動車組蓄電池檢修概要分析

劉金 戴舜華

摘 要：本文以四方平臺動車組堿性蓄電池和鉛酸蓄電池為例，對堿性蓄電池和鉛酸蓄電池特點及檢修過程作簡要分析，闡述蓄電池充放電過程中安全注意事項及后期存貯保養注意事項，以保證檢修后的動車組蓄電池正常使用，確保動車組安全運行。

關鍵詞：動車組蓄電池;檢修;分析

中圖分類號：U269 文獻標識碼：A

0 前言

蓄電池作為動車組上的重要設備，其高級修下車分解檢修，主要測試蓄電池容量是否符合要求、電解液密度（鎘鎳蓄電池）是否符合要求，更換相應零部件，絕緣測試合格后重新裝車。因此動車組蓄電池檢修必須嚴格按照相關標準執行，動車組無高壓時蓄電池能使應急通風工作90 min，應急照明、廣播裝置、應急顯示及通訊裝置工作2 h以上。

1 蓄電池的分類及充放電過程分析

1.1 蓄電池分類

四方平臺動車組蓄電池主要為鉛酸蓄電池和鎘鎳蓄電池兩種，CRH2A（E01及E01A車型）裝用閥控密封式鉛酸蓄電池，其余車型裝用鎘鎳蓄電池。鉛酸蓄電池為6-GFM-100和3-GFM-100兩種型號，鎘鎳蓄電池主要為6M80B和6M100B兩種型號。

1.2 鉛酸蓄電池特點

鉛酸蓄電池采用密封設計，選用AGM（超細玻璃棉）隔板，在正、負極之間預留氣體通道，同時選用特殊配方的鉛合金材料鑄造板柵，提高負極的析氫過電位，從而抑制氫氣的析出，最終達到不失水的目的。電池具有良好的密封性能。電池的槽蓋材料全部選用超強ABS，槽、蓋間的密封采用膠封或熱板焊技術，確保了槽、蓋間不滲漏電液。蓄電池采用了柱狀安全閥和新型的唇式安全閥，當電池內部壓力達到一定值，安全閥自動開啟泄壓。當壓力恢復到正常值時自動關閉。安全閥上的濾酸裝置防止了排氣過程的酸霧逸出。由于采用二次防爆結構，可避免電池在異常情況下發生危險。

1.3 鉛酸蓄電池試驗

鉛酸蓄電池入廠電壓檢測，若6-GFM-100的蓄電池電壓低于12.0 V，3-GFM-100型蓄電池電壓低于6.0 V，則報廢處理。鉛酸蓄電池第一次放電：以0.1 ItA放電至1.8 V/節。第一次充電：以（2.4±0.5）V/節限流0.1 ItA充電24 h，在充電末期3 h內，電流無明顯變化停止充電。第二次放電：靜置1 h～24 h后，以0.1 ItA放電至1.8 V/節，放電時間≥8 h，且同組內蓄電池放電時間≤0.5 h。末次充電：以（2.4±0.5）V/節限流0.1 ItA充電24 h，在充電末期3 h內，電流無明顯變化停止充電。若第二次放電時間不大于8 h，則需循環充放電試驗2～3次，若仍然小于8 h則更換蓄電池。運行6年或240萬公里時正常檢修的鉛酸蓄電池更新。

1.4 鉛酸蓄電池充放電過程分析

鉛酸蓄電池在充放電過程中產生如下化學反應：

高孔的玻璃纖維隔膜為正負極之間的氧氣傳遞提供了良好的通道，正極析出的氧氣在負極以極高的速度被還原，反應生成的PbO與H2SO4作用生成水。

生成的PbSO4在充電時重新轉換為海綿Pb。

充電時擴散到負極表面的氧氣也可以直接參與電化學反應還原成水。

1.5 鎘鎳蓄電池特點

蓄電池是標稱電壓7.2 V的中型聯體排氣式鎘鎳蓄電池。聯體蓄電池由正極板、負極板、隔膜組成、電槽及電槽蓋、液口栓蓋、蓄電池罩蓋、電解液、極柱、緊固件、螺栓等部件構成。蓄電池由電能轉變為化學能之后，在內部儲備，使用時供給直流電流。

1.6 鎘鎳蓄電池試驗

鎘鎳蓄電池入廠進行密封性試驗檢測，若密封性試驗測得蓄電池正負極與水之間絕緣電阻<1 MΩ，則蓄電池更新。鎘鎳蓄電池第一次放電：以0.2 ItA放電至1.0 V/節。第一次充電：以0.2 ItA，限制電壓2.2 V/節充電8 h。靜置1 h～24 h后，第二次放電：以0.2 ItA放電至1.0 V/節，放電時間要求大于4 h，且同組內蓄電池放電時間≤0.5 h，電池組性能合格。第二次充電試驗：末次放電試驗結束后以0.2 ItA，限制電壓2.2 V/節充電8 h。若第二次放電時間<4 h，則需進行2～3次充放電試驗循環，若放電時間仍然<4 h，則蓄電池更新。運行12年時鎘鎳蓄電池更新。

1.7 鎘鎳蓄電池充放電過程分析

電解液中的氫氧化鉀<KOH>不參加充電、放電的化學反應，只在兩極間讓離子移動。

充電時：放電狀態的負極活性物質氫氧化鎘<Cd （OH）2>。失掉羥基<OH->變為（還原）金屬鎘<Cd>。正極活性物質氫氧化鎳<2Ni（OH）2>氧化為羥基氧化鎳<2NiOOH>。

充電完畢，正極的活性物質都變飽和充電狀態之后，再繼續充電（過充電）將發生下述的化學反應，電解液中的水會分解為氫氣與氧氣：

2 蓄電池檢修注意事項及安全存儲注意事項

2.1 蓄電池檢修注意事項

根據TB/T 3061-2016《機車車輛用蓄電池》中要求，蓄電池充放電試驗環境溫度需在（20±5）℃的環境溫度下進行。蓄電池在充電末期產生氫氣，因此需保持蓄電池充放電現場的空氣流通，檢修現場嚴禁煙火。禁止使用未絕緣處理的工具（扭力扳手，T型套筒等），直接接觸蓄電池組導電部位有觸電危險，檢修時必須戴絕緣手套、穿絕緣鞋等勞保用品。電解液為強堿溶液，加注電解液時必須佩帶橡膠手套、護目鏡等勞保用品，如不小心碰到皮膚上，用大量純水清洗，再用1%～2%的硼酸水沖洗。

2.2 蓄電池安全存儲注意事項

鉛酸蓄電池/鎘鎳蓄電池應貯存在5℃～35℃干燥、通風、清潔的庫房內，地面干燥、無化學藥品、無酸堿等腐蝕性氣體，不應受陽光直射并遠離熱源2 m，避免與任何液體接觸，不應倒置，不應受任何的機械沖擊或重壓。

3 結語

本文簡要分析了動車組蓄電池的特點及充放電過程注意事項，給從事動車組蓄電池檢修作業人員提供一點參考價值，作業時認真按照相關標準執行，保證蓄電池檢修質量。蓄電池檢修質量穩定可靠，以保證蓄電池在應急時為動車組列車提供DC110 V供電，動車組無高壓時蓄電池能使應急通風工作90 min，應急照明、廣播裝置、應急顯示及通訊裝置工作2 h以上。

參考文獻：

[1]黃繼林.李永柳動車組蓄電池電源故障分析及處置[J].鐵道運營技術，2018，24（03）：8-10.

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[3]CRH380A型時速350公里動車組（非高寒）維護檢修手冊[S].