浅谈动车组镍镉CAT蓄电池卡特电瓶选用

摘要：本文从某型动车组镍镉蓄电池规划选型动身，结合其在实践工程运用中呈现的问题及问题成因，浅谈镍镉蓄电池选用注意事项，为动车组镍镉蓄电池选用供给必定参阅。

关键词：镍镉蓄电池、动车组、容量核算、紧迫负载、永久负载；

1. 布景：

蓄电池是一种电化学体系，用于向电气和电子设备供给电能，是动车组一个必不可少的子部件，其在动车组接通外部电源前对激活设备（永久负载）进行供电，保证列车可正常激活；在紧迫情况下，为照明、空调等设备（紧迫负载）进行紧迫供电，保证紧迫情况下乘客的安全，至此可知，蓄电池能正常存储、释放满意电量对列车的安全运转具有重要意义。

1. 蓄电池选型

蓄电池可释放满意电量的前提是具备满意容量，可存储足量电能，不同种类蓄电池又具有不同特性，需综合考虑确定，以下以某型动车组蓄电池选型过程为例进行说明。

某型动车组蓄电池工作条件为：整列车没有高压电输入时，蓄电池在整个运用寿命期内须满意为29KW紧迫负载供电45分钟。

2.1蓄电池类型挑选：

在比照铅酸蓄电池与镍镉蓄电池功能后，考虑镍镉蓄电池在放电深度、快充才能、低磁功能、耐过充过放才能和可靠性方面具有较强优势，且在相同容量下，镍镉蓄电池体积更小，分量更轻等优势，选用碱性镍镉蓄电池作为动车组蓄电池。

2.2蓄电池容量挑选：

满意车辆紧迫负载功率需求前提下，依据蓄电池充电功率系数（0.9）、蓄电池老化系数（0.9）、温度系数（0.9）核算蓄电池理论总容量为363.17 Ah，分四组，单组蓄电池容量为90.8 Ah，结合供货商可选蓄电池容量，终究选定单组蓄电池容量为100Ah，整列车蓄电池容量为400Ah。

2.3蓄电池容量模仿验证：

采用蓄电池供货商专用分析软件，依据负载工况（29kW）进行仿真模仿，可知蓄电池彻底可满意45min紧迫负载工况的放电要求，放电45min后，放电电量为59Ah，有满意冗余。

1. 实践工程运用遇到的问题及问题成因

3.1现场运用问题：

在该型列车运用几个月后，现场抽取部分列车进行紧迫负载实验，超越50%车辆未经过紧迫负载实验，且部分车辆寄存时刻较短（不断蓄电池），易馈电。

3.2原因查询：

3.2.1.蓄电池日常运用查询

抽取未经过紧迫负载实验蓄电池进行查询，发现存在以下两个问题：

（1）频频放电和不标准充电：蓄电池呈现了频频放电，且对蓄电池充电未进行正常充电操作（充至充电电流低于1A）。

图1 蓄电池监控数据分析

（2）在线路未开通运转前，车辆长期寄存时，蓄电池熔断器未拔下，蓄电池持续对永久负载放电，且未及时对蓄电池进行充电，导致蓄电池可用容量下降乃至呈现馈电。

3.2.2.车辆对蓄电池接口查询

抽取未经过紧迫负载实验车辆进行功能接口、电气接口、机械接口查询，查询过程中发现如下问题：

（1）永久负载功率大

充电机输出端存在固定电阻，导致实践永久负载功率增大。紧迫负载功率测验过程中，当把整车一切体系负载（紧迫负载+永久负载）供电空开断开后，在单个蓄电池输出端进行测验，仍存在0.3A左右电流，核查充电机规划结构，发现充电机输出侧放电电阻过低，仅为250Ω，导致日常寄存时，车辆实践永久负载比理论负载添加约150W（理论永久负载约为49W），增大了车辆蓄电池的放电深度。

（2）蓄电池馈电维护电压过高

车辆蓄电池馈电维护门槛电压设置为84V，而线损电压为3V，故在蓄电池馈电维护时，蓄电池实践电压为87V，蓄电池电量未能充沛释放。

（3）车辆紧迫负载功率大

未经过紧迫负载实验车辆相关于经过实验车辆相比，紧迫负载功率大，经查实为空调紧迫通风功率比理论紧迫通风功率大，不符合规划要求。

3.2.3.实验验证

（1）蓄电池模仿车辆运用工况相关实验验证

依据上述查询，现场存在蓄电池运用不标准等情况，为验证以上问题对蓄电池可用容量形成的影响，安排对蓄电池进行45分钟紧迫负载循环测验、模仿列车运用工况实验、浮充实验、紧迫负载放电仿真及实践情况比照测验、40%放电深度（DOD）循环才能实验，实验成果见图2。

图2.蓄电池模仿车辆运用工况相关实验验证成果

实验成果表明： 依据车辆运用工况运用2个月后，蓄电池可用容量存在15-20%的衰减，这是形成蓄电池容量下降的原因，而浮充对蓄电池容量影响不大，蓄电池实践放电作用与45min紧迫负载循环放电才能符合规划要求。

（2）蓄电池质量抽检

为扫除蓄电池本身质量问题引起毛病，依据IEC 60623-2017标准，由第三方机构对蓄电池进行型式实验测验，实验内容包含20℃放电功能实验，+5℃放电功能实验，高温放电功能实验（40℃），大电流实验，恒电压充电接受才能实验。第三方机构测验报告显现，蓄电池一切实验均满意标准要求，可扫除蓄电池本身质量问题形成紧迫负载不能经过。

3.2.4.现场问题总结及整改作用

（1）蓄电池质量抽检实验一切项点均经过且满意标准要求，可证明蓄电池容量满意合同及标准要求。

（2）关于车辆对蓄电池接口，紧迫通风功率与规划要求不符、充电机内部电阻以及日常不标准操作问题，这些问题导致了蓄电池放电电流偏大且车辆蓄电池寄存时刻较短。

（3）在车辆未开通运转前，车辆长期寄存过程中蓄电池熔断器未拔下，蓄电池持续对永久负载放电，且未及时对蓄电池进行充电，导致蓄电池可用容量下降乃至呈现馈电；在车辆开通运转后，连续启动放电等非标准运用，导致放电深度较大，蓄电池的可用容量衰减较快。

（4）模仿现场实践工况循坏实验，实验成果表明当车辆运用2个月后，蓄电池可用容量可能存在15-20%的衰减，这是部分车辆实验不经过的根本原因。

在清晰原因后，该项目对不满意原因进行整改、对现场运用人员进行蓄电池运用训练，完成后，持续盯梢蓄电池状况，现场运用半年后进行检查，未呈现紧迫负载实验不过、寄存时刻短等异常问题。

1. 结语

本文以某型动车组镍镉蓄电池规划选型到实践运用过程为例，逐渐论述实践运用过程中，在蓄电池规划容量、质量合格情况下，不标准运用蓄电池，会导致蓄电池容量下降过快，寄存时刻缩短等问题，以此点明：镍镉蓄电池选型，除关注蓄电池类型、容量等要素外，还需注意标准现场运用程序、以及核实蓄电池与车辆实践接口，避免实践运用作用不能达到预期目标，为后续项目镍镉蓄电池选用供给必定参阅定见。