但凡参观过大型工业厂房的人，对于沿着厂房内部轨道穿梭的一辆辆运输用燃油机车一定不会陌生。装载货物的内燃机车速度非常缓慢，行驶过程中噪音轰鸣、震动频繁，烟囱持续不断向外排放黑色尾气……类似情景，在钢铁、矿山、石油化工等企业中几乎每天都在上演。

而今，上述现状有可能得到根本性改变。

很酷，很炫，电动小火车亮相！

10月10日，由国网江苏省电力有限公司主导研制的新型充电式智能轨道机车在南京南钢集团正式投运。这一轨道机车项目也是国内首个工业机车“油改电”项目。

“对内燃机车进行电气化改造，实现燃油机车向电动‘小火车’升级，这在国内尚无先例。工业机车‘油改电’项目在减少化石燃料消耗及污染物排放的同时，也降低了运行成本，改善了机车驾驶员的工作环境，推动大型工矿企业调度机车迈向清洁替代新时代，极具社会示范和推广价值。”国网江苏电力营销部副主任甘海庆说。

燃油机车升级为电动“小火车”，听起来很酷炫，要实现它却是困难重重。这背后，有一个不为人知的故事……

厂内小火车冒烟，激发一个灵感

作为江苏省综合能源市场开拓的先驱部队，国网江苏综合能源服务有限公司与南京南钢集团一直保持着常态的合作关系，包括前期为钢厂制定风机节能、余热回收等方案均收到了较好的效果。

2019年10月，国网江苏综合能源服务有限公司员工周显威和他的团队去南钢厂区进行实地调研。时值秋冬之交，然而厂区里的温度却居高不下。才进去十几分钟，周显威已经明显感觉到衬衣被汗湿了。

“你们的工作环境可真是艰苦啊！”周显威用玩笑的口吻说道。“没办法呀，我们是炼钢厂，钢水的温度在1500摄氏度以上。我们对于高温早就习惯了。”班员无奈笑道。

这时，一列小火车冒着浓烟停在了他们身边。“你们这儿还有火车呐！”周显威顿时来了兴趣。班员笑道：“不光是我们，化工厂、制造业、港口物流，很多产业都在用这样的燃油小机车来运输货物，我们这儿全靠它来运钢水呢！走，带你上去看看。”

几人来到车头上，扑面而来的热浪让人感觉像是身处桑拿房一般。周显威发现，即使小火车处在停止状态，噪音、震动和油烟也并没有减弱多少。司机班组成员介绍，这样的GK1型燃油机车整备质量为92吨，载重在1300吨左右。每个台班司机班组常规配置2-3人。虽然采用工作12小时、休息36小时的四班两倒工作模式，每台车每年配备司机班组人员8-12名。

周显威看着车头上老旧的设备，依托前期储能电源设备研发推广的经验，一个创新的想法初步在他脑海里成型。何不做个电动小火车？

目前，我国钢铁规范企业总数为263家，加上矿山、石油化工、港口物流等企业，全国工业生产企业运输用内燃机车保有量超过3万辆。据悉，工业生产领域的机车多用于调度运输，均为以柴油为动力的内燃机车，车辆在驱动过程中燃烧柴油，排放出大量二氧化碳、二氧化硫等气体，噪音大、震动强，给生产生活环境带来负面影响。

目前大型企业使用传统内燃机车存在诸多问题。

环保压力大：内燃机车存在极其严重的尾气排放、噪声污染问题。随着国家节能减排工作的推进，企业环保压力越来越大。

运行成本高：单台内燃机车年耗油约100万元，年维护运行成本在30-60万。单台配备司机班组人员8-12名，人力成本在120万左右。

工作环境差：内燃机车运行噪音大、震动大、有尾气排放，司机受噪音、震动、尾气排放的困扰。

从南钢厂回来后，周显威左思右想，愈发坚定地认为，将这种工业内燃机车“油改电”是个很好的主意，既有利于减轻企业环保压力，又能产生经济社会效益，市场推广前景广阔。而且，针对客户特殊场景定制化服务也是综合能源服务工作的服务理念。

电气化改造 旧车焕新颜

说干就干。

周显威找来GK1型燃油机车的各项数据。经过简单的估算发现，如果对钢厂原有运输用内燃机车车体进行纯电升级改造，将原有柴油机替换为电机，采用磷酸铁锂电池组作为动力源，不仅能实现机车工作全过程“零污染”，更能为钢厂带来巨大的经济效益。

对他的这个创意，钢厂方面表示出了强烈兴趣，并订下了合作意向。周显威和中国电科院团队成员立刻马不停蹄地投入到新型充电式智能轨道机车的研发中去。这就是国内首个利用废旧机车改造的工业化应用锂电动力机车研发项目。

新型充电式智能轨道机车由整车控制器、电池系统、主驱动器、驱动电机等组成。他们将原有柴油机替换为4台永磁同步电机，采用666千瓦时磷酸铁锂电池组作为动力源，实现了机车工作全过程“零污染”。

周显威带领团队成员克服重重困难，不断调试更新研究方案。经过近一年的研发和近半年的试验测试，新型充电式智能轨道机车研发项目终于下线并且投入运行！

图为国网江苏综合能源服务有限公司业务主管周显威、中国电科院新能源中心书记吴福宝、中国电科院新能源中心技术主管王德顺在新型充电式智能轨道机车前的合影。

图左新型充电式智能轨道机车，图右为厂房的传统内燃机车。

相比较传统内燃机车，新型充电式智能轨道机车有以下显著优点。

拉得动：新型机车起动牵引力370.8千牛，优于GK1的300千牛，持续牵引力319.3千牛（7.5公里/小时），优于255千牛（7.5公里/小时）。

跑得远：电池系统采用640千瓦时磷酸铁锂电池组作为机车动力源，安全性能高，满载续航里程可达到120千米以上。

充电快：本车配备一台300千瓦快充和一台80千瓦慢充。快充可在2个小时内即可将放空的电池组充满，缩短充电时间。配置慢充，可定期对电池进行满充满放，从而延长电池使用寿命。

刹得住：新型机车将GK1的活塞制动空压机升级改造为螺杆空压机，保留传统空气制动和手制动，另外可以利用电动机的回馈制动，使机车制动安全性能更高。

效益高：新型机车运行的燃料费同比传统内燃机车可降低80%。维护费用可降低约60%，通过遥控驾驶功能每台车每年可减少司机班组人员4名。

国网江苏电力营销部市场处处长杨斌介绍，目前，南钢集团智能轨道机车用于运输钢包和原料，以每日连续工作24小时计算，单辆机车每年可实现替代电量39万千瓦时，年用电支出约15万元，较燃油支出降低80%，维护费用降低60%。机车可遥控驾驶，单辆机车每年可减少司机班组人员4名，每年降低人工成本48万元。同时，单辆机车每年可减少燃油消耗172吨，相当于减排二氧化碳637吨。

据了解，目前南钢集团共有21辆机车，如果将南钢集团所有用于钢包短途和原料运输的内燃机车进行改造，每年可减少燃油量1780吨，节省运行费用1940万元，实现替代电量402万千瓦时。

电动“小火车”的出现，既降低了企业的运行成本，又推动了环境治理，还优化了厂房环境，可谓一举多得、利国利民。

感谢：王讳、周瑾、阮文骏、周显威等人对本文的贡献。