軌道交通 機車車輛 輔助供電系統(tǒng)蓄電池 第4部分：鎳氫蓄電池 編制說明

1《軌道交通機車車輛輔助供電系統(tǒng)蓄電池第4部分：鎳氫蓄電池》（征求意見稿）編制說明1工作簡況1.1編制依據(jù)根據(jù)《國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會關(guān)于下達2023年第四批推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)計劃及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版計劃的通知》（國標(biāo)委發(fā)〔2023〕63號）20232012-T-347項目的要求，由全國軌道交通電氣設(shè)備與系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會歸口，并由中車株洲電力機車研究所有限公司、中鐵檢驗認(rèn)證中心有限公司、中車株洲電力機車有限公司、中車青島四方機車車輛股份有限公司、中車青島四方車輛研究所有限公司、天津鐵路信號有限責(zé)任公司、中車長春軌道客車股份有限公司、中車唐山機車車輛有限公司共同起草《軌道交通機車車輛輔助供電系統(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，鎳氫蓄電池在我國機車車輛的應(yīng)用越來越多，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、使用壽命長等優(yōu)點，是一種兼顧性能和安全的儲能方式。當(dāng)前國鐵集團組織編寫了針對鐵路客車的鎳氫電池企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鐵路客車鎳氫蓄電池》，尚無軌道交通領(lǐng)域輔助供電系統(tǒng)蓄電池的國家標(biāo)準(zhǔn)。2015年，IEC/TC9成立了PT62973工作組，組織開展用于軌道交通領(lǐng)域輔助供電系統(tǒng)蓄電池的國際標(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～IEC62973-5）。為適用市場需求，保持我國軌道交通領(lǐng)域輔助供電系統(tǒng)蓄電池技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與國際同步，同時為構(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)國際標(biāo)準(zhǔn)IEC62973-1～IEC62973-5，國家標(biāo)準(zhǔn)起草組開展了輔助供電系統(tǒng)蓄電池國家標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。本部修改采用IEC62973-4，重點規(guī)定軌道交通機車車輛輔助供電系統(tǒng)蓄電池中鎳氫蓄電池的使用條件、機械設(shè)計、電氣接口、儲存、運輸和試驗要求。在充分對比分析IEC標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的差異性基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)前期應(yīng)用經(jīng)驗，對術(shù)語和定義、系統(tǒng)要求等進行了修改，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編制過程在本部分的編制過程中，完成了大量的基礎(chǔ)研究和編寫工作。本部分編制過程概要如下：（1）標(biāo)準(zhǔn)計劃下達后，在標(biāo)委會組織下中車株洲電力機車研究所有限公司、中鐵檢驗認(rèn)證中心有限公司、中車株洲電力機車有限公司成立了標(biāo)準(zhǔn)起草組，對輔助供電系統(tǒng)鎳氫蓄電池的機械設(shè)計、電氣接口和試驗要求等情況進行了調(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)委會組織標(biāo)準(zhǔn)起草組召開了工作組會議，標(biāo)準(zhǔn)起草組對前期工作和標(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稿（SAC/TC278/SC1〔2024〕60號在國家標(biāo)準(zhǔn)委全國標(biāo)準(zhǔn)信息公共服務(wù)平臺向社會公開征求意見，同時標(biāo)委會將征求意見稿發(fā)往中國中車股份有限公司、中國國家鐵路集團有限公司、中國鐵道科學(xué)研究院集團有限公司等52個單位進行意見征集。（3）本部分起草單位和起草人承擔(dān)的起草工作見表1。表1《軌道交通機車車輛輔助供電系統(tǒng)蓄電池第4部分：鎳氫蓄電池》起草工作分工表1中車株洲電力機車研究所有限胡云卿、何凱、文登、林文登負(fù)責(zé)IEC62973-4:2021翻譯的校對工作制234中車青島四方機車車輛股份有5中車青島四方車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中車長春軌道客車股份有限公司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)濟適用、科學(xué)先進、節(jié)能環(huán)保。2.4標(biāo)準(zhǔn)實施后有利于提高鐵路產(chǎn)品質(zhì)量、保障運輸安全，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)定了軌道交通機車車輛輔助供電系統(tǒng)鎳氫蓄電池的一般要求、機械要求、電氣接口、標(biāo)志、運輸、儲存和試驗；適用于機車車輛輔助供電系統(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、安全與防護要求、防火、維護、機械要求、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）、參考國鐵集團企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鐵路客車鎳氫蓄電池》（QC/RXXX-XXXX，征求意見稿）等技術(shù)規(guī)范，結(jié)合機車車輛輔助供電系統(tǒng)鎳氫蓄電池的應(yīng)用實際編制。3.5本部分與國鐵集團企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鐵路客車鎳氫蓄電池》（征求意見稿）相比，重要技術(shù)差異見表2，《鐵3路客車鎳氫蓄電池》（QC/RXXX-XXX，征求意見稿）是《鐵路客車鎳氫蓄電池暫行技術(shù)條件》（TJ/CL559-2018）的修訂項目。表2與《鐵路客車鎳氫蓄電池》（QC/RXXX-XXX，征求意見稿）的重要技術(shù)差異1本文件規(guī)定了鐵路客車鎳氫蓄電池的使用條件、術(shù)語和技術(shù)要求、檢驗方法、檢驗規(guī)則、包裝、標(biāo)志、運輸和本文件適用于鐵路客車用方形排氣式通機車車輛輔助供電系統(tǒng)鎳氫蓄電池的一般要求、機械要求、電氣接口、標(biāo)志、運輸和儲存以及試驗。本文件適用于機車車輛輔助供電系統(tǒng)中使電池和充電機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)形式種類更多，相關(guān)技2-40℃~+45℃蓄電池裝配在整車上隨整車運行，其工作溫度除了與使用地點有關(guān)，還有安裝位置有關(guān)，由于國標(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)見表1。本部分涉及的車型與電池類型更多，因此不5采用集中注液方式進行補液，集中注液系統(tǒng)由蓄電池、蓄電池間的橡膠軟管和進出液管口組本部分涉及的車型與電池類型更多，因此不6本部分在型式檢驗與出廠檢驗中增加介電試7電池制造商指定的SOC下，測量蓄電池參數(shù)，在出廠檢驗中增加OCV試驗，能夠更好檢驗電池出廠時的43.6經(jīng)起草組研究分析經(jīng)起草組研究分析，沒有與本部分主要技術(shù)內(nèi)容相關(guān)聯(lián)的現(xiàn)行國家標(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)合我國軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用實際，國內(nèi)一般地區(qū)項目規(guī)定環(huán)境溫度為-25℃~+45℃,且國內(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℃,以匹配國內(nèi)實際情況。4.2充電特性中溫度補償功能要求（表1）鎳氫蓄電池的充電電壓隨溫度變化而變化，若不進行溫度補償，為了保證電池安全,通常會將充電電壓設(shè)定在較低值，使得低溫條件下蓄電池?zé)o法充滿電，從而影響車輛緊急或應(yīng)急供電的時間。當(dāng)前國內(nèi)鎳氫蓄電池系統(tǒng)配置溫度補償已成為主流，為了更好保證蓄電池系統(tǒng)的性能及安全，更好滿足整車蓄電池供電需求，結(jié)合我國軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用實際，本部分將溫度補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，荷電狀態(tài)均可達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。結(jié)合我國軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用實際，在鐵路客車和標(biāo)準(zhǔn)市域車項目中，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，延長維護周期。4.3預(yù)期效益本部分主要針對軌道交通機車車輛輔助供電系統(tǒng)鎳氫蓄電池，在結(jié)合前期國內(nèi)應(yīng)用經(jīng)驗和兼顧中外標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一性的基礎(chǔ)上，在安全要求、電氣要求和試驗方法等方面提出了完整的系統(tǒng)級要求，能提高產(chǎn)品的可靠性、穩(wěn)定性和實用性，對提升產(chǎn)品質(zhì)量、促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要作用，能產(chǎn)生良好的社會效益。4.4主要試驗（或驗證）情況分析起草組對于蓄電池的試驗流程和試驗項點開展了全面的驗證，尤其對于標(biāo)準(zhǔn)中提出的電氣性能試驗和負(fù)載供電試驗進行了試驗驗證。5采標(biāo)情況本文件修改采用IEC62973-4:2021《軌道交通機車車輛輔助供電系統(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對應(yīng)IEC62973-4:2021中的9.4.4.1～9.4.4.3；——刪除了附錄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)我國的技術(shù)條件；——更改了蓄電池模組的工作溫度范圍（見4.3.2），更適合國內(nèi)情況；——更改了溫度補償?shù)囊?見表1)，將溫度補償改為必需功能，更適合國內(nèi)情況；——更改了荷電保持的要求（見4.4.4），更適合國內(nèi)情況。本文件做了下列編輯性改動：——刪除了附錄B（資料性）蓄電池型號范圍的典型試驗聲明。6有無重大分歧意見7強制或推薦、廢止、公開建議7.1建議本部分作為推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布。7.3本部分采用了IEC國際標(biāo)準(zhǔn)，由于涉及版權(quán)保護問題，建議本部分不公開。本部分采用了《Railwayapplications-Rollingstock-Batteriesforauxiliarypowersupplysystems-Part4