JR東日本E995型電聯車

历史

E995系的前身是JR东日本研发部门与JR总研为了进行串联式混合动力系统应用于柴油动车组上的研究，而于2003年时制作的KiYa E991型（实际车辆编号为KiYa E991-1），昵称为“NE Train”（NEトレイン，是New Energy Train（新能源车辆）的缩写）。在完成E991系的相关研究后，JR东日本于2006年时推出气动E200型柴油动车组（キヤE200形），并于2007年时实际应用于小海线的运营上。
结束混合动力系统的实验之后，JR东日本在2006年时将E991型上的柴油引擎与发电机等设备拆换成氢气储存槽与燃料电池，改造成燃料电池实验用车，命名为KuMoYa E995型（クモヤE995形，实际车辆编号为KuMoYa E995-1）。
2008年时JR东日本开始着手“蓄电池驱动电力动车组系统”的计划，将E995再度进行改造，改造后的新车款被昵称为“NE Train Smart电池君”（NE Train スマート電池くん）。

运作特性

电力动车组版本的E995改造重点包括将原本在混合动力与燃料电池驱动时代并不存在的受电弓装回E995上，成为真正的电力动车组。除此之外，在传统电力动车组的DC/DC转换器与VVVF变频器之间加上与蓄电池连结的回路。为了配合蓄电池系统较低的工作电压（600伏特），车上的电动电动机也更改为输入电压较低的600伏特版本，共2具，每具能提供95千瓦的动力输出。外部提供的1500伏特电压必须先经过直流转换降压为600伏特之后，才能提供给电动电动机使用或对蓄电池充电。
经过改装之后的E995与一般电力动车组只能在设有配电线路的电气化线路上行驶不同，E995可自由在电气化与非电气化路段中穿梭，大幅提升车辆调度的弹性。
在电气化区间，E995使用外部供电运行，并在电池的充电率降低时，对设置在座位底下的大容量蓄电池充电。除此之外，E995也保留了混合动力时代就已经配置的刹车回充电能力，其充电顺位为刹车回充电优先，外部供电次之，以避免能源的浪费。当电气化区间的架空接触网供应电压低落时，E995也可同时使用外部电力与蓄电池电力进行助力行驶，降低了对供电稳定性的要求。
在非电气化区间，E995上的DC/DC转换器停止运作，车辆切换至纯蓄电池电力模式行驶，此时车辆仅会在刹车时进行回充电的动作。但是，为了延长E995在非电化区间的续航能力，可在车站内设置小规模的电气化设备，E995在进站之后可将受电弓升起利用停站上下旅客的时间，以站内的供电进行急速充电，之后再将受电弓降下、继续以纯电池电力模式起步离站。透过这方式铁路公司只需重点式地在部分停车站装设供电设备，就可以在非电气化的区间使用电力动车组运营，是蓄电池驱动电力动车组系统最主要的目标。
JR东日本原本在E995上装置了9组共163千瓦小时蓄电力的电池组，但经过实际测试后对于电力消耗的掌握度逐渐提升，因此判断实际运用时并不需要如此大的蓄电量。基于日后量产并投入实际营业时的成本与维护考量，而在2010年8月时拆卸部分的电池组，降低成四组的规格。

配属与后续

E995在还是混合动力柴油动车组（KiYa E991型）的时代，原本配属于宇都宫运转所，2007年除籍（名义上是废车）。之后以燃料电池动力车的身份由长野综合车辆中心操作，并在改造成蓄电池驱动电力动车组之后配属至小山车辆中心，在该中心所属的实验线路与周遭的宇都宫线、日光线与乌山线上进行测试。
E995的实车测试自2009年开始，至2012年3月结束，根据测试的结果JR东日本判定此系统概念已经成熟，决定要应用于营业用车辆上。JR东日本将E995上的技术实用化，开发出全新的EV-E301系，并预计自2014年春天开始，将新车投入乌山线（宝积寺至乌山）与东北本线部分路段（宇都宫至宝积寺间）进行实际运营。由于东北本线与乌山线分别为电气化与非电气化线路，因此使用蓄电池电力动车组EV-E301进行直通运行，可发挥此种动力系统最大的优势。但为了确保蓄电池的充电量，JR东日本将会在乌山车站增设给EV-E301专用的充电设备。