在全球能源危機和氣候變暖的背景下，可再生能源的開發(fā)、多元化與高效的能源利用已經成為人類可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。太陽能、風能、氫能、生物質能、地熱能、潮汐能、核能等新能源發(fā)電技術已經在發(fā)電、建筑、交通等各個領域得到廣泛的應用。
　　軌道交通行業(yè)的快速發(fā)展為中國城市建設和經濟發(fā)展提供了重要支撐，在國家經濟建設中具有舉足輕重的地位。由于軌道交通的里程長、運量大，其能源消耗不容忽視，已經成為交通運輸行業(yè)耗能大戶。為促進我國軌道交通的可持續(xù)發(fā)展，發(fā)展環(huán)保、高效的新能源軌道交通具有顯著的社會效益和巨大的潛在經濟效益。
　　新能源機車是一種以新能源作為動力源的新型供電制式軌道機車，是軌道交通節(jié)能減排的重要途徑之一。目前，新能源機車已朝著研發(fā)多樣化、產品集中化和大規(guī)模運營化邁進，形成以燃料電池電動機車和儲能式電動機車為主，其他多種新能源機車為輔，且城市軌道交通應用與工程作業(yè)機車應用同步發(fā)展的創(chuàng)新局面。相對傳統(tǒng)的電力機車和內燃機車而言，以燃料電池、儲能式、混合動力和太陽能電動機車為代表的新能源機車具有低／無排放、節(jié)能清潔和低噪聲等優(yōu)點，可廣泛應用于站場調車、工程作業(yè)車和城市有軌電車等領域。
　　本書重點介紹了作者所在的科研團隊長期從事新能源機車研究所取得的研究成果和本領域的一些技術進展總結，以及中國首輛燃料電池電動機車和世界首列燃料電池／超級電容混合動力有軌電車的工程應用經驗。全書圍繞燃料電池、鋰電池、超級電容及太陽能電池的基本原理與核心技術，以及新能源在機車車輛應用的關鍵技術展開，共分為7章：第1章詳細介紹了新能源機車的主要類型、發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢；第2、3章分別討論燃料電池、動力蓄電池與超級電容的基本原理、核心技術以及典型應用；第4、5、6章分別介紹燃料電池電動機車、儲能式電動機車以及燃料電池混合動力機車的系統(tǒng)結構、控制與管理技術以及典型應用；第7章介紹了軌道交通車載太陽能發(fā)電技術及其初步應用。
　　本書第1章由陳維榮撰寫，第2、4章由李奇、韓瑩、張雪霞撰寫，第3章由張雪霞和郭愛撰寫，第5、6、7章由戴朝華、韓瑩、陳維榮撰寫，全書由陳維榮統(tǒng)稿。在本書的寫作工程中，得到了中車唐山機車車輛有限公司孫幫成、李明以及中車四方機車車輛股份有限公司李艷昆的大力支持，研究生彭飛、卜慶元、王天宏、孟翔、張國瑞、燕雨、尹良震、邱宜彬、蒲雨辰等也為本書的完成做出了貢獻。在此，向他們的辛勤勞動表示衷心的感謝。同時，還要特別感謝錢清泉院士對本書相關研究工作的指導和支持。
　　本書的研究工作得到了國家自然科學基金（52077180，51977181，52007157）、四川省科技計劃項目（19YYJC0698）、*霍英東教育基金會高等院校青年教師基金（171104）的資助，在此致謝。
　　由于作者水平有限，書中可能存在疏漏和不妥之處，敬請讀者批評指正。