JR東日本FV-E991系電車

FV-E991系電車（FV-E991けいでんしゃ）は、東日本旅客鉄道（JR東日本）の試験用の水素式燃料電池駆動電車である。「HYBARI」（ひばり）の愛称を持つ。

JR東日本FV-E991系電車
FV-E991系HY編成 （2022年11月16日 鶴見駅）
基本情報
運用者	東日本旅客鉄道
製造所	総合車両製作所横浜事業所
製造年	2022年
製造数	2両
主要諸元
編成	2両編成 (1M1T)^[1]
軌間	1,067 mm
電気方式	燃料電池
設計最高速度	100 km/h
起動加速度	2.3km/h/s^[1]
自重	Mzc:39.2t Tzc':37.3t ^[1]
車体	ステンレス
主電動機出力	95kW×2台×2群^[1]
歯車比	7.07(99:14)^[1]
備考	出典：^[2]
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概要

燃料電池式電車として二酸化炭素の排出ゼロ（ゼロ・エミッション）を目指して開発された車両で、2022年3月下旬から実証実験が行われる予定^[3][4]。JR東日本の燃料電池式電車としては、2008年に登場した(クモヤE995形電車)に次ぐ（ただしクモヤE995形は無車籍）ものとなる。

屋根上の水素貯蔵ユニットから高圧水素を燃料電池装置へ供給し、空気中の酸素との化学反応により発電をする。愛称の「HYBARI」は「HYdrogen-HYBrid Advanced Rail vehicle for Innovation（変革を起こす水素燃料電池と主回路用蓄電池ハイブリッドの先進鉄道車両）」から名称を決定している。

構造

車体

EV-E301系に似た正面非貫通の20m 級の3ドア車体で、2号車の屋根上に水素貯蔵ユニットを搭載されているため天井がやや低くなっている。1号車・2号車にそれぞれ機器室がある^[2]。運転台は一般的な電車とあまり違いはないが、通常設けられるパンタグラフの昇降ボタンが無く、代わりに左側面に「システム起動」ボタン、コンソール手前に「システム終了」ボタンが設けられている^[2]。

車両には燃料電池の化学反応から生まれる水を、青いしぶきと大地を潤すイメージでとらえ、スピード感と未来感を持たせたデザインがされ前面と側面に「HYBARI」のロゴが配置されている。又、車内のシートは自然のエネルギーが感じられるグリーン系で、大自然の山並みと「HYBARI」の文字があるデザインとなっている。車内の車椅子スペース側面にエネルギーモニタが設けられる^[2]。なお、車両用信号炎管の設置は省略された^[5]。

走行機器

2号車の屋根上に水素貯蔵ユニットを配置し、2号車の床下にある燃料電池装置へ世界初となる70MPaの高圧水素を供給して空気中の酸素との化学反応で発電を行う。水素貯蔵ユニットは容量51Lのタンクを5個ずつ内蔵しており、計4ユニットが搭載され、圧力70MPaで約40kgの水素を貯蔵できる^[2]。なおこの貯蔵ユニットの製造に際しては、トヨタの「MIRAI」のノウハウが応用されている^[2]。またタンクは高圧ガス保安法に基づく特認を受けており、走行可能な線区が限定される^[2]。燃料電池は出力60kWのものが4台搭載される^[2]。

1号車の床下には主回路用蓄電池を配置し、前述した燃料電池装置からの電源供給と回生ブレーキからの電源供給によりエネルギーを蓄え、電力変換装置を通した上で主電動機などへ送られる。尚、冷房装置などの接客設備に用いられる電源は電力変換装置を介さず補助電源装置へ供給される。主電動機は出力95kW×4台、蓄電池は容量120kWhのリチウムイオン電池を2基搭載する^[2]。

編成構成

車両は1M1Tの2両編成で1号車が制御電動車のFV-E991形(Mzc)で2号車が制御付随車のFV-E990形(Tzc’)である。最高速度は100km/hで加速度は2.3km/h/sである。又、一回の水素充填で140kmほど走行することができる。

JR東日本では2050年度までに二酸化炭素排出量ゼロを目標として掲げており、二酸化炭素を排出しない車両の開発が行われることになった。又、開発にあたりトヨタ自動車、日立製作所と連携して開発を行うことになった。^[6]燃料電池装置はトヨタ自動車の開発で、鉄道用ハイブリッド駆動システムは日立製作所が携わって開発されている^[7]。

運用

2022年3月下旬から鶴見線の全線、南武線の浜川崎駅 - 尻手駅 - 登戸駅間での実証実験が予定されている。また、神奈川県、横浜市、川崎市、JR貨物、昭和電工とJR東日本で実証実験に向けた環境・設備整備を連携して行う。水素充填設備は扇町駅構内に設けられる^[2]。なお前述の通り、水素貯蔵ユニットの特認の関係で、他線区での走行の予定は当面ない^[2]。

脚注

[脚注の使い方]

1. ^ ^{a b c d e} 鉄道サイバネシンポジウム論文集2022 「JR東日本FV-E991系向け 燃料電池応用主回路システム
2. ^ ^{a b c d e f g h i j k} “JR東日本の燃料電池ハイブリッド車「HYBARI」を見てきた！　高圧水素貯蔵で走行試験は鶴見線ほか”. トラベルwatch (2022年2月18日). 2022年2月20日閲覧。
3. ^ “JR東日本、水素ハイブリッド電車「HYBARI」(FV-E991系)を報道公開”. マイナビニュース (2022年2月18日). 2022年2月18日閲覧。
4. ^ “” (PDF). jreast.co.jp. JR東日本. 2022年2月18日閲覧。
5. ^ “水素ハイブリッド電車「HYBARI」に見る屋根上の変化【コラム】”. 鉄道チャンネル (2022年4月10日). 2022年4月10日閲覧。
6. ^ “” (PDF). jreast.co.jp. JR東日本. 2022年2月18日閲覧。
7. ^ “” (PDF). jreast.co.jp. JR東日本. 2022年2月18日閲覧。

関連項目

• (JR東日本クモヤE995形電車) - 2008年から2009年にかけて燃料電池ハイブリッド車両として試験を行った。

外部リンク

• 東日本旅客鉄道 FV-E991系（HYBARI） - 総合車両製作所