JR货物HD300型混合动力机车

{{Infobox Locomotive|
| name = JR货物HD300型混合动力机车（柴油电力机车）
| image = HD300-30 at 八王子駅.jpg
| alt = 停在八王子站的HD300-17
（2017年10月28日）
| user = 日本貨物鐵道
| builder = 东芝→东芝基础设施服务公司
| builddate = 2010年—
| 製造数 =
| firstrundate = 2011年7月11日（试验车）
2012年2月8日（量产车）
| 運用終了 =
| 引退 =
| 廃車 =
| 投入先 =
| uicclass = Bo-Bo
| gauge = 1,067 mm（窄軌）
| length = 14,300 mm
| width = 2,950 mm
| height = 4,088 mm
| 機関車重量 =
| 空車重量 =
| weight = 60.0 t
| bogies = 川崎重工业制造
| wheelbase = 2,300 mm
| 台車間距離 = 7,100 mm
| wheeldiameter = 910 mm
| axleload = 15 t
| fuelcap = 1,600 L
| 動力伝達方式 =
| enginetype = 康明斯制造的FDMF9Z型
| enginepower = 270 PS
| generator = 鼠笼式三相感应发电机FDM302型（160kVA）。

本车在JR货物铁道的正式名称为“HD300型混合动力机车”。试制车（901号机）在开发阶段的名称为“混合动力驱动的新型专用调车机车 HD300型（试验车）”，在JR货物铁道官方网站“支撑铁路货物运输的各种车辆的开发”页面中则称为“HD300型混合动力调车机车（试制车）”。

概要
在货物站内的调车作业中，JR货物主要使用了从日本國有鐵道（国铁）继承下来的DE10型柴油机车等多种车型，但这些车辆的使用年限已超过40年，现有车辆的老化问题十分严重。为了替换这些车辆，JR货物在开发时不再拘泥于传统方式，而是引入了新的系统以减少排放，最终采用了混合动力驱动方式。

以“环保清洁机车”为概念，与DE10型相比，JR货物在设计和开发时设定了以下目标：
*有害废气排放减少30-40%以上
*车外噪音水平降低10dB(A)以上
*通过高效发动机运行和再生制动的应用，大幅减少CO2排放
2010年3月，首台试制车（901号机）完成，并进行了各种行驶试验。根据试验结果，自2012年2月起，量产车陆续投入使用。

结构
本机车是日本首台混合动力机车，它结合了以柴油引擎和发电机为动力源的柴电机车以及以蓄电瓶为动力源的电力机车的两种要素。具体来说，它是通过协调控制来自柴油发电机和蓄电瓶的电力来驱动电机的“串联式混合动力”系统，在该系统中，本机所搭载的柴油引擎并不直接用于提供驱动力，而仅用于驱动发电机发电。此外，为了大幅减少CO2排放量，该机车通过动力协调系统实现发动机的高效运行，并在再生制动时将电机产生的电力充入蓄电瓶。因此，其车辆型号的既不是代表柴油机车的“D”，也不是代表蓄电瓶机车的“A”，而是首个表示混合动力（Hybrid）方式的“H”，并与表示动轴数为4的“D”组合成“HD”。

在使用901号机进行的行驶试验中，与DE10型相比，取得了以下结果，从前端开始依次为主变流器模块、蓄电池模块、驾驶室模块、发电机模块。车体分为4个模块结构以简化维护。驾驶台与DE10型相同，横向布置于行进方向。前端的车钩周围涂有黄色和黑色的警示色，车体则采用了与EF510型相同的货运红色，并在车身上绘有“Hybrid”的标识，以强调其混合动力机车的身份。。这款发动机采用的是康明斯制造、累计生产超过50万台的经典工业用水冷四冲程直列六缸发动机，额定输出功率为325马力（242kW），额定转速1,600rpm，最高转速1,800rpm，采用电子燃油控制系统。在实际使用中，其输出功率被调整为270马力（197千瓦）。与发动机相连的发电机是1小时额定输出功率为173千瓦/1600转/分钟的，可输出三相交流电。

储能模块搭载了公司制造的LIM30H-8A型锂离子电池（量产车）。电池组由26个模块串联组成，并以3组并联的方式连接。额定电压为750V，电力容量在40至70kWh之间。即使在电池老化的情况下，也能确保足够的输出功率以满足寒冷地区的启动需求。在制动过程中，通过再生制動将电机产生的电能充电到电池中存储

主变流模块中的由一个基于IGBT的电压型PWM整流器和一个电压型PWM逆变器组成。在牵引模式下，柴油发电机和蓄电池提供的电力通过主变流装置进行，驱动主电动机运转。即使主蓄电池出现故障，车辆仍可单独通过发电机供电以最大114KW的踏面功率行驶。

压缩空气供应模块配备了一款无润滑油需求的空气压缩机，试制车型采用VV180-T型（Knorr-Bremse制造），量产车型采用FMH3110-FC1800型（两种型号的排气量均为1,750升/分钟）

其他结构
在混合动力系统以外的新结构方面，该车配备了新开发的。此外，还加大了前后踏板的尺寸，并采用了大型的前后及侧面扶手，以提高驾驶员和场内作业人员的操作便利性。同时，为消除调车作业时驾驶台的死角，在扶手上安装了摄像头（仅901号机）。前部标识灯为方形，每侧扶手上各装有两盏，连接器正上方还设有用于夜间作业的连接器灯（LED灯）。。2011年1月下旬，试验车在札幌货运站站内进行了寒冷地区试验。此后，还在北海道内的其他地区、東京貨運站、南松本站等地进行了试运行，以在各种条件下确认车辆性能。作为试验车的901号机自2011年7月11日起开始在东京货运站作为调车机投入使用，自2012年2月8日起开始在东京货运站内使用。前踏板尺寸缩小，并在照亮踏板脚部的照明上增加了盖子。

File:JRF-HD300-901-00.jpg|试验车901号机（东京货运站 2013年5月5日）
File:Jr hd300-8 lightcase.jpg|量产车HD300-8的灯箱。前照灯与后部标识灯垂直排列，并配有连接器灯罩。（2014年1月17日 八王子站）
File:Jr hd300-8 fdt102c.jpg|量产车HD300-8车的FDT102C转向架。（2014年1月17日 八王子站）

500番台
2014年，的500番台车型登场。2014年11月，以方式运送的501号机为首，共有3辆HD300（501-503号机）配属苗穗车辆所，并在札幌货运站投入使用。

该车型的蓄电池容量有所调整，转向架型号方面，1位侧为FDT102D型，2位侧为FDT102E型。作为降雪时作业人员防寒措施的一部分，在冬季时可在驾驶室前部安装可拆卸的挡风板。此外，为了弥补调车作业时因降雪导致的制动力和粘着力下降，转向架上配备了16个撒砂装置。相较于温暖地区适用的0番台车型的8个撒砂装置，增加了一倍以增强效果。

参考资料
注释
参考来源
参考文献
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相关条目
*混合動力鐵路車輛
*混合动力汽车