軌道交通 機(jī)車車輛 輔助供電系統(tǒng)蓄電池 第5部分：鋰離子電池 編制說明

1《軌道交通機(jī)車車輛輔助供電系統(tǒng)蓄電池第5部分：鋰離子電池》（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(dá)2024年第一批推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版計(jì)劃的通知》（國標(biāo)委發(fā)〔2024〕16號）20240577-T-347項(xiàng)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（SAC/TC278）歸口，并由北京交通大學(xué)、中車株洲電力機(jī)車研究所有限公司、中鐵檢驗(yàn)認(rèn)證中心有限公司、中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司、中車株洲電力機(jī)車有限公司、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(jī)車車輛有限公司、中車大同電力機(jī)車有限公司共同起草《軌道交通機(jī)車車輛輔助供電系統(tǒng)蓄電池第5部分：鋰離子電池》。本部分為首次制定。1.2制修訂本部分的必要性隨著鋰離子電池性能的不斷提升以及產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，鋰離子電池在高鐵輔助電源、混合動力驅(qū)動動車組、混合動力驅(qū)動機(jī)車、城市地鐵車輛和有軌電車上逐漸開始應(yīng)用。2017年首次將鋰離子電池應(yīng)用于中國標(biāo)準(zhǔn)動車組（復(fù)興號）輔助蓄電池系統(tǒng)，中車長春軌道客車股份有限公司和中車唐山機(jī)車車輛有限公司已累計(jì)裝車250列，已安全運(yùn)行8年，綜合性能遠(yuǎn)優(yōu)于其他類型輔助蓄電池。在城市軌道方面，北京地鐵、天津地鐵、昆明地鐵、寧波地鐵、重慶地鐵近年來也開展了多項(xiàng)輔助牽引蓄電池項(xiàng)目，拓展了輔助蓄電池的應(yīng)急牽引功能。110V輔助電池配置DC/DC升壓模塊，實(shí)現(xiàn)正線AW3載荷下的應(yīng)急牽引。在車輛段區(qū)域內(nèi)，列車出入庫、調(diào)車、轉(zhuǎn)軌、自動洗車等作業(yè)時，使用車載儲能系統(tǒng)供電牽引列車，無需電網(wǎng)供電，提高庫內(nèi)工作的安全性。在車輛無網(wǎng)壓或輔助逆變器故障時，可以為車輛輔助負(fù)載緊急供電。IEC/TC9在工業(yè)用鋰離子電池標(biāo)準(zhǔn)和軌道車輛用車載儲能系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)（IEC62864-1:2016）的基礎(chǔ)上，組織開展應(yīng)用于軌道交通的鋰離子電池標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，并于2017年和2023年先后發(fā)布了軌道交通車輛牽引用鋰離子電池技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《軌道交通機(jī)車車輛車載牽引鋰離子電池》（IEC62928:2017）和輔助供電鋰離子電池技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《軌道交通機(jī)車車輛輔助供電蓄電池系統(tǒng)第5部分：鋰離子蓄電池》（IEC62973-5:2023）。本標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)IEC62973-5:2023，重點(diǎn)規(guī)定軌道交通機(jī)車車輛輔助供電系統(tǒng)鋰離子電池系統(tǒng)的使用、設(shè)計(jì)、制造和試驗(yàn)要求。在充分對比分析IEC國際標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的差異性基礎(chǔ)上，結(jié)合機(jī)車車輛輔助供電系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用需求，對規(guī)范性引用文件、安全要求、電氣要求和試驗(yàn)方法進(jìn)行了不同程度的修改，兼顧標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一性、適用性和協(xié)調(diào)性，為車載儲能鋰離子電池的推廣應(yīng)用提供必要的技術(shù)支持和保障。1.3編制過程2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(jì)劃下達(dá)后，在標(biāo)委會組織下，北京交通大學(xué)、中車株洲電力機(jī)車研究所有限公司、中鐵檢驗(yàn)認(rèn)證中心有限公司等單位成立了標(biāo)準(zhǔn)起草組，對軌道交通機(jī)車車輛輔助供電系統(tǒng)鋰離子電池的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、電氣要求、機(jī)械要求等情況進(jìn)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9月召開了本部分工作組會議，標(biāo)準(zhǔn)起草組對前期工作和標(biāo)準(zhǔn)草案深入討論研究后2024年9月形成了本部分的征求意見稿（SAC/TC278/SC1〔2024〕66號），在全國標(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(tuán)有限公司、中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司等53個單位進(jìn)行意見征集。（6）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(jī)車車輛輔助供電系統(tǒng)蓄電池第5部分：鋰離子電池》起草工作分工表1張言茹負(fù)責(zé)IEC62973-5:2023翻譯的校對工2中車株洲電力機(jī)車研究所有限作34中車青島四方機(jī)車車輛股份有56中車青島四方車輛研究所有限78中車長春軌道客車股份有限公司92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(jì)適用、科學(xué)先進(jìn)、節(jié)能環(huán)保。2.4標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后有利于提高鐵路產(chǎn)品質(zhì)量、保障運(yùn)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(jī)車車輛輔助供電系統(tǒng)鋰離子電池的一般要求、機(jī)械設(shè)計(jì)、電氣接口、標(biāo)志、儲存、運(yùn)輸和試驗(yàn)；適用于機(jī)車車輛輔助供電系統(tǒng)中使用的鋰離子電池。33.2本部分的主要技術(shù)要求包括系統(tǒng)電壓、充電要求、放電要求、安全防護(hù)要求、防火、維護(hù)、充電特性、BMS、機(jī)械要求等。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)《軌道交通機(jī)車車輛輔助供電系統(tǒng)蓄電池第5部分：鋰離子電池《機(jī)車、動車組用鋰離子動力電池試驗(yàn)暫行技術(shù)規(guī)范第2部分：電池包和系統(tǒng)》（TJ/JW127-2020）等技術(shù)規(guī)范，結(jié)合車載輔助供電系統(tǒng)鋰離子電池的應(yīng)用實(shí)際編制。3.5本部分與《機(jī)車、動車組用鋰離子動力電池試驗(yàn)暫行技術(shù)規(guī)范第1部分：電池單體和模塊》（TJ/JW126-2020）、《機(jī)車、動車組用鋰離子動力電池試驗(yàn)暫行技術(shù)規(guī)范第2部分：電池包和系統(tǒng)》（TJ/JW127-2020）相比，重要技術(shù)差異見表2。表2與TJ/JW126-2020和TJ/JW127-2020的重要技術(shù)差異12 3能4—部分依照GB/TYYYYY增加了高溫存儲實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)考5—6—驗(yàn)7—部分沿用GB/TYYYYY標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，室溫下進(jìn)行短路試下降至最高溫度的80%以下。技術(shù)方面無本質(zhì)區(qū)別，8—49—驗(yàn) 驗(yàn)---驗(yàn)-5- 3.6經(jīng)起草組分析研究，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)準(zhǔn)。4關(guān)鍵指標(biāo)和預(yù)期效益4.1高溫自放電性能（9.3.2）參考《軌道交通機(jī)車車輛車載牽引鋰離子電池》(GB/TXXXXX)中關(guān)于電池荷電保持能力的要求，結(jié)合軌道交通應(yīng)用的環(huán)境條件，本部分在鋰離子電池電性能試驗(yàn)中增加了電池高溫荷電保持和容量恢復(fù)試驗(yàn)及其試驗(yàn)方法，明確了對于系統(tǒng)的高溫自放電性能的要求。4.2溫度沖擊試驗(yàn)（9.3.10）參考《軌道交通機(jī)車車輛車載牽引鋰離子電池》(GB/TXXXXX)中關(guān)于電池環(huán)境安全性能的要求，結(jié)合軌道交通應(yīng)用環(huán)境溫度條件，本部分在產(chǎn)品安全試驗(yàn)中增加了電池溫度沖擊試驗(yàn)及其試驗(yàn)方法，確保儲能系統(tǒng)在溫度急劇變化時的安全性能。4.3短路試驗(yàn)（9.3.10）參考《軌道交通機(jī)車車輛車載牽引鋰離子電池》(GB/TXXXXX)中關(guān)于熱失控和熱擴(kuò)散的要求，結(jié)合實(shí)際試驗(yàn)的可操作性，以及考慮實(shí)際裝車情況，本部分將內(nèi)短路試驗(yàn)中的單體電池內(nèi)短路試驗(yàn)修改為可選項(xiàng)目，將電池?zé)釘U(kuò)散試驗(yàn)修改為必做項(xiàng)目。4.4預(yù)期效益本部分主要針對軌道交通機(jī)車車輛輔助供電系統(tǒng)的鋰離子電池系統(tǒng)，在結(jié)合前期國內(nèi)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)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(yàn)方法等方面提出了完整的系統(tǒng)級要求，有利于規(guī)范和提高軌道交通機(jī)車車輛輔助供電系統(tǒng)鋰離子電池的設(shè)計(jì)與制作水平，提高軌道交通領(lǐng)域車載儲6能系統(tǒng)的運(yùn)行安全，對提升產(chǎn)品質(zhì)量、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要作用，能產(chǎn)生良好的社會效益。4.5主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）情況分析針對鋰離子電池應(yīng)用于輔助供電系統(tǒng)，北京交通大學(xué)和中車長春軌道客車股份有限公司開展了“時速350公里中國標(biāo)準(zhǔn)動車組鋰電池性能跟蹤試驗(yàn)”、“混合動力動車組輔助鋰離子電池系統(tǒng)運(yùn)行考核”和“鋰離子電池安全性試驗(yàn)研究”等多項(xiàng)試驗(yàn)，從電池選型、性能測試、安全性試驗(yàn)、評估方法到裝車后的性能跟蹤等多角度，研究鋰離子電池充放電特性、工況壽命性能、環(huán)境適應(yīng)等性能，開展標(biāo)準(zhǔn)動車組和混合動力動車組輔助電源用鋰離子電池運(yùn)行跟蹤、測試與評估，驗(yàn)證鋰離子電池用作輔助電源的測試標(biāo)準(zhǔn)。同時，北京交通大學(xué)和中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司及中車青島四方車輛研究所有限公司開展了“標(biāo)準(zhǔn)動車組鋰電池安全可靠性及其維護(hù)方法的研究”，進(jìn)行了鋰離子電池作為輔助電源的安全性試驗(yàn)方法，驗(yàn)證了鋰離子電池輔助電源的模擬工況測試以及鋰離子電池在動車組上的應(yīng)用模式和壽命模型。北京交通大學(xué)和中鐵檢驗(yàn)認(rèn)證中心有限公司、中車長春軌道客車股份有限公司、中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司、中車株洲電力機(jī)車有限公司、中車唐山機(jī)車車輛有限公司、中車大同電力機(jī)車有限公司、中車大連機(jī)車車輛有限公司等多家單位，開展了下一代地鐵、混合動力動車組、混合動力內(nèi)燃機(jī)車、氫燃料車輛等鋰離子電池應(yīng)用領(lǐng)域的多項(xiàng)測試方法研究，對鋰離子電池性能測試、安全測試、系統(tǒng)功能測試的方法和判斷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了深入研究。5采標(biāo)情況本文件修改采用IEC62973-5:2023《軌道交通機(jī)車車輛輔助供電系統(tǒng)蓄電池第5部分：鋰離子蓄電池》。本文件與IEC62973-5:2023相比做了下述結(jié)構(gòu)調(diào)整：——第7章，增加了7.3；——第9章，刪除了9.3.4.1～9.3.4.3、9.3.5.1～9.3.5.3、9.3.6.1～9.3.6.4；——刪除了附錄A。本文件與IEC62973-5:2023的技術(shù)差異及其原因如下：——用規(guī)范性引用的GB/TXXXXX.1—XXXX替換了IEC62973-1:2018（見4.7、9.3.7），兩個文件之間的一致性程度為修改；——用規(guī)范性引用的GB/TYYYYY—XXXX替換了IEC62928:2017（見4.10、9.3.2、9.3.4～9.3.6、9.3.10.4）兩個文件之間的一致性程度為修改；——更改了防火要求（見4.7），與輔助供電系統(tǒng)蓄電池的通用要求保持一致；——更改了安全標(biāo)志的要求（見7.1），依據(jù)國內(nèi)實(shí)際情況執(zhí)行；——增加了附加信息（見7.3），便于標(biāo)準(zhǔn)在國內(nèi)的執(zhí)行；——更改了電池內(nèi)部短路試驗(yàn)描述為“內(nèi)短路試驗(yàn)”和“熱擴(kuò)散試驗(yàn)”，并增加腳注c注明單體內(nèi)短路試驗(yàn)為可選項(xiàng)目（見表3），以符合國內(nèi)實(shí)際情況；7——更改了25℃放電性能試驗(yàn)中出廠檢驗(yàn)的測試對象，并刪除了腳注a（見表3），以符合國內(nèi)實(shí)際情況；——增加了電池高溫荷電保持和容量恢復(fù)試驗(yàn)（見9.3.2），提升產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性和電池在高溫條件下的運(yùn)行特性；——更改了試驗(yàn)中初始SOC的來源（見9.3.4），與國內(nèi)同類標(biāo)準(zhǔn)保持一致；——刪除了電池制造商應(yīng)報(bào)告實(shí)驗(yàn)結(jié)果的要求（見9.3.5），與國內(nèi)同類標(biāo)準(zhǔn)保持一致；——更改了質(zhì)量大于500kg分離單元的試驗(yàn)方法（見9.3.6），與國內(nèi)同類標(biāo)準(zhǔn)保持一致；——增加了溫度沖擊試驗(yàn)（見9.3.10.2），依據(jù)國內(nèi)實(shí)際情況。本文件做了下列編輯性改動：——增加了“電池包/電池模組”、“單體電池和電池系統(tǒng)的名稱”中的注1（見3.1.3、4.3.2——增加了“單體電池和電池系統(tǒng)的名稱”中的注2（見4.3.2——刪除了“概述”、“運(yùn)輸”中的注（見4.5.3.1、8.1）；——刪除了附錄A（資料性）單體電池和電池包/電池模組型號范圍的典型試驗(yàn)聲明。6有無重大分歧意見7強(qiáng)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。7.2本部分采用了IEC國際標(biāo)準(zhǔn)，由于涉及版權(quán)保護(hù)問題，建議本部分不公開。本部分采用了《Railwayapplications—Rollingstock—Batt