SSB蓄电池动车组用蓄电池应用现状分析

SSB蓄电池动车组用蓄电池应用现状分析

随着政府对铁路运输等基础设施投资的添加，我国铁路车辆开展迅速，每年新车投入约300-400辆。铁路列车依靠持续直流供电，因而蓄电池关于铁路车辆体系安全运转是至关重要的。市场调查显示，未来几年，高铁列车的电池需求将大幅添加，到2020年末，高铁列车的电池需求将增至40万以上，具有相当大的开展空间。

1研究方案及技能原理

在停电或发生电池充电毛病的情况下，蓄电池使直流电源坚持运转，并确保列车运转的安全。因为列车能够以350公里/小时以上的速度运转，动车组蓄电池运用过程中振荡和冲击很强。电池每天运用时间在16小时以上，且需在-40°C的工作温度下可运。因而，与惯例电池相比，动车组专用电池有必要满足以下要求:超高的充电功用、高充电容量低内阻，适用于低温-40°C，长达15年的安全性和牢靠性，轻量化。依据这种情况对电池功用进行改善，包含正负电极的改善、极烧入参数的改善和热液配方的改善。极焊缝选用了焊接铆接点的新技能。凭借高功用、牢靠的有线和有线极，提高电池安全性和研究成果的牢靠性。改善缓冲清洗，延伸电池保护周期。为了提高电池的一致性并延伸电池寿数，添加了极性，将正负电极的深度公差设定为±0.02mm，对极重进行了分类、挑选，并提高了缓冲组件的一致性。

2体系组成

蓄电池组在线长途核容放电控制体系是用于实现蓄电池组运转工况的实时在线监测，及时发现隐患的单节电池并告警的体系。它能使保护人员随时把握蓄电池组运转工况，精确得知蓄电池组的实践容量，预判蓄电池组的可备用时间，确保直流体系的牢靠运转。该体系包含4个子体系：蓄电池在线监测体系、逆变放电控制体系、蓄电池开路续流体系与智能型母联体系。

3ＣＲＨ２型动车组与ＣＲＨ３型动车组蓄电池体系概述

电池体系是辅佐电流驱动体系的重要组成部分，一般用于为紧急电源设备供电，如广播、应急通风、照明等。电池体系一般由电池组、蓄电池、电气部件组成。车辆电池一般选用镉碱电池，其能量密度高、循环功用好、温度规模大、过电压承载才能强等，以便更好地在车辆复杂操作环境中运用。CRH2动车组的二级供电体系由辅佐电源、电池、辅佐和控制设备、输出电源等几个组件组成。辅佐电源由两部分组成:辅佐电源设备(APU)和辅佐整流器箱(ARF)。在其直流回路中，如果车辆没有高压电，辅佐电源设备无直流100V输出，电池开始为负载供电， BAT1接触器闭合。当辅佐电源设备有直流100 V电压输出时，辅佐整流器(ARF)为电池供给DC100 V电压，电池开始充电。当电池接通负载电流，电压降至77 V时，BAT1断开，电池不再放电。CRH3动车组的二级电源主要由辅佐变压器、充电器、电池、接地电源等组成。在CRH3直流电路中，电池运用相应的充电器。充电引擎将三相交流电源转换为直流电，为蓄电池充电，一起为所有充电器供给较低的负载。DC110V的直流电源也分为直接电池(BD)和一般电池(BN)，经过主触点闭合和断开。

4充电方法

除CRH2系列动车组蓄电池选用恒压直充充电方法外，其他车型蓄电池均选用带温度补偿的充电方法。温度补偿充电分为电池单曲线与双曲线充电。（1）恒压直充充电选用恒定电压充电，但存在以下问题：高温环境电池易被过充，电解液中的水消耗过快，严峻时损坏蓄电池；低温环境充电功率低，充入电量少，影响放电功用；无充电限流功用，充电电流不可控，对蓄电池冲击大。（2）温度补偿充电，温度补偿充电方法是依据蓄电池温度来补偿充电电压，温度补偿系数、充电曲线的设计遵循充入电量最大化、耗水量最小准则。EN50547：2013《铁路使用电池辅佐供电体系》要求，镉镍电池温度补偿系数每只-0.003V/K，铅酸电池温度补偿系数每只-0.004V/K。镉镍蓄电池温度超越45℃时，铅酸蓄电池温度超越50℃时，应选用浮充形式，当温度超越70℃时，应停止充电。（3）单曲线充电，单曲线充电适用于对充电时间要求低，一起蓄电池自放电或放电深度较浅的情形。为保障充电速度足够快，需提高充电电压，但电压较高会导致耗水量添加，因而需适当下降充电电压以延伸补水周期。CRH1A型动车组蓄电池选用单曲线充电方法。先以0.2It（40A）恒流充电，当电压上升到蓄电池温度对应的充电电压值时，进入恒压充电形式。（4）双曲线充电，双曲线充电方法分为均充和浮充2个阶段。均充阶段选用较高的充电电压，充电电流大，可快速弥补90%左右的电量，此阶段蓄电池接纳才能强，水消耗量小；当蓄电池电压上升到补偿电压时，进入恒压充电状态。随后充电电流逐渐减小，蓄电池接纳才能减弱。充满电后，调低充电电压进入浮充。稳定浮充阶段电流很小（3mA~5mA），可下降水的消耗。