軌道交通 機(jī)車(chē)車(chē)輛 輔助供電系統(tǒng)蓄電池 第4部分：鎳氫蓄電池 編制說(shuō)明

1《軌道交通機(jī)車(chē)車(chē)輛輔助供電系統(tǒng)蓄電池第4部分：鎳氫蓄電池》（征求意見(jiàn)稿）編制說(shuō)明1工作簡(jiǎn)況1.1編制依據(jù)根據(jù)《國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)關(guān)于下達(dá)2023年第四批推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版計(jì)劃的通知》（國(guó)標(biāo)委發(fā)〔2023〕63號(hào)）20232012-T-347項(xiàng)目的要求，由全國(guó)軌道交通電氣設(shè)備與系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口，并由中車(chē)株洲電力機(jī)車(chē)研究所有限公司、中鐵檢驗(yàn)認(rèn)證中心有限公司、中車(chē)株洲電力機(jī)車(chē)有限公司、中車(chē)青島四方機(jī)車(chē)車(chē)輛股份有限公司、中車(chē)青島四方車(chē)輛研究所有限公司、天津鐵路信號(hào)有限責(zé)任公司、中車(chē)長(zhǎng)春軌道客車(chē)股份有限公司、中車(chē)唐山機(jī)車(chē)車(chē)輛有限公司共同起草《軌道交通機(jī)車(chē)車(chē)輛輔助供電系統(tǒng)蓄電池第4部分：鎳氫蓄電池》。本部分為首次制定。1.2制修訂本標(biāo)準(zhǔn)的必要性伴隨著我國(guó)軌道交通產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，輔助供電系統(tǒng)用蓄電池產(chǎn)品不斷推陳出新，技術(shù)日趨成熟，鎳氫蓄電池在我國(guó)機(jī)車(chē)車(chē)輛的應(yīng)用越來(lái)越多，因此保障軌道交通領(lǐng)域鎳氫蓄電池的可靠性、穩(wěn)定性和安全性的重要性逐漸凸顯。鎳氫控制蓄電池具有綠色環(huán)保、能量密度高、溫度特性好、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，是一種兼顧性能和安全的儲(chǔ)能方式。當(dāng)前國(guó)鐵集團(tuán)組織編寫(xiě)了針對(duì)鐵路客車(chē)的鎳氫電池企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鐵路客車(chē)鎳氫蓄電池》，尚無(wú)軌道交通領(lǐng)域輔助供電系統(tǒng)蓄電池的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。2015年，IEC/TC9成立了PT62973工作組，組織開(kāi)展用于軌道交通領(lǐng)域輔助供電系統(tǒng)蓄電池的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定工作，先后發(fā)布了軌道交通領(lǐng)域輔助供電系統(tǒng)蓄電池的系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（IEC62973-1～I(xiàn)EC62973-5）。為適用市場(chǎng)需求，保持我國(guó)軌道交通領(lǐng)域輔助供電系統(tǒng)蓄電池技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際同步，同時(shí)為構(gòu)建完善軌道交通輔助供電系統(tǒng)蓄電池標(biāo)準(zhǔn)體系，2023年，依據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC62973-1～I(xiàn)EC62973-5，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)起草組開(kāi)展了輔助供電系統(tǒng)蓄電池國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。本部修改采用IEC62973-4，重點(diǎn)規(guī)定軌道交通機(jī)車(chē)車(chē)輛輔助供電系統(tǒng)蓄電池中鎳氫蓄電池的使用條件、機(jī)械設(shè)計(jì)、電氣接口、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和試驗(yàn)要求。在充分對(duì)比分析IEC標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的差異性基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)內(nèi)前期應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，對(duì)術(shù)語(yǔ)和定義、系統(tǒng)要求等進(jìn)行了修改，兼顧了標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一性、適用性和協(xié)調(diào)性，為輔助供電系統(tǒng)蓄電池的推廣應(yīng)用提供必要的技術(shù)支持和保障。1.3編制過(guò)程在本部分的編制過(guò)程中，完成了大量的基礎(chǔ)研究和編寫(xiě)工作。本部分編制過(guò)程概要如下：（1）標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃下達(dá)后，在標(biāo)委會(huì)組織下中車(chē)株洲電力機(jī)車(chē)研究所有限公司、中鐵檢驗(yàn)認(rèn)證中心有限公司、中車(chē)株洲電力機(jī)車(chē)有限公司成立了標(biāo)準(zhǔn)起草組，對(duì)輔助供電系統(tǒng)鎳氫蓄電池的機(jī)械設(shè)計(jì)、電氣接口和試驗(yàn)要求等情況進(jìn)行了調(diào)研，收集了相關(guān)技術(shù)資料，形成了工作大綱和本部分的草案稿。（2）2024年7月，標(biāo)委會(huì)組織標(biāo)準(zhǔn)起草組召開(kāi)了工作組會(huì)議，標(biāo)準(zhǔn)起草組對(duì)前期工作和標(biāo)準(zhǔn)草案2深入討論研究后，2024年8月形成了本部分的征求意見(jiàn)稿（SAC/TC278/SC1〔2024〕60號(hào)在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委全國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息公共服務(wù)平臺(tái)向社會(huì)公開(kāi)征求意見(jiàn)，同時(shí)標(biāo)委會(huì)將征求意見(jiàn)稿發(fā)往中國(guó)中車(chē)股份有限公司、中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司、中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司等52個(gè)單位進(jìn)行意見(jiàn)征集。（3）本部分起草單位和起草人承擔(dān)的起草工作見(jiàn)表1。表1《軌道交通機(jī)車(chē)車(chē)輛輔助供電系統(tǒng)蓄電池第4部分：鎳氫蓄電池》起草工作分工表1中車(chē)株洲電力機(jī)車(chē)研究所有限胡云卿、何凱、文登、林文登負(fù)責(zé)IEC62973-4:2021翻譯的校對(duì)工作制234中車(chē)青島四方機(jī)車(chē)車(chē)輛股份有5中車(chē)青島四方車(chē)輛研究所有限孫冬冬負(fù)責(zé)第8章、4.5的編制，參與4.1~6作7中車(chē)長(zhǎng)春軌道客車(chē)股份有限公司82編制原則2.1標(biāo)準(zhǔn)格式統(tǒng)一、規(guī)范，符合GB/T1.1-2020要求。2.2標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容符合統(tǒng)一性、協(xié)調(diào)性、適用性、一致性、規(guī)范性要求。2.3標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容安全可靠、成熟穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)適用、科學(xué)先進(jìn)、節(jié)能環(huán)保。2.4標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后有利于提高鐵路產(chǎn)品質(zhì)量、保障運(yùn)輸安全，符合鐵路行業(yè)發(fā)展需求。3主要內(nèi)容3.1本部分規(guī)定了軌道交通機(jī)車(chē)車(chē)輛輔助供電系統(tǒng)鎳氫蓄電池的一般要求、機(jī)械要求、電氣接口、標(biāo)志、運(yùn)輸、儲(chǔ)存和試驗(yàn)；適用于機(jī)車(chē)車(chē)輛輔助供電系統(tǒng)中使用的鎳氫蓄電池。3.2本部分的主要技術(shù)要求包括環(huán)境條件、系統(tǒng)電壓、充電要求、放電要求、荷電保持、蓄電池容量要求、安全與防護(hù)要求、防火、維護(hù)、機(jī)械要求、電氣接口等。3.3本部分符合法律、行政法規(guī)的規(guī)定。3.4本部分依據(jù)《Railwayapplications-Rollingstock-Batteriesforauxiliarypowersupplysystems-Part4:Secondarysealednickel-metalhydridebatteries》（IEC62973-4）、參考國(guó)鐵集團(tuán)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鐵路客車(chē)鎳氫蓄電池》（QC/RXXX-XXXX，征求意見(jiàn)稿）等技術(shù)規(guī)范，結(jié)合機(jī)車(chē)車(chē)輛輔助供電系統(tǒng)鎳氫蓄電池的應(yīng)用實(shí)際編制。3.5本部分與國(guó)鐵集團(tuán)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鐵路客車(chē)鎳氫蓄電池》（征求意見(jiàn)稿）相比，重要技術(shù)差異見(jiàn)表2，《鐵3路客車(chē)鎳氫蓄電池》（QC/RXXX-XXX，征求意見(jiàn)稿）是《鐵路客車(chē)鎳氫蓄電池暫行技術(shù)條件》（TJ/CL559-2018）的修訂項(xiàng)目。表2與《鐵路客車(chē)鎳氫蓄電池》（QC/RXXX-XXX，征求意見(jiàn)稿）的重要技術(shù)差異1本文件規(guī)定了鐵路客車(chē)鎳氫蓄電池的使用條件、術(shù)語(yǔ)和技術(shù)要求、檢驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、包裝、標(biāo)志、運(yùn)輸和本文件適用于鐵路客車(chē)用方形排氣式通機(jī)車(chē)車(chē)輛輔助供電系統(tǒng)鎳氫蓄電池的一般要求、機(jī)械要求、電氣接口、標(biāo)志、運(yùn)輸和儲(chǔ)存以及試驗(yàn)。本文件適用于機(jī)車(chē)車(chē)輛輔助供電系統(tǒng)中使電池和充電機(jī)之間的除了排氣式鎳氫蓄電池外還包含密封式鎳氫范圍更廣、電池結(jié)構(gòu)形式種類(lèi)更多，相關(guān)技2-40℃~+45℃蓄電池裝配在整車(chē)上隨整車(chē)運(yùn)行，其工作溫度除了與使用地點(diǎn)有關(guān)，還有安裝位置有關(guān)，由于國(guó)標(biāo)適用范圍更廣，因此本部分根34.2海拔高度：不溫度、海拔應(yīng)符合響，因此，本部分將蓄電池的工作海拔規(guī)定為按具4本參數(shù)見(jiàn)表1。本部分涉及的車(chē)型與電池類(lèi)型更多，因此不5采用集中注液方式進(jìn)行補(bǔ)液，集中注液系統(tǒng)由蓄電池、蓄電池間的橡膠軟管和進(jìn)出液管口組本部分涉及的車(chē)型與電池類(lèi)型更多，因此不6本部分在型式檢驗(yàn)與出廠檢驗(yàn)中增加介電試7電池制造商指定的SOC下，測(cè)量蓄電池參數(shù)，在出廠檢驗(yàn)中增加OCV試驗(yàn)，能夠更好檢驗(yàn)電池出廠時(shí)的43.6經(jīng)起草組研究分析經(jīng)起草組研究分析，沒(méi)有與本部分主要技術(shù)內(nèi)容相關(guān)聯(lián)的現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)4關(guān)鍵指標(biāo)和預(yù)期效益4.1蓄電池模組工作溫度（4.3）結(jié)合我國(guó)軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)際，國(guó)內(nèi)一般地區(qū)項(xiàng)目規(guī)定環(huán)境溫度為-25℃~+45℃,且國(guó)內(nèi)鎳氫蓄電池的性能能夠滿足環(huán)境溫度-25℃~+45℃的要求，因此將模組工作溫度范圍由IEC62973-4:2021規(guī)定的-20℃~+45℃提高為-25℃~+45℃,以匹配國(guó)內(nèi)實(shí)際情況。4.2充電特性中溫度補(bǔ)償功能要求（表1）鎳氫蓄電池的充電電壓隨溫度變化而變化，若不進(jìn)行溫度補(bǔ)償，為了保證電池安全,通常會(huì)將充電電壓設(shè)定在較低值，使得低溫條件下蓄電池?zé)o法充滿電，從而影響車(chē)輛緊急或應(yīng)急供電的時(shí)間。當(dāng)前國(guó)內(nèi)鎳氫蓄電池系統(tǒng)配置溫度補(bǔ)償已成為主流，為了更好保證蓄電池系統(tǒng)的性能及安全，更好滿足整車(chē)蓄電池供電需求，結(jié)合我國(guó)軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)際，本部分將溫度補(bǔ)償作為鎳氫蓄電池系統(tǒng)的必需功能。4.3均充電壓示例（表2）鎳氫蓄電池充電電壓的設(shè)置原則是，在保持高荷電狀態(tài)的前提下，盡可能降低耗水。根據(jù)鎳氫蓄電池電化學(xué)特性，蓄電池充電電壓上限約1.55V，20℃下單體均充電壓在1.43V～1.48V之間時(shí)，荷電狀態(tài)均可達(dá)95%以上，而均充電壓越高，蓄電池耗水越快，增加超溫和干燒的風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)合我國(guó)軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)際，在鐵路客車(chē)和標(biāo)準(zhǔn)市域車(chē)項(xiàng)目中，鎳氫蓄電池在20℃下的均充和浮充電壓值分別為1.438V和1.388V，因此，將20℃下單體均充/浮充電壓的示例值由1.60V/1.40V調(diào)整至1.438V/1.388V，在保持高荷電狀態(tài)的前提下，盡可能降低耗水量，提升蓄電池系統(tǒng)安全性，延長(zhǎng)維護(hù)周期。4.3預(yù)期效益本部分主要針對(duì)軌道交通機(jī)車(chē)車(chē)輛輔助供電系統(tǒng)鎳氫蓄電池，在結(jié)合前期國(guó)內(nèi)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和兼顧中外標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一性的基礎(chǔ)上，在安全要求、電氣要求和試驗(yàn)方法等方面提出了完整的系統(tǒng)級(jí)要求，能提高產(chǎn)品的可靠性、穩(wěn)定性和實(shí)用性，對(duì)提升產(chǎn)品質(zhì)量、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要作用，能產(chǎn)生良好的社會(huì)效益。4.4主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）情況分析起草組對(duì)于蓄電池的試驗(yàn)流程和試驗(yàn)項(xiàng)點(diǎn)開(kāi)展了全面的驗(yàn)證，尤其對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)中提出的電氣性能試驗(yàn)和負(fù)載供電試驗(yàn)進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。5采標(biāo)情況本文件修改采用IEC62973-4:2021《軌道交通機(jī)車(chē)車(chē)輛輔助供電系統(tǒng)蓄電池第4部分：鎳氫蓄本文件與IEC62973-4:2021相比做了下述結(jié)構(gòu)調(diào)整：——第3章，刪除了IEC62973-4:2021中的3.1.2、3.1.4～3.1.11，后續(xù)條號(hào)依次調(diào)整,增加了3.1.3；——第4章，增加了4.2.5、4.2.6；5——第9章，9.4.4對(duì)應(yīng)IEC62973-4:2021中的9.4.4.1～9.4.4.3；——?jiǎng)h除了附錄B。本文件與IEC62973-4:2021的技術(shù)差異及其原因如下：——增加了排氣式鎳氫蓄電池的相關(guān)內(nèi)容（見(jiàn)3.1.3、4.2.1、4.2.6、4.4.2～4.4.5、4.5.1、4.5.2、4.6、4.7、第5章、7.2.2、8.2、第9章），以適應(yīng)我國(guó)的技術(shù)條件；——更改了蓄電池模組的工作溫度范圍（見(jiàn)4.3.2），更適合國(guó)內(nèi)情況；——更改了溫度補(bǔ)償?shù)囊?見(jiàn)表1)，將溫度補(bǔ)償改為必需功能，更適合國(guó)內(nèi)情況；——更改了荷電保持的要求（見(jiàn)4.4.4），更適合國(guó)內(nèi)情況。本文件做了下列編輯性改動(dòng)：——?jiǎng)h除了附錄B（資料性）蓄電池型號(hào)范圍的典型試驗(yàn)聲明。6有無(wú)重大分歧意見(jiàn)7強(qiáng)制或推薦、廢止、公開(kāi)建議7.1建議本部分作為推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布。7.3本部分采用了IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，由于涉及版權(quán)保護(hù)問(wèn)題，建議本部分不公開(kāi)。本部分采用了《Railwayapplications-Rollingstock-Batteriesforauxiliarypowersupplysystems-Part4