更新时间：2023-04-22 20:43
动车组（Motor Train Unit/Motor Train Set，简称EMU/DMU）是由动车与拖车组成、固定编组使用的车组。即动车组由动车（有动力）和拖车（无动力）组成，自带动力、固定编组、两端均可操纵驾驶、整列为一体化设计的一组列车。按驱动轴和驱动设备的布置动车组分为动力集中型和动力分散型两种。动力集中型动车组包括法国TGV、德国ICE1和ICE-2列车、瑞典X2000和中国的DJJ1型等。动力分散型动车组包括日本新干线、德国ICE3和中国“先锋”号动车组等。
动车组技术起源于地铁列车，诞生于20世纪初期，1903年7月8日，德国研制出一辆由4节动车和2节拖车组成的钢轨供电列车，为世界上首台电力动车组;10月28日，德国再造出三相交流电力动车组，试验速度达210.2km/h；1964年10月，日本东海道新干线建成世界上第一条高速铁路，最高运行速度达到210km/h。
动车组具有安全可靠、运行快捷、乘坐舒适、编组灵活等特点，是高效率、大密度的旅客运载工具。而且动车组往返不需掉转车头或摘挂机车，非常适合高速铁路高密度公交化穿梭运行。目前，国内外高速铁路旅客列车普遍采用动车组型式。
除高速铁路、城际客运、市郊客运运用的动车组外，城市中的地铁列车和轻轨电车也属于动车组范畴。
目前世界上常见的动车组有中国和谐号CRH、复兴号动车组CRF动车组系列、日本新干线运行的动车组系列、法国TGV系列、德国ICE系列、瑞典X2000等。
动车组技术起源于地铁列车，诞生于20世纪初期。20世纪初至50年代，德国、法国、日本等国家先后开展了大量的有关高速列车的理论研究和试验工作。伴随第二次工业革命，电力机车给火车带来重联技术，多台机车可以通过电气设备统一操作联动，单司机室即可控制由动车与拖车混合编组的列车。早期动车组只在短距离市域铁路使用，也无“动车组”一说。1903年7月8日，德国研制出一辆由4节动车和2节拖车组成的钢轨供电列车，为世界上首台电力动车组;10月28日，德国再造出三相交流电力动车组，试验速度达210.2km/h。
1964年10月，日本东海道新干线建成世界上第一条高速铁路，最高运行速度达到210km/h。此后法国、德国、英国、意大利社会共和国等国家竞相开行了高速列车，高速列车技术得到快速发展，先期形成以日本新干线、法国TGV和德国ICE高速动车组为代表的三大技术体系，20世纪90年代以来，中国政府致力发展高速铁路，开展了大规模的高速铁路试验研究，先后研发了和谐号、复兴号动车组平台。
动车组列车的最高试验速度从日本东海道新干线的210km/h不断刷新，1981年2月法国TGV达380km/h；1988年5月德国ICE达406.9km/h；1990年5月18日法国TGV-A型高速列车达515.3km/h；2007年4月3日法国TGV-V150超高速列车达574.8km/h，创造了有轨列车最高试验速度的世界纪录。
1964年日本东海道运行日本0系高速列车，是世界上第一款商业运营时速超过200km的列车。16辆编组全部是动力车，属于完全动力分散。
日本100系高速列车（有双层车厢）于1985年开始编入山阳新干线，16辆编组中有12辆动力车和4辆拖车，属于相对分散型。该车型多是单层和双层车厢混组，主要用于跑长途，最高速度230km/h。
新一代新干线300系电力动车组高速列车产生于1992年，首次采用了交流牵引电机和变频变压调速装置，车身采用铝合金材料，并采用新型走行部结构和可以将制动能量变成电能返回电网的新型再生制动，头型设计成斜鼻形。最高运行速度提高到270km/h。300系高速列车的技术突破对之后的新干线列车设计影响深远。
新干线500系电力动车组高速列车于1997年投入使用，其最明显的特点是为了尽可能减少运行阻力和会车压力波而采用的长达15m的长鼻型头型，采用了极为轻量化的“焊蜂窝＋挤压型材”铝合金结构车身和圆形车体截面设计，运行阻力比300系降低了31%，最高运行速度300km/h。
700系高速列车是日本最先进的一款电动车组，采用12动4拖的编组方式，功率达13200kW，全长约400m，车体是用铝合金压制成的中空外壳，内部填充的是吸音、防震的复合材料，最高运营时速为285km/h。投入运行是在1999年。
法国在1955年3月创造了电力机车牵引列车331km/h的速度记录。自1967年起，法国国营铁路公司（SNCF）开始研究高速运输，1967年5月CC-6500型电力机车牵引客车实现最高速度200km/h商业运行。1969年研制成功ETG型燃气轮动车组，最高试验速度248km/h；1972年研制第三代TGV-001型燃气轮动车组，5节编组，最高试验速度381km/h；1981年研制交-直传动TGV-PSE动车组投入运用。AGV是法国新开发的第4代高速动车组列车，由之前的动力集中型转为动力分散型。AGV是动力分散式动车组，TGV是动力集中式动车组。AGV在相同的路线上达到较TGV更高的营运车速，其目标运营车速为360km/h。2007年，法国AVG-V150列车在巴黎—斯特拉斯堡东线铁路以574.8km/h的速度创造新的世界纪录。
德国从1988年研发成功的高速动车组列车ICE-V试验列车起步，先从动力集中方式开始，又向动力分散方式发展，经过不断改进，逐步形成ICE1、ICE2、ICE3系列家族。
ICE的第一代的ICE1型，采用动力集中方式，由2辆头车、14辆客车组成，最高速度280km/h，1991年投入运营，实际最高运行速度为250km/h，在既有线改造区段都以200km/h的速度运行。ICE-2型高速动车组，于1998年投入运营，采用动力集中方式，由1辆动车车辆和7辆拖车车辆组成，最高运行速度达280km/h。ICE-3型高速动车组，于2002年投入运营，采用动力分散方式，由4辆动车车辆和4辆拖车车辆组成，最高运行速度达330km/h。ICE-350E型高速列车，于2010正式投入运营，采用动力分散方式，由4辆动车车辆和4辆拖车车辆组成，最高运行速度达350km/h。
早在20世纪50年代，中华人民共和国就开始了动车组的研制。1958年，青岛四方厂设计制造了第一列东风号双层摩托列车。该列车由两辆动车和四辆双层客车组成。中国第一条高铁是1999年开工、2003年建成的秦沈客运专线，研制了“蓝箭”“DJF1型电力动车组”“中华之星”等类型的动车组。2007年第六次大提速，中国铁路多条干线客运列车运营速度达到200km/h，其中先锋号动力分散动车组设计速度200km/h，最高试验速度292.8km/h；中华之星动力集中动车组设计速度270km/h，试验最高速度321.5km/h。
2004年10月原铁道部组织完成了时速200km动车组的采购项目合同签订，成功引进了川崎重工业株式会社、庞巴迪公司、阿尔斯通公司的动车组先进技术。2005年，又完成了时速300km动车组采购项目。通过引进消化吸收，形成了共有和谐号CRH1型电力动车组、和谐号CRH2型电力动车组、和谐号CRH3型电力动车组、和谐号CRH5型电力动车组四个动车组系列、时速200～350km、8节或16节编组、坐车卧车齐备的动车组产品体系。动车组统一的命名方式CRH（ChinaRailwayHigh-speed）。随后10年间，陆续建造了中国铁路高速动车组平台CRH系列，运营速度从200km/h到250km/h，再到300km/h。2010年12月3日，在京沪高速铁路枣庄至蚌埠试验段，和谐号CRH380A型电力动车组新一代高速动车组创造了时速486.1km的世界铁路运营速度纪录。2013年中国研制了具有自主知识产权的复兴号复兴号动车组。
动车组按动力源分为电动车组(electricmultipleunit，EMU)和内燃动车组（dieselmultipleunit，DMU），电动车组以电力为动力源，由牵引接触网提供动力；内燃动车组以内燃机为动力源，由柴油机提供动力。
电力动车组简称电动车组，通过接触网或供电轨供电驱动牵引电动机的动车组，根据列车动力轮对和驱动设备设置又可分为动力分散型和动力集中型；也可细分为直流电动车组和交流电动车组两类。电力动车组属于电力机车，运行在电气化铁路中。中国动车组包括200km/h速度级和300km/h速度级均属于动力分散式交流传动电动车组。
内燃动车组由柴油机提供动力，主要用于非电气化铁路短途客运，也可用于非电气化干线城间客运。主要优点是：载客量比汽车大而能耗比汽车低，乘坐舒适性高，旅行速度快、安全，运营成本低，对环境污染小。与机车牵引旅客列车比较，可穿梭运行，在但线上折返换向时间短，运行快捷，运用灵活。内燃动车组包括中国“和谐号”内燃观光动车组、中国NZJ1型“新曙光号”准高速内燃动车组、中国NZJ2型“神州”号双层内燃动车组、法国ETG型燃气轮动车组、法国TGV-001型燃气轮动车组等。
“和谐号”内燃观光动车组采用动力集中式两动七拖编组型式，首尾动车与七辆拖车固定重联编组成动车组，运行速度为160km/h。该型动车组采用大开度电控电动塞拉门、大视角车窗，并采用可旋转座椅、绿色环保材料和设施，满足了旅游观光列车人性化要求。
NZJ1型DMU是“新曙光”号准高速内燃动车组的动车部分。采用交-直流电传动，装车功率为2760kW，采用了12V280ZJ型柴油机。车体采用流线型车体，桁架式侧壁承载结构，单司机室。电空制动系统采用JZ-7型加电空制动机，单端操纵。转向架采用轴式为A1A的架悬式准高速转向架。首尾动车电气控制采用重联线控制及微机控制两种方式同时并联控制。动车组600V直流供电系统采用动车集中供电，客车分散逆变方式，首尾动车设有独立的600V电源。
NZJ2型神州号双层内燃动车组属于动力集中式双层内燃动车组，分双层空调硬座车和双层空调软座车两个车种。总体列车由动车+10辆双层拖车+动车组成，车体内部结构和设备具有良好的阻燃防火性能。
按动力分布方式分为动力集中动车组（concentratedpowermultipleunit）和动力分散动车组（separatedpowermultipleunit）。动力集中动车组是将列车的动力设备集中在列车的一端或两端车辆上的动车组；动力分散动车组是动力分散布置在若干车辆上，并且每辆车均能载客的动车组。动力分散式动车组以日本为代表，动力集中式动车组以法国和德国为代表。
动力集中型动车组将列车电气和动力设备集中安装于位于列车端部的动力车上,仅动力车的轮对是动力轮对,动力车不载客或仅设置较小的客室,旅客主要集中于中间拖车的动车组，动力集中型动车组包括法国TGV、德国ICE1和ICE-2列车、瑞典X2000和中国的DJJ1型等。
该种车型主要优点是：1.牵引动力集中在两台动车上，牵引电机和电气数量少，列车制造和维护费用低。2.受电弓数量少，全列只需2组受电弓，甚至可引用1台动车上的1组受电弓受电。3.容易变更动车车型以适应不同路况需要。
主要缺点是：1.列车编组调整困难，不易适应运量变化，运用灵活性较差。2.黏着利用等指标不如动力分散型。3.列车总功率受到限制。
动力分散型动车组是将由电机驱动的动力轮对分散布置在列车的全部或部分轮对上,同时将列车的主要电气和机械设备吊挂在车辆下部,列车全部车辆可载客的列车模式，动力分散型动车组包括日本新干线、德国ICE3和中国“先锋”号动车组等。动力分散式特点是动轴数量多而轴重轻。
该种车型主要优点是：1.牵引黏着重量大，黏着性能好，易于发挥牵引力以适应高速运行需要。2.动车组易于加长或缩短，运用灵活。3.每台转向架的牵引装置功率小，体积重量较小，有利于实现转向架轻量化和低轴重。
主要缺点是：每辆动车都装有全套牵引用电器和电极，增加了动车组的制造成本和维修费用。
动车组组成单元有动车、拖车、端车、中间车和动力单元。动车是具有牵引力输出能力的车辆；拖车是不具有牵引力输出能力的车辆；端车是动车组两端具有司机室的车辆；中间车是位于动车组两端车之间的车辆；动力单元是由多个安装有动力设备的车辆连接在一起组成一个完整的可提供牵引动力的车辆组合。
动车组车体为司机和乘客提供乘坐空间，同时为牵引、制动等系统提供安装与连接其他设备的载体，要求车体轻量，有足够的强度和刚度，有良好的空气动力学性能等。分为带司机室车体和不带司机室车辆两种。其作用是安装基础+承载骨架。车体是容纳乘客和司机驾驶地方，又是安装与连接其他设备和部件的基础和骨架，通常由底架、端墙、侧墙和车顶等组成。近代动车组车体均采用整体承载的钢结构或轻金属结构，以实现最轻的自重条件下满足强度和刚度要求。
车内设备是服务于乘客的车内固定附属装置，如车内电气、供水、通风、空调、座椅、车窗、车门、行李架、卫生间等。
转向架是动车组车辆最重要的组成部分，转向架必须具有承载、导向、缓冲、牵引和制动等功能。主要包括轮对和轴箱、弹簧悬挂装置、构架、牵引驱动装置、基础制动装置。主要功能：承载车体、乘客重量，使轴重均匀分配；转向，保证车辆顺利通过曲线；缓冲，缓和线路不平顺对车辆的冲击，保证车辆具有良好的运行平稳性；牵引（动力转向架），保证必要的轮轨黏着，并把轮轨接触处产生的轮周牵引力传递给车体、车钩，牵引列车前进；制动，产生必要的制动力，使车辆在规定的距离内减速或停车。
牵引系统主要由受电弓、牵引变压器、牵引变流器及牵引电机等组成。牵引系统主要起能量传递和转换的作用，将接触网电能转换成机械能牵引列车运行。牵引传动及控制系统作用是实现电能有效传递和转换并控制列车正常运行。主要是指动车电气设备，包括动车（或拖车）上的各种电气设备及其控制电路，一般分为主动传动电路、辅助电路和电子与控制电路系统3部分。主动传动电路系统主要包括主变压器、变流装置和牵引电机等；辅助电路系统主要包括各种通风冷却装置；电子与控制电路系统主要包括与牵引传动系统有关的各种控制装置。
动车组列车需要配有足够的制动能力，高速动车组列车的制动能力主要由紧急制动距离决定，动车组的制动设备需要根据规定的紧急制动距离设计和安装，以保障高速行驶列车的安全。
制动系统包括机械部分、空气管路部分和电气控制部分。主要作用是产生一定的制动力，使列车在规定的距离或时间内减速或停车。再生制动为现代动车组的首选制动方式。
车辆信息控制系统通过贯穿列车的总线来传送信息，由列车信息中央装置、列车信息终端装置、列车信息显示器、车内信息显示器组成，具有牵引/制动控制、设备状态监视与控制、现车性能检测与试验等功能。该系统作用是对整个列车的牵引、制动和车内所有设备进行空盒子、监测和诊断。
动车组两头车各设一个司机室，两个司机室的设备布置相同，设有司机席和助手席；在操作台上分别设有制动和牵引手柄，整个操纵台分成台面板组成、左柜组成、中柜组成、右柜组成和主、副司机脚踏组成，采用模块化设计，可以进行自动和手动驾驶。主司机侧空间设置左、右边柜和后墙边柜，并且边柜与左、右柜体一体设计，使整个操纵台成为一个整体，侧墙和后墙的主要设备安装在柜体内。
列车高速运行引起的气动现象对周围环境产生影响，随着列车运行速度的提高，动车组高速列车的头形设计非常重要，好的头形设计可以减小运行空气阻力，列车交会压力波，提高列车运行稳定性。
为了节省牵引功率，降低高速所引起的动力作用对线路结构、机车车辆结构产生的损伤，需要最大限度降低高速动车组的轴重，各国高速列车车体主要材料是铝合金和不锈钢，铝合金将成为动车组车体的主导材料。
提高列车运行速度首先要解决转向架运行平稳性和安全性，高速动车组转向架需要具有高速运行稳定性、良好的曲线通过性能，采用高强度、轻量化转向架结构，降低轮轨间动力作用，提高高速运行稳定性。
高速列车的制动能量与速度的平方成正比，传统的空气制动能力不能满足需要，高速列车必须采用能够提供强大制动力并能更好利用黏着的复合制动系统。通常由制动控制系统、动力制动、空气制动（包括盘形制动和踏面制动）系统、微机控制的防滑器和非黏着制动装置等组成。
早期的电力牵引传动系统均采用交-直传动，有直流电动机驱动，但直流电动机单位功率重量较大，而高速列车既要大功率驱动又要求减轻轴重。在交流传动系统中，交流牵引电动机较传统直流牵引电动机具有结构简单、运行可靠、体积小、重量轻及造价低等优点。而且没有换向器结构对电动机功率的限制，其牵引功率可进一步提高。
列车自动控制系统在高速列车安全运行中起重要作用，高速铁路自动控制方式分为两类。一类是以设备为主、人控为辅的控制方式，以日本新干线采用的ATC（列车自动控制）方式为代表。另一类是人机共用、人控为主的方式，以法国TGV高速列车采用的TVM300型安全防护系统及改进的TVM430型安全防护系统为代表。
高速动车组诞生以来，普遍采用相对固定的编组方式。日本E235型采用11辆编组，动车组编组方式为6动5拖 ；E4系列采用4动车4拖车编组形式；700系列采用16辆编组形式。
德国ICE1型动车组有2M14T、2M12T、2M10T三种不同的编组形式；ICE2型是8辆车组成的1M7T的短编组列车，ICE3是8辆车组成的4M4T的短编组列车,ICE-TD型车组采取4M的编组形式。
法国AGC系列动车组的编组形式如下：带一个司机室的动车M1编入所有编组形式的动车组中；拖车R1编入3节和4节编组的动车组中；拖车R2编入4节编组的动车组中；带一个司机室的动车M2编入所有编组形式的动车组中。3节式动车组编组形式：M1+R1+M2；4节式动车组编组形式：M1+R1+R2+M2。
中国一般采用八辆编组或十六辆编组。2019年2月，中车唐山公司完成可变编组动车组厂内试验，通过可变编组验证，具备出厂条件。可变编组动车组最小编组单元为两节，面对客流变化，如要扩大编组，则根据速度和功率核算出效率最优搭配，在2至16节范围内随意变换搭配动车和拖车车厢，快速定制开行不同速度等级、编组数量和坐席配置的动车组列车。复兴号动车组复兴号CR400AF型电力动车组和复兴号CR400BF型电力动车组型列车编组分为8辆标准编组和17辆超长编组。
动车组列车是固定编组，在车站需要折返或换向运行时无需摘挂机车，节约停站时间；动车组采用轻量化设计，轴重低，加速度设置大，显著提高列车运行速度、提高运输效率；采用密接式、半永久式车钩，减少了动车运行的纵向冲动，同时降低了噪声和振动的影响，提高了旅行舒适度；动车组多采用点空联合制动，制动减速度大，制动距离短、方式灵活，可以在短时间内反复缓解制动，可提高行车密度和铁路网的运输能力。
动车组主要缺点是制造和修理费用高，功率损耗和噪声较大。动力集中型动车组轴重较大，黏着性能差、接近常规列车，对线路要求高，但总质量比动力分散型动车组小。动力分散型动车组总质量大，电气设备数量多，维护成本高，造价昂贵。有些长编动车组列车，因无子动力单元，不可临时调整编组改变车厢数量，导致无法适应变化客流 。
日本运营的高速动车组列车种类多达11种，是世界上列车种类最多的国家，全部采用动力分散型。日本企业与研究机构在0系、100系、新干线200系电力动车组、100N系列车的基础上先后开发了新干线300系电力动车组、新干线400系电力动车组、新干线500系电力动车组、新干线700系电联车、N700系、新干线800系电力动车组、新干线E1系电力动车组、新干线E2系电力动车组、新干线E3系电力动车组、新干线E4系电力动车组等新干线列车和WIN350、300X、STAR21、FASTECH、E954系等试验列车。日本新干线动车组的一大特点是注重新技术的运用,如主动、半主动悬挂和旋转涡流制动、空气阻力制动等技术均最早运用在新干线动车组上。
日本新干线动车组经过多年发展形成两大系列：以百位数字表示的高速列车，如0系、100系、N700系等，最新车型为N700S；E系高速列车，包括E1、E5等型号。N700S设计沿用了N700系的外型风格，改进了空气动力学流线设计，采用长流线背鳍头型，车体更平滑，降低了隧道微气压波和车外噪声，减少了列车运行阻力和尾车摇晃。
法国高速列车特点如下：除第一代TGV-PSE采用直流电传动外，其他都采用交流电同步传动。采用多电流制供电与简单链型悬挂接触网，既能使用一般线路的1500～3000V直流供电，也能使用高速线25kV交流供电。高速列车均采用接式转向架，轴数减少，列车稳定性好，不易颠覆，但平均轴重较大。
德国于1991年开通了汉诺威—富尔达—符兹堡、曼海姆—斯图加特高速铁路，最高运营速度均达到250km/h，均采用西门子股份公司研制生产的ICE-1列车、ICE-2列车等动力集中型高速动车组。进入21世纪，德国先后研制并运营了动力分散型的ICE3和新型ICE3动车组，最高运营速度为300km/h；ICE4型动车组开辟了可灵活编组动车组的先河，并有多项技术创新，最高速度为250km/h；此外，为了适应既有线路多曲线的要求，还研制了电力摆式动车组ICET（最高速度为230km/h）和内燃摆式动车组ICETD（最高速度为200km/h）。ICE1、ICE2高速列车的动车均采用不锈钢车体,拖车均采用铝合金车体、带磁轨制动器的高速转向架、分装式空调机组、故障技术诊断系统,以及Schaku半自动密接式车钩缓冲装置和可以包容车钩缓冲装置的Hübner高密封性双包波纹折棚风挡。
德国ICE系高速列车制动技术的最大特点，就是其在再生制动和电阻制动以外的非粘着制动---磁轨制动与线性涡流制动技术上所做的探索和实际应用上的推广及其所取得的成功。
中国早期研制的“中国铁路DJJ2型电力动车组”动车组为动力集中动车组，目前制造的和谐号电力动车组CRH系列动车组都是动力分散动车组。中国高速铁路动车组分为两个速度等级，200～250km/h速度等级的有和谐号CRH1型电力动车组、和谐号CRH2型电力动车组、和谐号CRH5型电力动车组型；300～350km/h速度等级的有CRH2-300、和谐号CRH3型电力动车组、CRH380、复兴号CR400AF型电力动车组、CR400BF系列等，有八辆编组和十六辆编组两种编组方式。
自2013年开始，中国国家铁路集团有限公司牵头组织研制具有自主知识产权的复兴号智能动车组复兴号动车组，复兴号系列动车组有复兴号CR400AF型电力动车组和CR400BF两个平台，为8辆编组动车组（4M4T），设计速度为350km/h，当前实际运营速度为350km/h。2018年为适应京沪高速铁路等长大干线运输需求，分别推出CR400AF-A、CR400BF-A和CR400AF-B、CR400BF-B动车组，A和B分别为8M8T和8M9T形式。
中国现有动车组为动力分散型高速列车，除和谐号CRH1型电力动车组型高速列车采用不锈钢车体外，其余各型CRH高速列车均采用铝合金车体。复兴号动车组采用高强度铝合金车体，研制了1435/1520mm，600/1067mm，1000/1435mm，1435/1676mm 4 种变轨距转向架，覆盖全球轨距范围（600~1676mm），动车组制动系统采用微机控制直通式电空制动和自动式空气制动，共用列车以太网，满足400km/h的运用要。
世界高速动车组经过50多年的发展，形成了多个成熟的技术体系，各国动车组各有特色，推动了世界高速动车组的技术发展。动车组未来朝着更高速度、高质量和高效益、智能化、更安全和更绿色、多制式方向发展。
速度是高速铁路区别于传统铁路的主要特征，解决由速度提升造成的阻力、能耗、噪声加剧等问题，未来速度提升仍将是世界高速铁路发展的主要趋势。
各国动车组将成本降低作为设计的主要目标之一，如VelaroNovo采用优化牵引传动系统、空气动力学优化等技术，使能耗降低30%；采用模块化设计、设备布置优化等措施，使整车采购成本降低20%、维护成本降低30%。
优化列车运行舒适度，如从人机工学角度，优化动车组内部结构，包括增大车窗、增加自动调节车内光线、温湿度和压力等装置；安装减振控制装置。
智能化是未来动车组的重要发展方向，近年来，德国、法国、日本等相继提出智能高铁发展战略，在列车控制、安全监测、乘客服务等方面开展系列创新实践。