高速动车组用蓄电池浅谈

高速动车组用蓄电池浅谈

隋龙，宋昌杰

中车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东青岛， 266111

摘要：蓄电池是高速动车组列车安全、可靠运行不可或缺的组成部分。动车组列车很多重要的功能模块都需要由蓄电池进行供电维护。本文主要对高速动车组列车蓄电池的结构、特性、工作原理及优缺点等进行了详细的阐述，能够为专业从业者提供一定的参考。

关键词：动车组；蓄电池；结构；特性；原理；优缺点

1.引言

高速铁路是当今世界铁路发展的潮流。高速铁路以其速度高、运量大、准点率高、对环境污染小、占用土地少、安全、可靠等优势在世界各国得到了大力发展。动车组是我国近年来大力发展的主要铁路设备，要确保动车组安全稳定的运行，必须要有一个性能优良的辅助供电系统。辅助供电系统为列车上的许多设备供电，保障列车正常运行、旅客乘车的必要需求以及舒适度保障：例如，给列车上的空气压缩机提供电源的保障，给列车上的油泵/水泵电机提供电源的保障，给列车上的空调供暖系统提供电源的保障以及给列车上的照明系统等提供电源的保障，而蓄电池是辅助供电系统及其重要的组成部分。因此，开展高速动车组蓄电池研究具有十分重要的意义。

2.蓄电池在动车组列车中的位置

辅助供电系统包括辅助电源系统、电源分配系统、辅助用电设备。辅助电源系统由电源供给设备、电源转换设备组成；电源分配系统由分配箱、连接电缆组成；辅助用电设备包括HVAC（采暖、通风、空调）系统、牵引系统冷却风扇、制动空压机、电池充电机、车辆控制装置、照明等。动车组列车编组如图1所示；

图1动车组编制示意图

如图中所示M为动车，T为拖车，4号车和6号车连接受电弓。为了能够实现可靠行驶，动车组安装了两套辅助电源装置，设在1号车箱上和8号车箱上。在动车的2号车、4号车、6号车上各安装有一个蓄电池箱。

3.蓄电池的结构及特性

动车组用蓄电池为镍镉蓄电池，和其它镍镉蓄电池结构一样，其结构主要包括电解质溶液、正极材料和负极材料。其正极一般是由石墨和氢氧化亚镍混合在一起组成；负极则是由镉粉来组成；而电解质溶液则是根据温度的不同使用不同密度的氢氧化钾溶液。因镍镉蓄电池的容量比较小，所以为了提升其容量，常常在电解质溶液中加入氢氧化锂。

镍镉蓄电池是市面上常见的一种蓄电池，其正负极分别由镍镉材料制成，由镉制成负极，由氢氧化钾溶液作为电解质溶液。现在镍镉蓄电池的制作技术已经相当成熟，同时它安全性比较好，稳定性也比较高，在使用寿命方面相对于其他蓄电池要长。

4.镍镉蓄电池的工作原理

镍镉蓄电池工作时的内部化学反应式如图2。

图2镍镉蓄电池内部化学反应式

5.镍镉蓄电池的优缺点

镍镉蓄电池既然能被广泛地应用于动车组中，说明其有自己独特的特点。下面将具体分析镍镉蓄电池的优缺点。

5.1镍镉蓄电池优点

镍镉蓄电池作为蓄电池的一种，外皮包装坚硬，从而可以很好地保护蓄电池的内部构造，防止外皮破漏造成其内部物质的泄露，提高了蓄电池的安全性。与其他蓄电池相比，它的循环次数较长，而且价格便宜。在对外放电时，它的电压随负载变化也比较小，从而可以很好地带负载。同时内阻较小也是其固有的特点，充电时间也较其他蓄电池短，因此是动车组蓄电池中的理想电源。

5.2镍镉蓄电池缺点：

如果其内部的金属镉材料废弃到土壤中将会对土壤造成很大的污染，同时相比较于其他蓄电池，其容量较小，因此一次放电的时间比较短。而且还有一个缺点是具有记忆效应，在每次充电之前要必须要先放电。

通过分析镍镉蓄电池的优缺点我们可以发现，其超高的性价比是应用于动车组中的重要原因，虽然它也有许多缺点，但是如果我们通过合理地设计蓄电池的能量管理系统就可以很好地规避这些缺点，从而使镍镉蓄电池更好地为动车组服务。

6．结束语

蓄电池是高速铁路动车组的重要零部件之一，是动车组列车众多用电设备能量供应的重要环节，动车组蓄电池的安全、可靠运行，对高速动车组列车来说至关重要。本文主要对高速动车组列车蓄电池的结构、特性、工作原理及优缺点等进行了详细的阐述，能够为专业从业者提供一定的参考。从业人员更好的从事动车组蓄电池研究，提升高速动车组蓄电池设计制造水平，保障轨道交通列车安全可靠运行。

参考文献:

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