速度飞快的高铁可不像普通的汽车那样吃电池,而是依赖国家电网的电力来提供能量。大家可能以为高铁跑起来像个“放大版特斯拉”,到处背着沉重的电池包。然而实际情况恰恰相反,高铁是通过与接触网的高速接触获取电力。高铁给大家的印象是每天跑得飞快,需要消耗大量能源。 时速达到350公里的高铁,每小时竟然要消耗9600度电,这就相当于一个小城市一天的用电量。尽管如此,高铁并不会在车站插上充电器给自己充电。这个秘密何在?高铁为什么从来不需要给它们的电池充电呢?这种高速与电力之间的博弈给我们展示了一个不同寻常的现象。中国的高铁是由接触网与受电弓之间“极速接吻”来获取电力。很多人都觉得高铁是巨大的“特斯拉”,可以把电池装满后就可以快速到达目的地。事实却是相反的:高铁本身就像是挂在电线上奔跑的。把视线投向车顶,会看到一个叫做“受电弓”的巨大装置和一把细长的“游标卡尺”,它们和地面下隐藏的高压输电线——接触网相互配合。真正的能量传递发生在受电弓与接触网物理接触的那一瞬间。 巨大的22万伏超高压电被国家电网输送到牵引变电所,经过一系列转换变成27.5千伏单相交流电之后供给接触网。受电弓轻轻地“吻”上了接触网,电流立即涌入车身内部进行处理。首先要经过主变压器降压处理,再经过网侧变流器整流成为直流电流,最后由牵引逆变器转换为三相交流驱动牵引电机。 把全国的电网当成移动充电宝来使用是中国高铁跑得快的原因。有些朋友可能会问:新能源汽车能够跑1000公里,为什么不把大电池装在高铁上呢?这种想法在工程学上是不太靠谱的。一节车厢自重几十吨甚至上百吨,整列列车重量可能达到万吨级别。按照350公里时速计算的话,所需电池重量将占列车载重一半以上。是拉乘客还是拉电池? 让一个这么大的钢铁巨兽停下来充电简直是个噩梦。而且春运期间乘客很多并且周转时间很短,让一辆车停下来给大电池充电是绝对不可能完成的任务。为了维持运输能力并且确保列车数量足够多以应对高峰时期的需求。所以接触网供电模式效率更高。当然了,每节车厢内部也会配备应急电源系统和蓄电池装置用来提供照明、通风以及刹车等功能,这些设备仅仅能在供电线路断开时起到应急作用而已。 在飞驰的过程中,列车要处理各种复杂情况以及相位问题才能保持高速运行。和无轨电车相比起来难度更大一些。 因此中国的高铁真是一种非常硬核的浪漫所在!