轨道交通 机车车辆 辅助供电系统蓄电池 第5部分：锂离子电池 编制说明

1《轨道交通机车车辆辅助供电系统蓄电池第5部分：锂离子电池》（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2024年第一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〔2024〕16号）20240577-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（SAC/TC278）归口，并由北京交通大学、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、中车青岛四方机车车辆股份有限公司、中车株洲电力机车有限公司、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、中车大同电力机车有限公司共同起草《轨道交通机车车辆辅助供电系统蓄电池第5部分：锂离子电池》。本部分为首次制定。1.2制修订本部分的必要性随着锂离子电池性能的不断提升以及产业规模的不断扩大，锂离子电池在高铁辅助电源、混合动力驱动动车组、混合动力驱动机车、城市地铁车辆和有轨电车上逐渐开始应用。2017年首次将锂离子电池应用于中国标准动车组（复兴号）辅助蓄电池系统，中车长春轨道客车股份有限公司和中车唐山机车车辆有限公司已累计装车250列，已安全运行8年，综合性能远优于其他类型辅助蓄电池。在城市轨道方面，北京地铁、天津地铁、昆明地铁、宁波地铁、重庆地铁近年来也开展了多项辅助牵引蓄电池项目，拓展了辅助蓄电池的应急牵引功能。110V辅助电池配置DC/DC升压模块，实现正线AW3载荷下的应急牵引。在车辆段区域内，列车出入库、调车、转轨、自动洗车等作业时，使用车载储能系统供电牵引列车，无需电网供电，提高库内工作的安全性。在车辆无网压或辅助逆变器故障时，可以为车辆辅助负载紧急供电。IEC/TC9在工业用锂离子电池标准和轨道车辆用车载储能系统标准（IEC62864-1:2016）的基础上，组织开展应用于轨道交通的锂离子电池标准的制定工作，并于2017年和2023年先后发布了轨道交通车辆牵引用锂离子电池技术标准《轨道交通机车车辆车载牵引锂离子电池》（IEC62928:2017）和辅助供电锂离子电池技术标准《轨道交通机车车辆辅助供电蓄电池系统第5部分：锂离子蓄电池》（IEC62973-5:2023）。本标准依据国际标准IEC62973-5:2023，重点规定轨道交通机车车辆辅助供电系统锂离子电池系统的使用、设计、制造和试验要求。在充分对比分析IEC国际标准和国内标准的差异性基础上，结合机车车辆辅助供电系统实际应用需求，对规范性引用文件、安全要求、电气要求和试验方法进行了不同程度的修改，兼顾标准的统一性、适用性和协调性，为车载储能锂离子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2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，北京交通大学、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等单位成立了标准起草组，对轨道交通机车车辆辅助供电系统锂离子电池的系统结构、电气要求、机械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9月召开了本部分工作组会议，标准起草组对前期工作和标准草案深入讨论研究后2024年9月形成了本部分的征求意见稿（SAC/TC278/SC1〔2024〕66号），在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53个单位进行意见征集。（6）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5部分：锂离子电池》起草工作分工表1张言茹负责IEC62973-5:2023翻译的校对工2中车株洲电力机车研究所有限作34中车青岛四方机车车辆股份有56中车青岛四方车辆研究所有限78中车长春轨道客车股份有限公司92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锂离子电池的一般要求、机械设计、电气接口、标志、储存、运输和试验；适用于机车车辆辅助供电系统中使用的锂离子电池。33.2本部分的主要技术要求包括系统电压、充电要求、放电要求、安全防护要求、防火、维护、充电特性、BMS、机械要求等。3.3本部分符合法律、行政法规的规定。3.4本部分依据《轨道交通机车车辆辅助供电系统蓄电池第5部分：锂离子电池《机车、动车组用锂离子动力电池试验暂行技术规范第2部分：电池包和系统》（TJ/JW127-2020）等技术规范，结合车载辅助供电系统锂离子电池的应用实际编制。3.5本部分与《机车、动车组用锂离子动力电池试验暂行技术规范第1部分：电池单体和模块》（TJ/JW126-2020）、《机车、动车组用锂离子动力电池试验暂行技术规范第2部分：电池包和系统》（TJ/JW127-2020）相比，重要技术差异见表2。表2与TJ/JW126-2020和TJ/JW127-2020的重要技术差异12 3能4—部分依照GB/TYYYYY增加了高温存储实验，重点考5—6—验7—部分沿用GB/TYYYYY标准规定，室温下进行短路试下降至最高温度的80%以下。技术方面无本质区别，8—49—验 验---验-5- 3.6经起草组分析研究，没有与本部分主要技术内容相关联的现行国家标准、行业标准。4关键指标和预期效益4.1高温自放电性能（9.3.2）参考《轨道交通机车车辆车载牵引锂离子电池》(GB/TXXXXX)中关于电池荷电保持能力的要求，结合轨道交通应用的环境条件，本部分在锂离子电池电性能试验中增加了电池高温荷电保持和容量恢复试验及其试验方法，明确了对于系统的高温自放电性能的要求。4.2温度冲击试验（9.3.10）参考《轨道交通机车车辆车载牵引锂离子电池》(GB/TXXXXX)中关于电池环境安全性能的要求，结合轨道交通应用环境温度条件，本部分在产品安全试验中增加了电池温度冲击试验及其试验方法，确保储能系统在温度急剧变化时的安全性能。4.3短路试验（9.3.10）参考《轨道交通机车车辆车载牵引锂离子电池》(GB/TXXXXX)中关于热失控和热扩散的要求，结合实际试验的可操作性，以及考虑实际装车情况，本部分将内短路试验中的单体电池内短路试验修改为可选项目，将电池热扩散试验修改为必做项目。4.4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的锂离子电池系统，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，有利于规范和提高轨道交通机车车辆辅助供电系统锂离子电池的设计与制作水平，提高轨道交通领域车载储6能系统的运行安全，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。4.5主要试验（或验证）情况分析针对锂离子电池应用于辅助供电系统，北京交通大学和中车长春轨道客车股份有限公司开展了“时速350公里中国标准动车组锂电池性能跟踪试验”、“混合动力动车组辅助锂离子电池系统运行考核”和“锂离子电池安全性试验研究”等多项试验，从电池选型、性能测试、安全性试验、评估方法到装车后的性能跟踪等多角度，研究锂离子电池充放电特性、工况寿命性能、环境适应等性能，开展标准动车组和混合动力动车组辅助电源用锂离子电池运行跟踪、测试与评估，验证锂离子电池用作辅助电源的测试标准。同时，北京交通大学和中车青岛四方机车车辆股份有限公司及中车青岛四方车辆研究所有限公司开展了“标准动车组锂电池安全可靠性及其维护方法的研究”，进行了锂离子电池作为辅助电源的安全性试验方法，验证了锂离子电池辅助电源的模拟工况测试以及锂离子电池在动车组上的应用模式和寿命模型。北京交通大学和中铁检验认证中心有限公司、中车长春轨道客车股份有限公司、中车青岛四方机车车辆股份有限公司、中车株洲电力机车有限公司、中车唐山机车车辆有限公司、中车大同电力机车有限公司、中车大连机车车辆有限公司等多家单位，开展了下一代地铁、混合动力动车组、混合动力内燃机车、氢燃料车辆等锂离子电池应用领域的多项测试方法研究，对锂离子电池性能测试、安全测试、系统功能测试的方法和判断标准进行了深入研究。5采标情况本文件修改采用IEC62973-5:2023《轨道交通机车车辆辅助供电系统蓄电池第5部分：锂离子蓄电池》。本文件与IEC62973-5:2023相比做了下述结构调整：——第7章，增加了7.3；——第9章，删除了9.3.4.1～9.3.4.3、9.3.5.1～9.3.5.3、9.3.6.1～9.3.6.4；——删除了附录A。本文件与IEC62973-5:2023的技术差异及其原因如下：——用规范性引用的GB/TXXXXX.1—XXXX替换了IEC62973-1:2018（见4.7、9.3.7），两个文件之间的一致性程度为修改；——用规范性引用的GB/TYYYYY—XXXX替换了IEC62928:2017（见4.10、9.3.2、9.3.4～9.3.6、9.3.10.4）两个文件之间的一致性程度为修改；——更改了防火要求（见4.7），与辅助供电系统蓄电池的通用要求保持一致；——更改了安全标志的要求（见7.1），依据国内实际情况执行；——增加了附加信息（见7.3），便于标准在国内的执行；——更改了电池内部短路试验描述为“内短路试验”和“热扩散试验”，并增加脚注c注明单体内短路试验为可选项目（见表3），以符合国内实际情况；7——更改了25℃放电性能试验中出厂检验的测试对象，并删除了脚注a（见表3），以符合国内实际情况；——增加了电池高温荷电保持和容量恢复试验（见9.3.2），提升产品的环境适应性和电池在高温条件下的运行特性；——更改了试验中初始SOC的来源（见9.3.4），与国内同类标准保持一致；——删除了电池制造商应报告实验结果的要求（见9.3.5），与国内同类标准保持一致；——更改了质量大于500kg分离单元的试验方法（见9.3.6），与国内同类标准保持一致；——增加了温度冲击试验（见9.3.10.2），依据国内实际情况。本文件做了下列编辑性改动：——增加了“电池包/电池模组”、“单体电池和电池系统的名称”中的注1（见3.1.3、4.3.2——增加了“单体电池和电池系统的名称”中的注2（见4.3.2——删除了“概述”、“运输”中的注（见4.5.3.1、8.1）；——删除了附录A（资料性）单体电池和电池包/电池模组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。7.2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—Batt