JRグループ各社が開発し、続々登場する最新鋭のハイブリッド車両と電気式気動車の紹介!

JR東日本、水素燃料電池試験車 FV-E991系2両を製造_2021年度から実証試験

JR東日本は、水素をエネルギー源とするハイブリッド車両(燃料電池)試験車両 FV-E991系 2両(1M1T)を製作。 2021年度から鶴見線、南武線尻手支線、南武線(尻手~武蔵中原)の営業路線で実証試験を実施する。 FV-E991系は、水素を燃料とする燃料電池と蓄電池を電源とするハイブリッドシステムを搭載した試験車両。 屋根上に水素貯蔵ユニットや配管ユニットを搭載。床下に燃料電池用断路器や燃料電池装置、配管ユニットを置く。 最高速度は100km/h。⼀充填航続距離は70MPa充填時 約140km。35MPa充填時 約80kmを想定。 主回路装置は、主変換装置(昇圧チョッパ+VVVFインバータ)、1C2M×2系 主電動機 95kW×4。 燃料電池は固体高分子型 180kW×2 (-10度程度から起動可能) 蓄電池はリチウムイオン電池 25kWh×2。 水素貯蔵は、最高充填圧力が70MPa、水素貯蔵容量は51リットル×5本×4ユニット、自動車用水素タンク(炭素繊維複合容器)を使用する。 同社は、こうした車両を導入することで、将来にわたり安定的にエネルギーを確保するエネルギーの多様化の実現や、CO2排出量の削減などのメリットを見込む。 このFV-E991系を使い、実使用環境下での走行試験をともなう実証試験を行い、安全性、環境性能、車両性能などを確認。 実証試験を通じ、燃料電池制御技術の最適化や、地上設備に関する技術開発項目の検討など、将来の燃料電池車両実用化に向けたデータを収集していく。<JR東日本 水素燃料電池試験車 FV-E991系の製作にはトヨタと日立が参加している。

 

キハE200形気動車は、JR東日本)の一般形気動車2003年に試作されたキヤE991形「NEトレイン」の試験結果を受け、2007年に世界で初めて営業用として投入されたハイブリッド式シリーズ方式)の鉄道車両です。 

3両(1 - 3)が量産先行車として東急車輛製造で製造され、小海線営業所に配置されて小海線で営業運転を開始した。同線での営業運転開始から2009年(平成21年)までの約2年間にわたって、量産車導入に向けたデータ収集を行っていた。

 

HB-E300系気動車はJR東日本)の観光用気動車。 JR東日本が開発した次世代型ハイブリッド気動車で、JR東日本では本系列以降、ハイブリッド気動車についてはキハE200形のような従来の「」から始まる形式称号に替えて、「HB-」の記号を用いることとしている。

2010年長野地区リゾートビューふるさと」で運用が開始され、秋田地区リゾートしらかみ 青池」・青森地区リゾートあすなろ」にも続いて導入された。2016年には「リゾートしらかみ 橅」、2019年10月からは新潟地区海里」にも導入された。

HB-E300系気動車はJR東日本)の観光用気動車。 秋田地区リゾートしらかみ 青池」は五能線で運用。


HB-E210系気動車は、JR東日本が2015年5月から「仙石東北ライン」で主に使用している一般形気動車です。 東北本線は交流電化方式、仙石線は直流電化方式とそれぞれ電気方式が異なることと仙石線・東北本線接続線が非電化区間となるため気動車による直通運転となり、ディーゼルハイブリッドシステムを搭載した当車両が開発された。2016年5月24日付で「鉄道友の会」のローレル賞を受賞した。

 

TWILIGHT EXPRESS 瑞風は、JR西日本)が2017年6月17日から運行開始した周遊型臨時寝台列車クルーズトレイン)です。京阪神地区と山陰山陽エリア間で運行されている。使用車両は、本列車専用に製作された、電気式ハイブリッドによる動力分散方式の固定10両編成「87系寝台気動車」です。

 

GV-E400系気動車は、JR東日本)の一般形気動車です。ディーゼルエンジンの動力で発電した電力で主電動機を駆動する、いわゆるディーゼル・エレクトリック方式電気式気動車である。ただし、本系列はこれまでJR東日本で開発・採用されてきた、シリーズ式ディーゼルハイブリッドは採用されていない。1両編成のGV-E400系は運転台が両サイドに付いている車両です。

 

両運転台車のGV-E400形と、片運転台車のGV-E401形トイレ付き)およびGV-E402形(トイレなし)からなる2両固定編成がある。

 製造は川崎重工業が担当した。

動力はディーゼルエンジンで主発電機を駆動して得られた三相交流電源をPWM(パルス幅変調方式)コンバータで一旦直流に変換し、それをVVVFインバータで三相可変電圧可変周波数交流に変換して主電動機の三相誘導電動機を駆動させることで得ている。

 

 

JR東日本「海里」KAIRI・HB-E300系ハイブリッド電気式気動車は新潟駅~酒田駅間を白新線・羽越本線経由で運行する臨時快速列車。

 

BEC819系電車は、JR九州)の近郊形交流蓄電池駆動電車。「"D"UAL "EN"ERGY "CHA"RGE TRAIN」の頭文字をとった「DENCHA」の愛称がある。制御方式は817系と同じく回生ブレーキ付きの主変換装置(PWMコンバータ+VVVFインバータ)を搭載したVVVFインバータ方式を採用している(日立製作所製)。主回路の構成は架線からの交流20,000V 60Hzを主変圧器を介して降圧した後にPWMコンバータで直流1600Vに変換し、その後にVVVFインバータで三相交流に変換して誘導電動機を制御するが、PWMコンバータとVVVFインバータの間には主回路用蓄電池と補助電源装置が繋がっており、両者とも直流1600Vの電力を使用している。コンバータとインバータ各1基で2基の主電動機を制御する1C2M構成を1群とし、それを2群としたものを主変換装置に搭載しており、1群に不具合が発生した場合には、それを切離して別の1群で運転ができる片群運転が可能となっている。

 

 

YC1系気動車は、2018年に登場したJR九州の一般形気動車ディーゼル・エレクトリック車両ハイブリッド車両)。ディーゼル・エレクトリック方式の採用と蓄電池の併用により省エネと効率化の両立を目指した車両で、国鉄時代に製造されたキハ66・67系キハ40・47・140・147系に比べて燃料消費量を約2割削減し、さらに液体変速機や推進軸といった液体式気動車特有の回転部品のメンテナンスに要するコストの削減も念頭に置いた車両です。

 

TRAIN SUITE 四季島(トランスイート しきしま)は、東日本旅客鉄道(JR東日本)が2017年5月1日から運行を開始した周遊型臨時寝台列車クルーズトレイン)である。今までの寝台列車や長距離列車は移動することに目的があったが、本列車では発着駅が同一で、乗車すること自体が旅の目的となるクルーズタイプの旅を提供する。使用車両は、本列車専用に製作されたE001形であり、電動機による動力分散方式の10両編成である。動力方式は架線集電により駆動する電車の機能と、ディーゼル発電機(1・10号車に搭載)により発電した電力で駆動するディーゼル・エレクトリック方式気動車の機能を併せ持つ新システム「EDC方式」を採用したことが大きな特徴です。

 

HC 85系の「HC」はエンジンで発電した電力と蓄電池の電力とを組み合わせ、モーターを回して走行する“ Hybrid Car(ハイブリッド方式の車両) ”であることを表しており、ハイブリッド方式の鉄道車両としては国内初の最高速度120km/hの営業運転を目指しています。現行のワイドビューひだ、ワイドビュー南紀で使用されているキハ85系の置き換え車両として開発されました。 

HC85系は1年間を目途にハイブリッド技術の確立に向けた基本性能試験、長期耐久試験等を行い、その試験結果を踏まえて、量産車は2022年度を目標に投入する予定で検討を進めるとしている。

 

JR北海道のH100系の動力はディーゼルエンジンで主発電機を駆動して得られた三相交流電源をPWM(パルス幅変調方式)コンバータで一旦直流に変換し、それをVVVFインバータで三相可変電圧可変周波数交流に変換して主電動機の三相誘導電動機を駆動させることで得ている。

H100形電気式気動車は、JR北海道の一般形気動車です。愛称は「DECMO(デクモ)」。製造から30年を超え老朽化した一般形気動車キハ40形の置換えを目的に導入された。同時期に製作されたJR東日本GV-E400系気動車と基本設計を共通とした、酷寒地対応の電気式気動車ディーゼル・エレクトリック車)である。製造もGV-E400系と同様川崎重工業が担当した。

 

JR貨物の電気式ディーゼル機関車は国鉄時代のDD51形、引退に伴い貨物用機関車の主役となりました。

JR貨物、新型機関車・DD200形は動輪4軸の電気式ディーゼル機関車で貨物列車から入れ替えまで幅広く運用します。

国鉄時代のDE10形に替わる、入れ替え作業用機関車はHD 300形のハイブリッド電気式ディーゼル機関車。

JR貨物のHD 300形はハイブリッド電気式ディーゼル機関車で動輪4軸の入れ替え作業で運用。

 

 

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