轨道交通 机车车辆 辅助供电系统蓄电池 第4部分：镍氢蓄电池 编制说明

1《轨道交通机车车辆辅助供电系统蓄电池第4部分：镍氢蓄电池》（征求意见稿）编制说明1工作简况1.1编制依据根据《国家标准化管理委员会关于下达2023年第四批推荐性国家标准计划及相关标准外文版计划的通知》（国标委发〔2023〕63号）20232012-T-347项目的要求，由全国轨道交通电气设备与系统标准化技术委员会归口，并由中车株洲电力机车研究所有限公司、中铁检验认证中心有限公司、中车株洲电力机车有限公司、中车青岛四方机车车辆股份有限公司、中车青岛四方车辆研究所有限公司、天津铁路信号有限责任公司、中车长春轨道客车股份有限公司、中车唐山机车车辆有限公司共同起草《轨道交通机车车辆辅助供电系统蓄电池第4部分：镍氢蓄电池》。本部分为首次制定。1.2制修订本标准的必要性伴随着我国轨道交通产业迅速发展，辅助供电系统用蓄电池产品不断推陈出新，技术日趋成熟，镍氢蓄电池在我国机车车辆的应用越来越多，因此保障轨道交通领域镍氢蓄电池的可靠性、稳定性和安全性的重要性逐渐凸显。镍氢控制蓄电池具有绿色环保、能量密度高、温度特性好、使用寿命长等优点，是一种兼顾性能和安全的储能方式。当前国铁集团组织编写了针对铁路客车的镍氢电池企业标准《铁路客车镍氢蓄电池》，尚无轨道交通领域辅助供电系统蓄电池的国家标准。2015年，IEC/TC9成立了PT62973工作组，组织开展用于轨道交通领域辅助供电系统蓄电池的国际标准制定工作，先后发布了轨道交通领域辅助供电系统蓄电池的系列技术标准（IEC62973-1～IEC62973-5）。为适用市场需求，保持我国轨道交通领域辅助供电系统蓄电池技术标准与国际同步，同时为构建完善轨道交通辅助供电系统蓄电池标准体系，2023年，依据国际标准IEC62973-1～IEC62973-5，国家标准起草组开展了辅助供电系统蓄电池国家标准的制定工作。本部修改采用IEC62973-4，重点规定轨道交通机车车辆辅助供电系统蓄电池中镍氢蓄电池的使用条件、机械设计、电气接口、储存、运输和试验要求。在充分对比分析IEC标准和国内标准的差异性基础上，结合国内前期应用经验，对术语和定义、系统要求等进行了修改，兼顾了标准的统一性、适用性和协调性，为辅助供电系统蓄电池的推广应用提供必要的技术支持和保障。1.3编制过程在本部分的编制过程中，完成了大量的基础研究和编写工作。本部分编制过程概要如下：（1）标准计划下达后，在标委会组织下中车株洲电力机车研究所有限公司、中铁检验认证中心有限公司、中车株洲电力机车有限公司成立了标准起草组，对辅助供电系统镍氢蓄电池的机械设计、电气接口和试验要求等情况进行了调研，收集了相关技术资料，形成了工作大纲和本部分的草案稿。（2）2024年7月，标委会组织标准起草组召开了工作组会议，标准起草组对前期工作和标准草案2深入讨论研究后，2024年8月形成了本部分的征求意见稿（SAC/TC278/SC1〔2024〕60号在国家标准委全国标准信息公共服务平台向社会公开征求意见，同时标委会将征求意见稿发往中国中车股份有限公司、中国国家铁路集团有限公司、中国铁道科学研究院集团有限公司等52个单位进行意见征集。（3）本部分起草单位和起草人承担的起草工作见表1。表1《轨道交通机车车辆辅助供电系统蓄电池第4部分：镍氢蓄电池》起草工作分工表1中车株洲电力机车研究所有限胡云卿、何凯、文登、林文登负责IEC62973-4:2021翻译的校对工作制234中车青岛四方机车车辆股份有5中车青岛四方车辆研究所有限孙冬冬负责第8章、4.5的编制，参与4.1~6作7中车长春轨道客车股份有限公司82编制原则2.1标准格式统一、规范，符合GB/T1.1-2020要求。2.2标准内容符合统一性、协调性、适用性、一致性、规范性要求。2.3标准技术内容安全可靠、成熟稳定、经济适用、科学先进、节能环保。2.4标准实施后有利于提高铁路产品质量、保障运输安全，符合铁路行业发展需求。3主要内容3.1本部分规定了轨道交通机车车辆辅助供电系统镍氢蓄电池的一般要求、机械要求、电气接口、标志、运输、储存和试验；适用于机车车辆辅助供电系统中使用的镍氢蓄电池。3.2本部分的主要技术要求包括环境条件、系统电压、充电要求、放电要求、荷电保持、蓄电池容量要求、安全与防护要求、防火、维护、机械要求、电气接口等。3.3本部分符合法律、行政法规的规定。3.4本部分依据《Railwayapplications-Rollingstock-Batteriesforauxiliarypowersupplysystems-Part4:Secondarysealednickel-metalhydridebatteries》（IEC62973-4）、参考国铁集团企业标准《铁路客车镍氢蓄电池》（QC/RXXX-XXXX，征求意见稿）等技术规范，结合机车车辆辅助供电系统镍氢蓄电池的应用实际编制。3.5本部分与国铁集团企业标准《铁路客车镍氢蓄电池》（征求意见稿）相比，重要技术差异见表2，《铁3路客车镍氢蓄电池》（QC/RXXX-XXX，征求意见稿）是《铁路客车镍氢蓄电池暂行技术条件》（TJ/CL559-2018）的修订项目。表2与《铁路客车镍氢蓄电池》（QC/RXXX-XXX，征求意见稿）的重要技术差异1本文件规定了铁路客车镍氢蓄电池的使用条件、术语和技术要求、检验方法、检验规则、包装、标志、运输和本文件适用于铁路客车用方形排气式通机车车辆辅助供电系统镍氢蓄电池的一般要求、机械要求、电气接口、标志、运输和储存以及试验。本文件适用于机车车辆辅助供电系统中使电池和充电机之间的除了排气式镍氢蓄电池外还包含密封式镍氢范围更广、电池结构形式种类更多，相关技2-40℃~+45℃蓄电池装配在整车上随整车运行，其工作温度除了与使用地点有关，还有安装位置有关，由于国标适用范围更广，因此本部分根34.2海拔高度：不温度、海拔应符合响，因此，本部分将蓄电池的工作海拔规定为按具4本参数见表1。本部分涉及的车型与电池类型更多，因此不5采用集中注液方式进行补液，集中注液系统由蓄电池、蓄电池间的橡胶软管和进出液管口组本部分涉及的车型与电池类型更多，因此不6本部分在型式检验与出厂检验中增加介电试7电池制造商指定的SOC下，测量蓄电池参数，在出厂检验中增加OCV试验，能够更好检验电池出厂时的43.6经起草组研究分析经起草组研究分析，没有与本部分主要技术内容相关联的现行国家标准、行业标4关键指标和预期效益4.1蓄电池模组工作温度（4.3）结合我国轨道交通领域的应用实际，国内一般地区项目规定环境温度为-25℃~+45℃,且国内镍氢蓄电池的性能能够满足环境温度-25℃~+45℃的要求，因此将模组工作温度范围由IEC62973-4:2021规定的-20℃~+45℃提高为-25℃~+45℃,以匹配国内实际情况。4.2充电特性中温度补偿功能要求（表1）镍氢蓄电池的充电电压随温度变化而变化，若不进行温度补偿，为了保证电池安全,通常会将充电电压设定在较低值，使得低温条件下蓄电池无法充满电，从而影响车辆紧急或应急供电的时间。当前国内镍氢蓄电池系统配置温度补偿已成为主流，为了更好保证蓄电池系统的性能及安全，更好满足整车蓄电池供电需求，结合我国轨道交通领域的应用实际，本部分将温度补偿作为镍氢蓄电池系统的必需功能。4.3均充电压示例（表2）镍氢蓄电池充电电压的设置原则是，在保持高荷电状态的前提下，尽可能降低耗水。根据镍氢蓄电池电化学特性，蓄电池充电电压上限约1.55V，20℃下单体均充电压在1.43V～1.48V之间时，荷电状态均可达95%以上，而均充电压越高，蓄电池耗水越快，增加超温和干烧的风险。结合我国轨道交通领域的应用实际，在铁路客车和标准市域车项目中，镍氢蓄电池在20℃下的均充和浮充电压值分别为1.438V和1.388V，因此，将20℃下单体均充/浮充电压的示例值由1.60V/1.40V调整至1.438V/1.388V，在保持高荷电状态的前提下，尽可能降低耗水量，提升蓄电池系统安全性，延长维护周期。4.3预期效益本部分主要针对轨道交通机车车辆辅助供电系统镍氢蓄电池，在结合前期国内应用经验和兼顾中外标准统一性的基础上，在安全要求、电气要求和试验方法等方面提出了完整的系统级要求，能提高产品的可靠性、稳定性和实用性，对提升产品质量、促进产业发展具有重要作用，能产生良好的社会效益。4.4主要试验（或验证）情况分析起草组对于蓄电池的试验流程和试验项点开展了全面的验证，尤其对于标准中提出的电气性能试验和负载供电试验进行了试验验证。5采标情况本文件修改采用IEC62973-4:2021《轨道交通机车车辆辅助供电系统蓄电池第4部分：镍氢蓄本文件与IEC62973-4:2021相比做了下述结构调整：——第3章，删除了IEC62973-4:2021中的3.1.2、3.1.4～3.1.11，后续条号依次调整,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对应IEC62973-4:2021中的9.4.4.1～9.4.4.3；——删除了附录B。本文件与IEC62973-4:2021的技术差异及其原因如下：——增加了排气式镍氢蓄电池的相关内容（见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），以适应我国的技术条件；——更改了蓄电池模组的工作温度范围（见4.3.2），更适合国内情况；——更改了温度补偿的要求(见表1)，将温度补偿改为必需功能，更适合国内情况；——更改了荷电保持的要求（见4.4.4），更适合国内情况。本文件做了下列编辑性改动：——删除了附录B（资料性）蓄电池型号范围的典型试验声明。6有无重大分歧意见7强制或推荐、废止、公开建议7.1建议本部分作为推荐性国家标准发布。7.3本部分采用了IEC国际标准，由于涉及版权保护问题，建议本部分不公开。本部分采用了《Railwayapplications-Rollingstock-Batteriesforauxiliarypowersupplysystems-Part4