第四章蓄電池與充電機(jī)

1第四章蓄電池與充電機(jī)第一節(jié)蓄電池工作原理與分類(lèi)一、蓄電池的用途與分類(lèi)二、鉛酸蓄電池工作原理與使用三、鎘鎳蓄電池工作原理與使用第二節(jié)CRH2動(dòng)車(chē)組蓄電池與充電機(jī)一、電池的使用與維護(hù)二、緊急情況下蓄電池供電容量三、充電機(jī)的工作原理第四章蓄電池與充電機(jī)

2第三節(jié)CRH1動(dòng)車(chē)組蓄電池與充電機(jī)一、電池的使用與維護(hù)二、充電機(jī)的工作原理與使用第四節(jié)CRH5動(dòng)車(chē)組蓄電池與充電機(jī)一、蓄電池的使用與維護(hù)二、蓄電池充電機(jī)第四節(jié)CRH3動(dòng)車(chē)組蓄電池與充電機(jī)

一、CRH3型動(dòng)車(chē)組蓄電池二、CRH3型動(dòng)車(chē)組充電機(jī)第四章蓄電池與充電機(jī)

第四章蓄電池與充電機(jī)3一、蓄電池的用途與分類(lèi)第一節(jié)蓄電池工作原理與分類(lèi)蓄電池的用途電池是將化學(xué)能變?yōu)殡娔艿墓ぞ?。由于電池是用化學(xué)轉(zhuǎn)換方法得到電能，所以又叫化學(xué)電池。常用的化學(xué)電源有原電池和蓄電池，如手電筒用干電池等屬于原電池，酸性蓄電池和堿性蓄電池等屬于蓄電池。原電池是利用化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N不可逆電池。當(dāng)化學(xué)變化的活性物質(zhì)（即有效物質(zhì)）全部作用完后，它的壽命便告終了。所以又稱(chēng)為一次電池。第四章蓄電池與充電機(jī)

4一、蓄電池的用途與分類(lèi)蓄電池的用途蓄電池顧名思義就是儲(chǔ)蓄起來(lái)，使用時(shí)再把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊懦鰜?lái)，變換的過(guò)程是可逆的。就電能作用來(lái)說(shuō)，當(dāng)蓄電池已完全放電或部分放電后，兩電極表面形成了新的化合物，這時(shí)如果用適當(dāng)?shù)姆聪螂娏魍ㄈ胄铍姵?，可以使已形成的新化合物還原成原來(lái)的活性物質(zhì)，又可供下次放電之用。這種用反向電流能輸入蓄電池的做法，叫做充電；電池供給電流處電路使用，叫做放電。換句話(huà)說(shuō)，放電就是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，供外電路使用；充電就是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲(chǔ)蓄起來(lái)。蓄電池的充電和放電過(guò)程，可以重復(fù)循環(huán)多次，所以蓄電池又稱(chēng)為二次電池。第四章蓄電池與充電機(jī)

5一、蓄電池的用途與分類(lèi)蓄電池的分類(lèi)根據(jù)電極和電解液所用物質(zhì)的不同，蓄電池一般分為酸性蓄電池和堿性蓄電池。

酸性蓄電池的電解液是濃度為27~37%的硫酸（H2SO4）水溶液，即稀硫酸，硫酸是酸性化合物。酸性蓄電池正極板的活性物質(zhì)是二氧化鉛（PbO2），負(fù)極板的活性物質(zhì)是絨狀鉛（Pb），所以酸性蓄電池又叫做鉛蓄電池。

堿性蓄電池的電解是濃度為20%的氫氧化鉀（KOH）水溶液，氫氧化鉀是堿性化合物。在堿性蓄電池中，用氫氧化鎳[Ni（OH）3]做正極板，用鐵（Fe）做負(fù)極板的叫做鐵鎳蓄電池；用鎘（Cd）做負(fù)極板的叫做鎘鎳蓄電池。用銀（Ag）做正極板，用鋅（Zn）做負(fù)極板的，叫做鋅銀蓄電池。第四章蓄電池與充電機(jī)

6一、蓄電池的用途與分類(lèi)蓄電池的分類(lèi)根據(jù)工作狀態(tài)的放電電流，蓄電池分為供電電池和起動(dòng)電池：供電電池一般以額定放電率下的放電電流提供電能；起動(dòng)電池以短時(shí)間內(nèi)的大電流提供電流。動(dòng)車(chē)組主要采用鎘鎳蓄電池。第四章蓄電池與充電機(jī)

蓄電池的基本名詞額定容量蓄電池從額定電壓放電到終止電壓所提供的電能，一般用Ah表示。

Ah＝放電電流(A)×放電時(shí)間(h)7第四章蓄電池與充電機(jī)

蓄電池的基本名詞放電率蓄電池在一定電流下，放電所能持續(xù)的時(shí)間稱(chēng)放電率

1小時(shí)率以下為高放電率，用字母“G”表示；1—5小時(shí)率（包括1小時(shí)）為中放電率，用字母“Z”表示；5小時(shí)率以上（包括5小時(shí)率）為低放電率，不用字母表示。

如TG350型蓄電池的額定容量為350Ah：在10h放電率下，放電電流為35A，容量為350Ah

在6h放電率下，放電電流為52.5A，容量為315Ah

在3h放電率下，放電電流為85.7A，容量為252Ah放電最終電壓蓄電池應(yīng)停止放電，進(jìn)行充電的電壓為最終電壓。TG型蓄電池一般為1.75V8第四章蓄電池與充電機(jī)

蓄電池的基本名詞4.影響蓄電池容量的因素蓄電池是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，因此，電池容量取決于電極里所含活性物質(zhì)的量。一般

(1)放電電流越大，電池容量越小原因：放電過(guò)程產(chǎn)生的化合物如硫酸鉛形成速度過(guò)快，影響電解液向極板內(nèi)層滲透，使極板活性物質(zhì)利用率降低。

(2)電解液溫度越低，電池容量越小原因：隨著溫度的降低，電解液粘度增加，影響化學(xué)反應(yīng)的效率。

(3)連續(xù)放電比間歇放電容量小原因：連續(xù)放電使得電解液向極板內(nèi)擴(kuò)散不充分。9二、鉛酸蓄電池工作原理工作原理鉛酸蓄電池大體上分三種。一種是固定型防酸鉛酸蓄電池（普通型）。這種電池存在著許多缺點(diǎn)，如電池體積大，電解液易濺出傷人和損物，而且充電過(guò)程中不斷產(chǎn)生氫氣和氧氣，在氣體析出過(guò)程中伴隨著酸霧的產(chǎn)生，常使防酸帽堵塞，極易發(fā)生安全事故，并且充電過(guò)程中能耗大，充電手續(xù)煩雜、維護(hù)操作困難。所以這種電池將逐步淘汰。由于固定型防酸鉛酸蓄電池使用硫酸電解液，運(yùn)輸過(guò)程中會(huì)有酸液流出，充電時(shí)會(huì)有酸霧析出來(lái)，對(duì)環(huán)境和設(shè)備造成損害，于是第二種膠體電解液的鉛酸蓄電池應(yīng)運(yùn)而生。第四章蓄電池與充電機(jī)

10二、鉛酸蓄電池工作原理工作原理初期的膠體鉛蓄電池使用的膠體電解液是由水玻璃制成的，然后直接加到干態(tài)鉛蓄電池中。這樣雖然達(dá)到了“固定”電解液或減少酸霧析出的目的，但卻使電池的容量較原來(lái)使用自由電解液時(shí)的電池容量要低20%左右，因而沒(méi)有被人們所接受。幾乎在研制膠體電池的同時(shí)，第三種采用玻璃纖維隔膜的陰極吸收式密封鉛蓄電池卻誕生了，它不但使鉛蓄電池消除了酸霧，而且還表現(xiàn)出內(nèi)阻小、大電流放電特性好的優(yōu)點(diǎn)。第四章蓄電池與充電機(jī)

11二、鉛酸蓄電池工作原理工作原理

閥控式密封鉛酸電池：

由于它的產(chǎn)生，替代了以往的普通型鉛酸蓄電池，它在維護(hù)中不需要添加蒸餾水和測(cè)量電解液的比重、溫度，維護(hù)方便，能量密度高，基本無(wú)酸霧逸出，可任意放置等優(yōu)點(diǎn)，所以被廣泛的采用。它的工作原理是：鉛酸蓄電池在充電過(guò)程中PbS04接近全部轉(zhuǎn)化為PbO2和Pb，充電后期，當(dāng)電壓達(dá)到一定值時(shí)，隨著電極電壓的升高，水被電解，氣體析出會(huì)發(fā)生。正極板析出氧氣，負(fù)極板析出氫氣。第四章蓄電池與充電機(jī)

12二、鉛酸蓄電池工作原理工作原理不論是采用玻璃纖維隔膜的閥控式密封鉛蓄電池(以下簡(jiǎn)稱(chēng)AGM密封鉛蓄電池)還是采用膠體電解液的閥控式密封鉛蓄電池(以下簡(jiǎn)稱(chēng)膠體密封鉛蓄電池)，它們都是利用陰極吸收原理使電池得以密封的。第四章蓄電池與充電機(jī)

這種電池的密封就是利用陰極吸收再化合的原理，使正極板析出的氧氣迅速到達(dá)負(fù)極板生成氧化鉛，氧化鉛再與硫酸發(fā)生反應(yīng)，生成硫酸鉛和水?；瘜W(xué)反應(yīng)式：2Pb+O2+2H2SO4=2PbSO4+2H2OPbSO4+2H+2e=Pb+H2SO413二、鉛酸蓄電池工作原理

對(duì)于陰極產(chǎn)生的氫，一方面可以跟硫酸根結(jié)合，也可以跟上氧結(jié)合，從而避免了大量析氫反應(yīng)第四章蓄電池與充電機(jī)

它們之所以叫閥控電池，因?yàn)樗陌踩y有以下作用：（1）使電池保持一定的內(nèi)壓以提高密閉反應(yīng)效率。（2）在電池內(nèi)部壓力正常的條件下，防止外界空氣進(jìn)入電池。（3）當(dāng)產(chǎn)生過(guò)量氣體時(shí)，閥門(mén)打開(kāi)，防止發(fā)生爆炸。（4）防止電解液蒸發(fā)，避免電池干枯。14鉛酸蓄電池使用方法充電

(1)初充電：初充電用于新電池，目的是以恢復(fù)其容量，充電電流小于0.25C20A(2)電池在安裝后，要求進(jìn)行必要的補(bǔ)充電充電方法：以0.25C20A初充電流，限壓2.40~2.45V/cell（12V系列）進(jìn)行充電，在充電末期4h內(nèi)，電流無(wú)明顯的變化，確認(rèn)為電池已完全充電。當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò)25±5℃時(shí)，要進(jìn)行溫度補(bǔ)償，溫度補(bǔ)償系數(shù)為每攝氏度0.003V。即當(dāng)環(huán)境溫度每升高1℃，充電電壓向下調(diào)整0.003V。第四章蓄電池與充電機(jī)

15鉛酸蓄電池使用方法充電

(3)浮充電浮充電是將蓄電池組與整流設(shè)備并接在負(fù)載回路上，由整流設(shè)備供負(fù)載工作并向蓄電池保持微小的充電電流。浮充電壓的設(shè)定（25℃）：以2.25~2.30V/cell進(jìn)行設(shè)定。

(4)均衡和循環(huán)使用電壓的設(shè)定（25℃）：以2.40~2.45V/cell進(jìn)行設(shè)定。第四章蓄電池與充電機(jī)

16鉛酸蓄電池使用方法放電

(1)放電試驗(yàn)放電試驗(yàn)的目的是檢驗(yàn)新電池初充電的容量。試驗(yàn)步驟一般是在初充電完成30分鐘后，接上負(fù)載，按照10h放電率對(duì)應(yīng)的放電電流進(jìn)行放電，計(jì)算電池電壓由2.04v下降到1.75v的放電時(shí)間。根據(jù)放電時(shí)間和放電電流計(jì)算電池容量，當(dāng)計(jì)算容量大于70%標(biāo)準(zhǔn)容量時(shí)，電池可以裝車(chē)運(yùn)用。

(2)準(zhǔn)放電準(zhǔn)放電是在蓄電池修理前進(jìn)行的放電，目的是使得極板表面生成一層硫酸鉛薄模，防止極板被空氣氧化。放電步驟是，按照10h或者6小時(shí)放電率對(duì)應(yīng)的放電電流進(jìn)行放電，使電池端電壓降到1.95v。第四章蓄電池與充電機(jī)

17鉛酸蓄電池使用方法放電

(3)過(guò)放電過(guò)放電是指電池電壓低于1.75v，電解液比重小于1.20時(shí)仍然放電的現(xiàn)象。這時(shí)由于極板物質(zhì)全部變成堅(jiān)硬的硫酸鉛，會(huì)造成充電困難，電池容量顯著下降，也稱(chēng)為極板硫化。

(4)電池的定期保養(yǎng)為了保證電池系統(tǒng)的最佳可靠性，推薦用戶(hù)每半年、每年進(jìn)行檢查電池組系統(tǒng)。檢查的項(xiàng)目包括：電池組系統(tǒng)的充電電壓，單只電池的浮充電壓，均衡充電電壓，電池間連接的松緊度，電池充電設(shè)備的運(yùn)行狀況。第四章蓄電池與充電機(jī)

18三、鎘鎳蓄電池工作原理與使用

堿性蓄電池具體積小，機(jī)械強(qiáng)度高、工作電壓平穩(wěn)、可以大電流放電、使用壽命長(zhǎng)和宜于攜帶等特點(diǎn)，可用作移動(dòng)的通信設(shè)備、儀器儀表、自動(dòng)控制等電子設(shè)備的直流電源，也可作為反壓電池使用。堿性蓄電池與同容量的鉛蓄電池比較，它的購(gòu)置成本較高。堿性蓄電池由于極板活性物質(zhì)的材料不同，分為鐵鎳蓄電池、鎘鎳蓄電池、鋅銀蓄電池等系列。第四章蓄電池與充電機(jī)

19三、鎘鎳蓄電池工作原理與使用第四章蓄電池與充電機(jī)

堿性蓄電池的型號(hào)單體（每只）蓄電池。其型號(hào)僅由系列（構(gòu)成正負(fù)極板的材料代號(hào)）和容量組成。例1：TN500堿性蓄電池，“T”是負(fù)極板材料鐵的代號(hào)（取其漢語(yǔ)拼音第一個(gè)字母，下同），“N”是正極板材料鎳的代號(hào)，500表示其容量為500安時(shí)（AN）。例2：XYZ5堿性蓄電池，“X”是負(fù)極板材料鋅的代號(hào)，“Y”是正極板材料銀的代號(hào)，“Z”代表中放電率，5表示其容量為5安時(shí)。例3：GNYG40m堿性蓄電池，第一個(gè)“G”是負(fù)極板材料鎘的代號(hào)，“N”是正極板材料鎳的代號(hào)；“Y”代表圓形密封結(jié)構(gòu)，第四個(gè)字母“G”代表高放電率，“40m”表示其容量為40毫安時(shí)（mAH）。20三、鎘鎳蓄電池工作原理與使用第四章蓄電池與充電機(jī)

堿性蓄電池的型號(hào)幾個(gè)單體蓄電池串聯(lián)組成蓄電池組由其型號(hào)前面再加上第一部分串聯(lián)個(gè)數(shù)組成。例4：2XYG200堿性蓄電池組，“2”代表2個(gè)電池串聯(lián)，“X”是負(fù)極板材料鋅的代號(hào)，“Y”是正極板材料銀的代號(hào)，“G”代表高放電率，200表示其容量為200安時(shí)。例5：10GNH60堿性蓄電池組，“10”代表10個(gè)電池串聯(lián)，“G”是負(fù)極板材料鎘的代號(hào)，“N”是正極材料鎳的代號(hào)，“H”代表蓄電池組外殼是活動(dòng)蓋的，60表示其容量為60安時(shí)。21三、鎘鎳蓄電池工作原理與使用第四章蓄電池與充電機(jī)

蓄電池工作原理鎘鎳蓄電池極板的活性物質(zhì)在充電后，正極板為氫氧化鎳Ni(OH)3，負(fù)極板為金屬鎘（Cd）；而放電終止時(shí)，正極板轉(zhuǎn)化為氫氧化亞鎳[Ni(OH)2]，負(fù)極板轉(zhuǎn)化為氫氧化鎘[Cd(OH)2]。電解液多選用氫氧化鉀（KOH）溶液。蓄電池充電時(shí)電能變?yōu)榛瘜W(xué)能貯存起來(lái)，放電時(shí)將化學(xué)能變?yōu)殡娔芏敵?，兩電極所發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)是可逆的。在充放電過(guò)程中總的化學(xué)反應(yīng)式如下：22三、鎘鎳蓄電池工作原理與使用第四章蓄電池與充電機(jī)

蓄電池工作原理從上述化學(xué)反應(yīng)式可以看到，電解液只作為電流的傳導(dǎo)體，其濃度不發(fā)生變化；因此對(duì)于鎘鎳蓄電池不能依據(jù)電解液的比重來(lái)判斷電池充放電的程度，唯一可靠的辦法就是根據(jù)電壓的變化來(lái)判斷充放電的程度。23第四章蓄電池與充電機(jī)

鎘鎳蓄電池的使用安全注意事項(xiàng)

(1)由于電解液是堿性，為防止灼傷皮膚，在灌注電解液時(shí)，應(yīng)戴橡膠手套，穿長(zhǎng)袖衣服，戴保護(hù)眼鏡。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)備有清水，一旦電解液濺到皮膚或衣服上時(shí)，立即用水沖洗。

(2)充放電的過(guò)程中，蓄電池會(huì)放出易燃?xì)怏w，故嚴(yán)禁吸煙和其它明火，并將衣服上的靜電通過(guò)接地放掉，防止產(chǎn)生火花。

(3)放電電阻周?chē)氂蟹烙|電措施。

(4)將手表及身體上的金屬物品放好，防止與電池端子接觸。24一、電池的使用與維護(hù)第二節(jié)CRH2動(dòng)車(chē)組蓄電池與充電機(jī)蓄電池的基本參數(shù)

CRH2動(dòng)車(chē)組采用陰極吸收式鉛酸蓄電池，蓄電池額定容量為100Ah（20h放電率）；列車(chē)無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)采用鎘鎳蓄電池，蓄電池額定容量為60Ah（5h放電率）。兩種電池的規(guī)格表。第四章蓄電池與充電機(jī)

25編號(hào)ＥＳＬＢ３－Ｇ１ＥＳＬＢ３－Ｇ２額定電壓（Ｖ）１２６20h放電率容量（Ａｈ）１００１００最大外形尺寸（ｍｍ）總高２４８以下箱高２１０±２寬度１７３±２總長(zhǎng)４０７±２20h放電率容量（２５℃）放電電流（Ａ）５放電時(shí)間（分）１１４０以上放電終止電壓１０．５５．２５（Ｖ／個(gè)）（１.７５Ｖ／個(gè)）（１．７５Ｖ／個(gè)）大電流放電性能（－５℃）放電電流（Ａ）１２０放電時(shí)間（秒）５放電后電壓１０．６８以上５．３４以上（Ｖ／個(gè)）（１．７８Ｖ／個(gè)）（１．７８Ｖ／個(gè)）CRH2動(dòng)車(chē)組陰極吸收式鉛酸蓄電池規(guī)格

26CRH2動(dòng)車(chē)組陰極吸收式鉛酸蓄電池規(guī)格

編號(hào)ＥＳＬＢ３－Ｇ１ＥＳＬＢ３－Ｇ２容量保存率（％）８０以上重量（ｋｇ）約３７約２１備注數(shù)量７１（臺(tái)數(shù)/輛）４５個(gè)/輛

27CRH2動(dòng)車(chē)組列車(chē)無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)采用鎘鎳蓄電池規(guī)格編號(hào)Ｐ－６０００ＶＥ－７２額定電壓（Ｖ）８４Ｖ（１．２Ｖ／個(gè)）５h放電率容量（Ａｈ）６０Ａｈ

外形尺寸(mm)

高度２６５±１．０寬度７２２±２．０總長(zhǎng)４１７±０．１

５h放電率參數(shù)（２５℃）

放電電流（Ａ）１２放電時(shí)間（分）３００以上放電終止電壓７０（Ｖ／個(gè)）（１．０Ｖ／個(gè)）重量（ｋｇ）約１５０數(shù)量（個(gè)／列）７０28蓄電池的使用與維護(hù)蓄電池的定期維護(hù)（1）根據(jù)蓄電池組的連接個(gè)數(shù)（45個(gè)），充電電壓應(yīng)該保持在98～104V之間。（2）根據(jù)蓄電池組的連接個(gè)數(shù)（45個(gè)），電池開(kāi)路測(cè)量的放電終止電壓應(yīng)不低于78.75V.

（3）如果蓄電池充放電試驗(yàn)結(jié)果顯示電池容量低于50%額定值，表明電池需要更換（測(cè)試的環(huán)境溫度在25℃）。（4）檢查電池外觀(guān)，不能有外形龜裂、電解液泄漏、蓄電池接線(xiàn)端子腐蝕等現(xiàn)象。（5）定期清掃蓄電池外箱。第四章蓄電池與充電機(jī)

29第四章蓄電池與充電機(jī)

CRH2蓄電池箱30第四章蓄電池與充電機(jī)

蓄電池的充電來(lái)源是輔助電源輸出的穩(wěn)定DC110，其工作過(guò)程與原理在第三章已經(jīng)介紹。三、充電機(jī)的工作原理31一、電池的使用與維護(hù)第三節(jié)CRH1動(dòng)車(chē)組蓄電池與充電機(jī)蓄電池系統(tǒng)的組成

CRH1動(dòng)車(chē)組蓄電池系統(tǒng)，向列車(chē)內(nèi)的控制系統(tǒng)、應(yīng)急照明、應(yīng)急通風(fēng)、無(wú)線(xiàn)電等系統(tǒng)供電。蓄電池正常狀態(tài)下的功能是向TCMS系統(tǒng)、照明、無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)等提供電源電壓，并在蓄電池充電器出現(xiàn)臨時(shí)性故障時(shí)，起能量緩沖器作用。蓄電池系統(tǒng)包括五個(gè)蓄電池和五個(gè)充電器，均與主蓄電池總線(xiàn)并聯(lián)連接。與主蓄電池總線(xiàn)并聯(lián)連接將有兩條較小的蓄電池總線(xiàn)并聯(lián)。這兩條總線(xiàn)的功能如下：提供啟動(dòng)電路和提供應(yīng)急電路。第四章蓄電池與充電機(jī)

32一、電池的使用與維護(hù)蓄電池系統(tǒng)的組成蓄電池采用鎳鎘電池，使用容量為200安培小時(shí)。蓄電池由Hoppecke提供。即使在蓄電池總線(xiàn)陰極和陽(yáng)極之間出現(xiàn)短路時(shí)也可以工作。蓄電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

第四章蓄電池與充電機(jī)

33CRH1蓄電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

34CRH1蓄電池系統(tǒng)的供電情況

35一、電池的使用與維護(hù)蓄電池系統(tǒng)的組成蓄電池一般通過(guò)直接連接到蓄電池、接觸器1和接觸器2向負(fù)載供電。正常情況下，當(dāng)充電機(jī)停止工作后2分鐘，接觸器2斷開(kāi)；60分鐘后，接觸器1斷開(kāi)以保護(hù)蓄電池不過(guò)放電。

第四章蓄電池與充電機(jī)

36CRH1蓄電池分電路負(fù)載

蓄電池載荷直接供電接觸器1供電接觸器2供電前燈和后燈

X

雨刷

X

自動(dòng)車(chē)鉤控制器X

外門(mén)

X

向后監(jiān)視器

X

輔助空氣壓縮機(jī)與干燥器

X

制動(dòng)與控制器

X

磁軌制動(dòng)

X

車(chē)內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)

X

緊急通風(fēng)

X

內(nèi)端門(mén)

X

常用照明

X緊急照明X

閱讀燈

X車(chē)內(nèi)信息系統(tǒng)

X

緊急通訊系統(tǒng)

X

信息顯示

X火災(zāi)報(bào)警

X

PC連接器

X

衛(wèi)生系統(tǒng)控制X

列車(chē)主機(jī)系統(tǒng)

X

列車(chē)底層計(jì)算機(jī)系統(tǒng)X

ATC

X

列車(chē)廣播系統(tǒng)

X

37一、電池的使用與維護(hù)蓄電池系統(tǒng)的組成如果電池不能得到及時(shí)充電，根據(jù)電池電壓狀態(tài)，保護(hù)電路將起作用。

電池狀態(tài)與報(bào)警現(xiàn)象表

第四章蓄電池與充電機(jī)

電池狀態(tài)報(bào)警現(xiàn)象與原因電池電壓低于101V電池未及時(shí)充電使電池電壓低于101V電池電壓低于97V當(dāng)電池電壓低于97V時(shí)，電池保護(hù)接觸器斷開(kāi)；這時(shí)可以人工閉合接觸器，使車(chē)內(nèi)裝置工作5分鐘電池電壓低于84V當(dāng)電池電壓低于84V時(shí)，所有的繼電器和接觸器都自動(dòng)斷開(kāi)，緊急制動(dòng)產(chǎn)生作用，這時(shí)電池不能供電。38蓄電池的連接圖

第四章蓄電池與充電機(jī)

1.連接串聯(lián)電池單元的接觸板2.電解液管3.接頭4.電池箱用導(dǎo)軌，便于維修5.溫度測(cè)量信號(hào)電纜插座39二、充電機(jī)的工作原理與使用第四章蓄電池與充電機(jī)

充電機(jī)在CRH1中就是蓄電池充電模塊BCM（Batterychargermodule），是一個(gè)靜止的變流裝置，其作用是將三相交流電壓轉(zhuǎn)變成直流電壓，用來(lái)向蓄電池充電，并為直流母線(xiàn)提供電能，為其它直流負(fù)載供電。每個(gè)充電器的總功率為13kW，其中輸出功率為8kW、最大充電功率為5kW。充電器為一體化的模塊，除冷卻系統(tǒng)外，有三個(gè)主要子系統(tǒng)：一個(gè)三相橋式輸入整流器，一個(gè)IGBT逆變器和一個(gè)輸出整流器。BCM的主電路原理框圖如圖所示40CRH1BCM的主電路簡(jiǎn)圖

41CRH1BCM電路原理框圖

42二、充電機(jī)的工作原理與使用第四章蓄電池與充電機(jī)

設(shè)備特性標(biāo)定輸入電壓3x400VAC,50Hz輸出電壓122VDC±5%持續(xù)輸出功率22kW與TCMS接口多功能車(chē)輛母線(xiàn)MVB外部尺寸高度：450mm長(zhǎng)度：900mm深度：785mm重量170kg43一、電池的使用與維護(hù)第四節(jié)CRH5動(dòng)車(chē)組蓄電池與充電機(jī)蓄電池的布置動(dòng)車(chē)組蓄電池安置在車(chē)下的可移動(dòng)電池箱中，每個(gè)電池箱裝2組共40個(gè)蓄電池。為了保證冬季蓄電池的供電效率，電池箱中帶有溫度傳感器和加熱裝置，同時(shí)電池箱具有隔熱功能。為了監(jiān)測(cè)蓄電池的電解液狀態(tài)，每一個(gè)電池還有電解液液面監(jiān)測(cè)傳感器。車(chē)內(nèi)的電池診斷系統(tǒng)通過(guò)溫度傳感器和電解液液面監(jiān)測(cè)傳感器對(duì)蓄電池的狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)。第四章蓄電池與充電機(jī)

44CRH5蓄電池箱在M1、M2和TTC車(chē)下的布置圖

45一、電池的使用與維護(hù)蓄電池的規(guī)格與使用蓄電池采用NiCd堿性電池。第四章蓄電池與充電機(jī)

型式NiCd堿性電池放電率中等（M）電池?cái)?shù)目40(2x20)充電的標(biāo)稱(chēng)電壓29.4VDC電池的標(biāo)稱(chēng)電壓24VDC在充電端單個(gè)電池的電壓1.2VDC每個(gè)電池的充電電壓1.47VDC在放電的循環(huán)端的最小電壓

20VDC充電因數(shù)0.8老化因數(shù)0.9溫度傳感器PT100(連接器型號(hào)AMP超級(jí)密封)在+20°C容量為25%的蓄電池內(nèi)部電阻大約0.55m在+20°C容量為100%的蓄電池內(nèi)部電阻大約0.35m46CRH5電池組結(jié)構(gòu)

正極板

負(fù)極板隔膜分離器

一體化注水系統(tǒng)

熱封的電池組結(jié)構(gòu)

阻燃的聚丙烯外殼

內(nèi)螺紋電極螺栓

47一、電池的使用與維護(hù)蓄電池的規(guī)格與使用8個(gè)蓄電池架臺(tái)可以在以下性能減少的緊急條件下為所有低壓負(fù)載負(fù)載供電：（1）頭5分鐘所有負(fù)載（包括客室和閱讀燈）工作（2）沒(méi)電5分鐘后，聚光燈和2側(cè)燈帶被關(guān)閉，一些不重要的系統(tǒng)處于備用狀態(tài)而緊急通風(fēng)被打開(kāi)。（3）沒(méi)電30分鐘后，客室的直接照明和其他室（通過(guò)臺(tái)，折棚，衛(wèi)生間）減少到一半功率。（4）沒(méi)電60分鐘后直到120分鐘為止，客室的直接照明被減少到緊急照明水平。（5）沒(méi)電120分鐘后，緊急照明被保持打開(kāi)直到一個(gè)最小電壓繼電器被切斷給蓄電池供電為止。（6）2小時(shí)以后，電壓將高于16.8V，目的是允許升弓。

第四章蓄電池與充電機(jī)

48二、蓄電池充電機(jī)

充電機(jī)主要參數(shù)與功能

充電機(jī)將來(lái)自輔助逆變器的三相交流50Hz400V的電源輸入變換為額定24V直流輸出，其輸出最大功率為15KW。充電機(jī)按照一定的特性曲線(xiàn)為蓄電池充電，蓄電池充電目標(biāo)電壓根據(jù)蓄電池溫度進(jìn)行補(bǔ)償，并且采用溫度補(bǔ)償探針PT100。充電機(jī)具有向車(chē)載24V直流用電設(shè)備供電的性能，同時(shí)具備給蓄電池供電的性能。充電機(jī)主要參數(shù)如下：1）三相輸入電壓 400VAC±10%2)最大輸入諧波失真電壓 10%3）輸入電壓頻率 50Hz2%4）輸出電壓等級(jí)24Vcc5）蓄電池充電電壓（在20℃時(shí)）29.4Vcc+0/-0,5V6）輸出溫度補(bǔ)償（從0℃到50℃）-60mv/℃7）充電機(jī)瞬時(shí)過(guò)電壓（t=1-100ms）33V第四章蓄電池與充電機(jī)

49充電機(jī)主要參數(shù)與功能

每個(gè)充電機(jī)的功能是：給安裝在車(chē)輛上的蓄電池充電，同時(shí)給B1+和+Lp兩條列車(chē)線(xiàn)提供動(dòng)力（特殊負(fù)載）。第四章蓄電池與充電機(jī)

50充電機(jī)組成與原理

充電機(jī)主要由功率回路、控制回路及箱體等機(jī)械部件組成。

1.功率回路功率回路包括EMI輸入濾波電路、三相整流橋、SAT信號(hào)檢測(cè)板、功率模塊、電氣回路、輸出整流電路、EMI輸出濾波電路及風(fēng)扇、接觸器、自動(dòng)開(kāi)關(guān)等關(guān)鍵部件等組成。功率模塊實(shí)現(xiàn)DC/DC變流作用,充電機(jī)由3個(gè)功率模塊構(gòu)成，每個(gè)模塊額定功率為5kW。DC/DC轉(zhuǎn)換器采用零電壓開(kāi)關(guān)技術(shù)，包含先進(jìn)技術(shù)的器件如IGBT。實(shí)際上，DC/DC轉(zhuǎn)換器橋結(jié)構(gòu)包含4個(gè)IGBT，在25KHz開(kāi)關(guān)頻率下為高頻變壓器提供正的或負(fù)的電壓，實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。所有部件都固定在充電機(jī)散熱器上。第四章蓄電池與充電機(jī)

51CTH5充電機(jī)功率模塊

DC/DC變換原理圖

52運(yùn)用維護(hù)和檢修

充電機(jī)需作日常檢查與定期檢查，以使充電機(jī)可靠工作。所有檢查必須在蓄電池放電5分鐘后進(jìn)行，以免蓄電池的殘留電壓傷及維修人員。檢查項(xiàng)目如下：

1.功率元件用萬(wàn)用表檢查各端子間的電阻值，判斷三相輸入和直流輸出無(wú)斷路或短路現(xiàn)象。

2.電容器、濾波電感、高頻變壓器目視電容器、濾波電感、高頻變壓器是否有膨脹，突出，漏液等現(xiàn)象。

3.充電機(jī)內(nèi)部連線(xiàn)目視連線(xiàn)是否有灰塵堆積，外皮破損等現(xiàn)象。

第四章蓄電池與充電機(jī)

53運(yùn)用維護(hù)和檢修

4.充電機(jī)內(nèi)部固定螺絲目視，用扳手等工具檢查螺絲是否有松脫。

5.印制電路板目視印制電路板是否有導(dǎo)電性金屬堆積，元器件有無(wú)變色過(guò)熱、焦黑現(xiàn)象。

6.試驗(yàn)充電機(jī)試驗(yàn)分為：型式試驗(yàn)、例行試驗(yàn)、裝車(chē)運(yùn)行試驗(yàn)。第四章蓄電池與充電機(jī)

54一、CRH3型動(dòng)車(chē)組蓄電池第五節(jié)CRH3型動(dòng)車(chē)組蓄電池與充電機(jī)蓄電池技術(shù)參數(shù)

CRH3動(dòng)車(chē)組蓄電池技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表：第四章蓄電池與充電機(jī)

單體電池型號(hào)FNC1502HR標(biāo)稱(chēng)電壓1.2V標(biāo)稱(chēng)容量160Ah電解液密度1.19kg/L外形尺寸（長(zhǎng)X寬X高）115mmX122mmX309mm重量7.05kg電解液體積1.50L水儲(chǔ)量0.50L55第四章蓄電池與充電機(jī)

蓄電池組標(biāo)稱(chēng)電壓100.8V標(biāo)稱(chēng)容量2x160Ah外形尺寸（長(zhǎng)X寬X高）712mmX712mmX350mm重量738±5%kg溫度傳感器NTC10k56一、CRH3型動(dòng)車(chē)組蓄電池蓄電池組結(jié)構(gòu)電池組由2個(gè)電池托盤(pán)組成，每個(gè)電池座盤(pán)上裝有84節(jié)串聯(lián)的FNC1502HR型單體電池。單體電池的互連使電池組的標(biāo)稱(chēng)電壓達(dá)到100.8V。蓄電池組的安裝方式如圖所示。第四章蓄