重投失败后，团队决定重新设计控制算法。为加快开发进度，团队在办公室支起行军床，白天泡在试验站，晚上继续在办公室复盘，困了就在行军床上打盹，饿了就啃几口面包方便面，两个多月夜以继日的奋战，团队成功摸索出“动力一拍重构”算法，解决了永磁电机在任意转速下平顺无冲击重投难题。

经过近十年的努力攻关，2011年底，永磁同步牵引系统在沈阳地铁二号线列车成功装车，实现了国内轨道交通领域的首次应用，填补了国内轨道交通业没有永磁系统的空白，打破了国外技术垄断，装车应用五个月，列车完成了7000公里系统零故障正线试验运行，实测节能10%以上。2013年，团队开发的230kW地铁车辆永磁同步电机成功应用于长沙地铁，同等安装空间下相比异步电机，功率提升20%。

然而，“永磁高铁”才是冯江华心中的制高点。依托863重大专项高速列车永磁同步牵引系统子课题研究，团队成功开发出690kW国内最大功率高速动车组用永磁同步牵引电机牵引系统，电机功率密度超过1kW/kg，比主流异步电机功率提高60%，电机损耗降低50%。2014年，系统成功装车考核。

2015年6月24日，团队迎来了最为紧张的时刻——“永磁高铁”在北京环铁试验基地进行首件鉴定。当鉴定现场单台电机的功率显示达到690千瓦的时候，全场沸腾了！这意味着，我国成为全球少数几个掌握高铁永磁牵引技术的国家之一，中国高铁动力技术的“永磁时代”来了。

2019年，在国家科学技术奖励大会上，冯江华主持完成的“轨道交通永磁牵引系统关键技术研究与应用”项目，荣获国家技术发明奖。这一成果被视为开启了中国3.0版高铁时代，冯江华也被业内誉为我国高铁永磁牵引技术的开拓者。

CR450动车组样车

时间来到2021年，尽管团队前期积累了丰富的应用经验，但得知要为CR450装上永磁“心脏”，团队成员兴奋之余又有些担忧。

永磁牵引传动系统在更高速牵引领域还面临永磁电机绝缘故障诊断与主动安全控制的挑战。

如何破局？立项以来，冯江华亲自带领团队持续开展CR450永磁牵引系统故障诊断研究与验证，探索出永磁电机匝短、相短等极端故障精确诊断与主动安全保护策略，首次形成了完善的永磁牵引控制逻辑、保护措施、应急处置分层分级管理办法，确保CR450动车组永磁牵引系统的安全可靠。

2023年6月28日，福建湄洲湾跨海大桥上，两列搭载永磁动力的综合检测试验列车风驰电掣般交会而过，创造了双向正线交会试验时速891公里世界纪录，标志着时速400公里永磁牵引技术完成线路验证。

那一刻，欢呼声四起，所有的汗水与付出都化作了胜利的喜悦。高铁永磁技术再突破，持续巩固高铁技术在世界的领跑优势，树立起高铁速度新标杆。

2025年，CR450动车组样车将投入整车试验验证和试用“大考”，冯江华表示，如果说换装试跑是最后一次“模拟考试”，今年的样车试跑和试验考核将是真正的“高考”，“团队将全力以赴，做好各项保障备考，争取拿到最优成绩。”冯江华说。