ES64U4型机车综合了ES64F4、ES64U2等第二代机车的设计特点，支持1500伏直流电、3000伏直流电、15千伏16⅔赫兹的低频单相交流电、25千伏工频单相交流电等四种不同供电制式，电气系统部分与ES64F4型机车基本相同，而车体、转向架等机械部分大致继承自ES64U2型机车；机车采用水冷IGBT牵引变流器、“Sibas 32”微机控制系统、带有全弹性悬挂驱动制动单元的HAB转向架、流线型车体，机车输出功率为6400千瓦，最高运行速度为230公里/小时。
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