新幹線E5/H5系電力動車組

概要

E5系是为了东北新干线的运营最高时速320km/h的目标进行研制开发，2011年3月5日起开始商业化运营。本列车被定位为E2系实质性的后继车辆。广告宣传口号为“MADE IN DREAM.”“21世紀の夢の超特急をカタチにしたら、こうなりました。”（形成超特急的梦想在21世纪，我得到了这一点）。E5系1编组（10辆）的制造成本约45亿日元。2012年获日本铁道友之会蓝丝带奖。
本系列在商业运营后同时新设了东北新干线昵称“隼号列车”的专用车辆，之后开始陆续投入东北新干线的“疾风”、“山彦”与“那须野”等列车班次的运营。
JR北海道因应2016年3月26日的北海道新干线新青森-新函馆北斗段开业而引入同型号车款，并命名为H5系。是JR北海道首款跟随JR东日本以公司管辖范围名称首字母冠号之车系（JR东日本(JR East) 以“E”为车系编号前缀，JR北海道 (JR Hokkaido) 以“H”为车系编号前缀）。列车在机电设备与E5系完全相同，仅外观（车身色带）、车内装璜、车号编码、车内提示铃声略有差异。

E5系开发的历程

基于JR东日本在2000年制定的中期经营构想“ニューフロンティア21”（New Frontier 21）中“希望构建世界第一的铁道系统”的愿景，计划将新干线的最高营运速度设定为360km/h。为了实现这一目标，JR东日本2002年在公司内设立“新干线高速化推进项目”，开发了Fastech 360S，并于2005年开始进行了包括地面设备在内的各种试验。基于试验结果，考量了环境与成本因素，认为将最高速度定在320km/h较为妥当，于是开发出新型新干线E5系列车。

量产试制车下线并测试

第一列预产的车辆为S11编组，车辆由川崎重工和日立制作所共同制造，2009年5月24日运抵仙台港。 30日进入位于仙台的新干线综合车辆中心。2009年6月15日开始在北上-仙台之间开始试运行。
2009年10月17日，新潟新干线车辆中心开放展览，同日E5系也公开展览。
此后也延长行驶区间进行行驶试验，同年12月9日第一次开进东京站站台。同时在报章刊登。
2010年1月中旬开始，与E3系R21编组开始重联试运行。同年10月26日，与E6系量产试制车开始重联试运行。

量产列车完工，“隼号”开始运营

2010年11月22日和23日，量产车U2编组卸货。
2011年3月5日，共有3编组开始投入东北新干线运营 。以3组作单独运营，在东北新干线的大宫站-宇都宫站之间的最高速度275km/h，宇都宫站-盛冈站之间的最高时速300km/h的营业驾驶，“隼”运转东京站-新青森站间2次往返和东京站-仙台站间1次往返。
然而，商业化运营开始后不到一周时间（3月11日）就发生了东北地方太平洋近海地震，距离东北新干线全线恢复前一天的4月28日E5系运营暂时停止。直到4月29日的全线开通时重新开始运行，震后修复工程伴随时刻表修订暂时不能运行至300km/h。7月9日的时刻表调整宇都宫站-福岛站间和一之关站-盛冈站间的最高速度，9月23日的时刻表调整伴修随着复工程的结束，福岛站-仙台站-一之关站间的最高速度恢复到300km/h。

扩大运用范围

2011年11月19日始，E5系新制造了3编组一共6编组，在疾风号与山彦号投入E5系。这些列车中的特等车厢亦会正常使用。部分列车与E3系“小町号”混编运行的最高速度仅为275km/h。
2012年3月17日的时刻表修订增加4编组，合计10编组且投入“那须野号”班次。
2012年4月27日开始，增加1编组合计11编组，同年9月29日的时刻表订正中再增加5编组。2013年1月26日时增加4编组合计20编组，E5系在“疾风”“山彦”“那须野”单独行驶，最高速度是275km/h。
2013年3月16日的时刻表订正中，新增投入3编组运行共计23编组，所有新青森站始发的“疾风号”改用E5系，“隼号”提升至最高速度是300km/h。另外，当天也开始“隼号”与E6系“超级小町号”的混编列车运行，另外，E6系同样适用于部分“疾风号”和“山彦号”的混编列车运行。另外在此时刻表订正之前的2013年2月28日，量产试制车S11编组改造为U1编组。
2013年9月28日的时刻表订正中，新增投入4编组运行，包含量产试制车在内共有28列已经投入运行。
2014年3月15日的时刻表订正中，秋田新干线全线使用E6系列车运营，当天也开始“隼”与E6系“小町”的混编列车以320km/h的时速运行。

H5系的落成

H5系的第一编组为H1编组，于2014年10月8日至11日在川崎重工兵库工厂出厂，同月13日首列车的前2车厢抵达函馆港。之后，第2编组抵达函馆港，截至22日，2编组共20辆车亦陆续进入函馆综合车辆中心，后于11月1日向媒体公开其车辆基地。
2014年12月1日，列车开始在函馆综合车辆中心-新函馆北斗站区间进行路试，新函馆北斗站亦举行列车欢迎仪式。第2天开始在木古内站-新函馆北斗站区间开始进行正式的路试工作，从7日开始在津轻今别站-新函馆北斗站进行路试，列车于第一次驶入青函隧道前往本州。
从2014年开始路试至2015年3月1日，从最高速度30km/h陆续升格至260km/h（运营时速）。2016年3月26日，新青森站-新函馆北斗站开通。将交付4编组共40辆车。

整车外观

车身采用了铝合金空心桁架断面和双皮层构造。为了减少通过隧道时的微压力波，车辆的高度和试验车E954型（FASTECH360 S）的3650毫米相同，车辆宽度同为3350毫米。考虑到车体倾斜，车侧结构主体内侧设计为倾斜式样。
车头鼻形形状以E954型的“箭线”为原型，使隧道微气压波较前代新干线列车有所降低。另外鼻梁的长度较E954型缩短了1米（E954型为16米，E5系为15米）。在先头车尖端处，设置了供车钩收纳的开闭式车钩盖以及尖端下部设除雪刀；先头车10号车（即前往新青森方向的先头车）为进行混编列车行驶，亦装设了电气连接器附着紧贴车钩和自动开闭式车钩盖。驾驶台上部具备前照灯和尾灯（4联）。另外亦设有2条雨刮，其中一条为紧急时使用。而驾驶台后部从乘务员门之间，由于头车有过长的前鼻，因此设置了两个柜式机器室，中间为供列车长使用的过道。量产先行车的S11编组与N700系一样，两辆先头车（1号车厢和10号）的驾驶台的乘务员门使用内嵌式门，其他的用通常的滑动式车门，量产车的U2编组以后内嵌式门被废止，改为一般的滑动式车门。
每个车辆侧面装设了全彩LED式信息方向幕。以E3系2000番台为基准，可提供列车类别、座位种类外以及中途的停车站等信息。
为了表达未来感觉的先进形象和速度感，车辆的外观设计主要来源于试验车辆Fastech 360S，总体色调为上半部是常盘绿，下半部是飞云白，中间以“疾风粉红”色线条分割。头车部分侧面图案标志以“游隼”为主的造型进行描绘。
但所谓的“飞云白”实际显现下看起来就像灰色，加上列车上半部的绿色涂装与粉红线条，与虚拟歌手“初音未来”的形象角色（印象角色）“初音未来”的配色大致相同，故此也有日本人将此款列车戏称为“初音列车”。
除车体涂装之外，H5系基本上沿袭着E5系的车身。车体涂装色带中采用以“薰衣草”为主的北海道特色为主的淡紫色。另外，侧面图案标志设置在1、3、5、7、10号车厢两侧（1节编组10个），采用以JR北海道独有的设计的“北海道的雄伟”和北海道飞来的“小白游隼”为主题进行描绘。

主要设备

车辆下部的机器由底架横向吊挂，为降低噪音，设计为挡板和转向架罩覆盖的构造。此外，为减少抑制编组整体偏航而装备的阻尼器噪音和车厢连接处的风噪，抑制左右晃动，在两节相连的车厢之间以单侧支撑的方式将车顶和侧面进行了分割，用环状结构安装了全周幌（风挡）。重联时车辆的2位方面被固定，旁边的车辆的一位方面环机构强加于人的构造。可兼作检查罩的挡板和转向架罩上带有隔音材料，转向架罩采用轻量化碳纤维吸音材料来抑制噪音。

电源控制装置

本车采用VVVF控制方式驱动。从架线引来的25kV单相交流电在由主变压器降压的基础上，还需经过主变频器装置将单相交流电整流为直流电，而后转化为三相交流电驱动主电动机。
M1车（E515型/H515型、E525型/H525型）主要搭载主变压器、主变频装置和集电装置，M2车（E526型/H526型）主要搭载变换装置、辅助电源装置和电动空气压缩机。
主变压器采用强制风冷式，容量为3,130kVA (TM212)。
主变频装置采用日立技术的低磁励音VVVF变频器CI-18型，当中部分车辆的VVVF判给予三菱电机或东芝公司制造，其余由日立制作所自行生产。
辅助电源装置采用SC215A型静止型变换装置。由辅助变压器、电压交流电源用PWM变频器，直流电源用绝缘型收发器组成，主要变压器的3次电压侧供应单相交流400V、50Hz电源。供给电源方面，加热器等非稳定电压使用100V交流电，插座和服务设备用无停电电源使用单相100V交流电，控制制动器电源、荧光灯等使用100V直流电等3种。
主电动机为300kw的MT207三相交流异步电动机，采用WN平行驱动型式。冷却方式是自动通风，额定功率是300千瓦。

转向架

转向架以E2系的耐久性和制动性为基础，加强了无摇枕转向架以强化制动力，所以由以前油压式变更成由钳式车轮刹车盘（动车装备）钳式车轴刹车盘（拖车装备）组成的气动式，安装在车轮两侧和车轴上的制动盘由内部螺栓固定式变更为中央螺栓固定式，最小限度地减少负担和磁盘方面的变形，转向架方面，动车为DT208型，拖车为TR7008型，先头车辆驾驶台方面，运用了陶瓷盘刹车片的拖车TR7008A型，提高轨道和车轮的摩擦力。另外，车体与转向架框用以力杆悬架连结，转向架上有抑制蛇行运动的抗侧滚扭杆。
全车辆以E2系空气式为基础改良设计，采用能够抑制振动的电气式主动悬架和简易空气弹簧车体倾斜系统。空气式和电动式的变更透过改变空气管道和去掉油箱，实现了轻量化。

集电装置

编组中运行时仅使用一个（安装在3、7号车厢中前进方向的后者），使用低噪音受电弓装备，借由12个分割板组成的集电舟与下面所附的弹簧内置开展，使集电弓柔软追随架线而很难发生离线。量产试制车中，装有2个不同的受电弓来测试来选定量产车使用的受电弓，分别为“琴键式”和“书脊式”。最终采用了以E954型的PS9037型集电弓为基础，采用了不易离线的PS208琴键式低噪音单臂集电弓。分割成12个板中内置了弹簧能追随柔软的架线，集电弓侧面安装了用以降低噪音的大型隔音板，绝缘子侧面配备小型隔音板。为了减少噪音，特高压引通线和E2系0番台一样设置于车内顶棚处。

内部

车内以“舒畅”、“温馨”、“自在”为主旨，把恰到好处作为设计理念。颜色以自然为基础，温暖的沉静的空间设计，由于车辆前端的空间缩小和5号车厢配备厕所、多功能室等多目的设备的原因，因此本系列1编组的定员比E2系1000番台少83人，比200系K编组组10节车厢（225型400番台、头车1500番台的嵌入式组合）减少8名，总载客人数731名。普通等级列车座位距离较E2系有所加宽（980mm→ 1,040mm），不过，偶数车厢由于不配备厕所等设备（2、4、6、8号）车厢定员与E2系一样为100名，弥补了座椅间距的扩大使席位减少的遗憾。另外三人坐的座位宽度也相应扩大（A、C座：430mm→440mm，B席435mm→460mm）。
H5系的内部设计基本沿袭E5系，以“北海道への旅の序章として、その先の旅への想いを奏でる〜Prologue of the North Experience〜 ”（北海道之旅的序章，作为前方旅行的感情演奏）为概念，采用雪的结晶等图案的独特的设计。另外，渡岛综合振兴局要求车辆的内饰材料使用道南柳杉，由于近年来JR北海道故障事故频发，因此弃用该材料。

设备

绿色车厢、特等车厢车门位于新青森方向端，普通车各车两端的两处设置了车内隔门。
所有座席均设有阅读灯，列车设有空气净化机、LED显示器，一等车所有座席及普通等级列车的车窗位置均设有电源插座。每个车厢均装设监视器，加强安全性。
厕所在每2节车厢各1处（新青森方向端的奇数车厢），西式卫生间2处男性用卫生间1处，洗脸间2处。但是，5号车厢只有1处洗脸间。
5号和9号车厢配备了轮椅对应设备（车门扩宽、配备轮椅座位、多用途卫生间等）。采用了方便带方向舵的电动轮椅进出的多用途卫生间。此外，5号车厢配备了多功能室。
由于H5系与E5系有共同运用的设想，座位配置等基本的部分与E5系基本相同，普通车地板以雪的结晶为主绘制的地板设计以及隔门内侧使用JR北海道的颜色标识色。另外，车内照明灯光采用发光二极管（LED），普通等级列车与E5系一样车窗位置座席均设有电源插座。

特等车厢（Gran Class）

2008年8月，JR东日本发表了未来新型新干线列车配备的比原本头等车绿色车厢还要高一等的“超级绿色车厢”（“スーパーグリーン車”，暂名），2010年5月11日正式定名为：“Gran Class”（グランクラス車）。设计理念以“梦想的独特，是让你的旅途时刻变得特别。”（特別な旅のひとときをあなたに -Exclusive Dream-）作为概念设计车厢内饰和座椅，座椅间距比绿色车厢的1160mm增加到更宽的1300mm
，座位宽度也由原来绿色车厢的475mm增加到520mm。该车厢内设有18个以2＋1方式布局、可电动调整的座椅。此车厢设置在E5系U编组靠青森方向的第10号车厢。至于U编组的绿色车厢，是设于隔邻的9号车位置。
另外，量产试制车在新制造时没有配备，后来试验结束进行量产化改造的同时加入特等车厢。

性能

营运驾驶的最高速度为320km/h，上行3‰的均衡速度是360km/h。标准编组为10辆，动力车（M）和无动力车（T）的比例为8：2。启动加速度1.71km/h/s。在E3系和合并时与E3系和性能（合计启动加速1.6km/h/s）转换功能。
由于配备了车体倾斜装置，曲线通过时的舒适度的提高，在半径4000m的弯道上也能以320km/h运行。空气弹簧倾斜装置能使列车在高速过弯时可使车体摆动倾斜最多1.5度。

H5系

截至2017年10月，H5系总共4列列车全部配属于JR北海道的函馆新干线综合车辆所。
与E5系一样，东京站・仙台站 - 盛冈站之间与E6系“小町号”重联运行。在2016年3月26日的北海道新干线开通时至今，通常运用于隼10·17·22·29·32·95号和疾风223号。

今后计划

2015年之前包括量产试制车（改造为商业化运营）在内合计59编组投入。计划在东北新干线之中除迷你新干线“翼”以及“小町”之外所有列车将替换成新型列车，但在2014年底的计划中暂时保留半数在东北新干线运用的E2系J编组共28列。另外在2015年11月，增备U29至U31编组，在2016年底至2017年初增备U32编组和U33编组，在2017年7月又增备了U35编组，因此截至2017年10月，E5系列共生产了36列。
另外，在2016年3月的北海道新干线的新青森-新函馆北斗间开业时，E5系和H5系是道南和东北新干线运行的前提的车辆。将来2031年春季新函馆北斗-札幌间开业那时，将考虑到列车的换代的前提，以及更高要求的气候对策和寒冷对策而是否需要研制新一代新干线列车的检讨中，有报道指出JR北海道公关否认。但JR东日本在2017年7月4日决定研制新型新干线试验列车“ALFA-X”，将利用该列车以研制新一代新干线列车。
2031年，北海道新干线新函馆北斗-札幌间将由E8系和H8系(以E956形“ALFA-X”为基础)取代E5系和H5系投入运营

海外输出

为配合在2023年落成的印度高速铁路工程，将向印度出口同型号列车共25编组。列车最高速度预计350km/h，定员人数方面商务席为25名，标准席为698名（预计）。
继台湾高铁的700T型电力动车组和中国高铁的和谐号CRH2型电力动车组后，这是日本新干线第三款输出到国外的新干线列车。