第一节 概述

20世纪50年代以前,铁路车辆上使用的蓄电池是酸性铅蓄电池,特点是:规格型号多,电气性能和技术经济指标比较落后,涂膏式极板,体积、重量大,维修保养工作量大,不便于拆装。

20世纪60~90年代,客车上基本使用的是TG型蓄电池。这种蓄电池的电气性能和技术经济指标都有了改进和提高。它的极板结构是把阳极板结构做成层状,大大提高了它的使用寿命。但因TG型蓄电池仍属酸性铅蓄电池,它的固有缺陷无法克服,如对环境污染等。为了解决酸性电池存在的问题,1986年原铁道部车辆局组织有关部门和单位进行研讨,选择了碱性蓄电池作为客车供电电源。20世纪90年代,客车蓄电池开始使用碱性蓄电池。

目前国际上正积极研制开发用于高速列车供电电源的燃料电池。燃料电池是直接将燃料能源转化为电能的电池设备,燃料电池基于电化学而不是燃烧,因此具有“高效低噪、无辐射”的特点。燃料电池的研究有助于提高能源效率,通过降低对进口石油的依赖性而增强国家能源安全性以及改善环境质量。

客车蓄电池按用途分为供电蓄电池、启动蓄电池两类;按电解液性质分为TG型酸性铅蓄电池及GN型碱性镉镍蓄电池。

一、供电蓄电池

普通客车及德国进口空调客车,采用轴驱式发电机与蓄电池组并联供电。当车辆停站或低速运行时,轴驱式发电机尚未建立足够电压,车上电灯、电扇、电动水泵以及空调机组均由蓄电池组供电。普通客车采用48V直流电源,蓄电池组由24只蓄电池串联而成;空调车采用110V直流电源,由56只铅蓄电池或78只镉镍蓄电池串联而成。

DC600V/380V兼容集中供电空调客车,为了保证照明、通风及控制电器使用不间断电源,采用110V供电装置。这种装置由充电器、蓄电池组等部件组成。其中,蓄电池组采用78节中倍率碱性蓄电池,200km/h电力动车组采用镉镍免维护电池,额定电压为93.6V,容量为100A·h,额定充电电压为115V,最大允许充电电流为25A。充电器将DC600V直流电变换成DC110V直流电,向蓄电池充电的同时,向110V用电负载供电。当摘挂机车或停电时,由蓄电池供给照明、通风及控制电器等用电。

二、启动蓄电池

发电车和带有空调装置的软卧车或公务车中的柴油机发电机组,用启动蓄电池驱动直流电动机启动柴油机,使柴油机转速达100r/min以上。

启动蓄电池具有大电流(400~1000A)放电、蒸馏水消耗多、充放电频繁的工作特点。