Reka bentuk kuasa sandaran atas kereta api untuk kawalan kereta api didominasi oleh dua syarat yang tidak berkompromi: had bekalan dan suhu yang termaktub dalam EN 50155, dan akibat keselamatan daripada set semula komputer vital yang tidak terkawal. Artikel ini menukar profil beban artikel pertama menjadi reka bentuk bateri sandaran nikel-logam hidrida tertutup untuk pemasangan ETCS atas kereta api — European Vital Computer (EVC), BTM dan elektronik antena, DMI, Unit Rakaman Perundangan (JRU) dan radio GSM-R. Ia bermula dengan seni bina bas, kerana bateri kereta api nominal 24, 36, 48, 72 atau 110 V serta gangguan dan lonjakan yang ditetapkannya menentukan di mana pengasingan, tahan kuasa (hold-up) dan modul sandaran diletakkan; kemudian saiz tenaga dan kuasa untuk tahap rentas-gangguan (ride-through), penutupan terkawal dan sokongan lanjutan; dan seterusnya margin mula sejuk yang dijadikan tidak boleh dirunding oleh EN 50155 — peralatan mesti bermula dari -40 hingga +85 °C dan beroperasi dalam kelas OT yang dipilih. Ia merangkumi pembinaan mekanikal dan kalis api yang diperlukan oleh getaran EN 61373 dan EN 45545, rejim cas dan apungan yang memastikan pek tertutup sihat sepanjang tahun perkhidmatan yang kebanyakannya tidak aktif, dan penyeliaan yang melaporkan keadaan kesihatan kepada sistem pengurusan kereta api. Sepanjang artikel, NiMH tertutup dibandingkan secara jujur dengan nikel-kadmium berventilasi tradisional kereta api (IEC 62973-2), asid plumbum (Bahagian 3) dan ion litium (Bahagian 5), menunjukkan di mana modul NiMH tertutup, penyelenggaraan rendah dan bebas kadmium — kini secara eksplisit diliputi oleh IEC 62973-4 — paling sesuai untuk sandaran teragih atas kereta api, dan di mana kimia lain mengekalkan peranan yang sah.
Bateri kereta api membekalkan bas tambahan pada voltan nominal stok (110 V dan 72 V lazim pada kenderaan laluan utama, 24/48 V pada metro dan trem), dan EN 50155 mentakrifkan gangguan, kemerosotan, riak dan lonjakan yang mesti diharungi oleh peralatan bersambung. Seni bina yang teguh meletakkan perlindungan input dan pengasingan pada paras kabinet, tahan kuasa pukal pada penukar, dan modul sandaran NiMH tertutup tempatan berhampiran elektronik vital; ia dicas dari bas melalui peringkat had arus dan peka suhu, diasingkan oleh susunan diod atau MOSFET OR-ing supaya ia hanya boleh menyokong, tidak sekali-kali menyuap balik atau terlebih cas.
Modul disaizkan untuk rel logik tempatan dan bukannya seluruh kenderaan, yang mengekalkannya padat dan membolehkan penempatan bersama dengan EVC atau BTM yang dilindunginya. Pengecas mesti mengekalkan kesediaan semasa operasi normal tanpa mengenakan lebihan cas berterusan yang akan mengeringkan sel tertutup; rejim tambah atau denyut pampasan suhu, digabungkan dengan sel nyahcas sendiri yang rendah, membolehkan bertahun-tahun apungan dengan pek masih mampu memberikan tahan kuasa penuh selepas tempoh tidak aktif yang panjang.
Rentas-gangguan untuk gangguan berskala saat selalunya diliputi oleh kapasitor ditambah sumbangan bateri yang kecil dan terhad kuasa — persoalannya ialah sama ada rel dapat dikekalkan sepanjang kemerosotan paling dalam, bukan berapa banyak tenaga yang disimpan. Tahap penutupan terkawal adalah terhad tenaga dan boleh dikira: menamatkan penulisan JRU, membuang log, menyimpan konteks kuasa dan odometri, meletakkan DMI dan radio dalam keadaan yang ditentukan. Sokongan lanjutan untuk komunikasi kecemasan atau kewaspadaan menambah bajet tenaga yang ditentukan secara berasingan.
Rajah animasi pertama membina bajet tenaga tahap demi tahap. Keupayaan kuasa disahkan secara berasingan pada had sejuk, kerana ledakan penghantaran GSM-R serentak dan beban geganti/injap pada -40 °C menghasilkan kemerosotan voltan paling teruk; bilangan sel dipilih supaya rel kekal di atas ambang pemotongan elektronik walaupun pada titik itu, yang sering menentukan reka bentuk lebih daripada jumlah tenaga.
Keperluan mula EN 50155 — operasi dari -40 hingga +85 °C selama sekurang-kurangnya sepuluh minit semasa permulaan — dan kelas operasi yang dipilih (OT4/OT6 mencapai -40, OT5/OT6 mencapai +85) bermakna sandaran tidak boleh dispesifikasikan pada suhu bilik. Kapasiti dan kuasa elektrokimia jatuh dalam keadaan sejuk sementara rintangan dalaman meningkat; pereka mensaizkan sel dan keratan konduktor untuk peristiwa kuasa sejuk dan mengesahkan pek melalui rendaman dan nyahcas sejuk, kemudian menyemak hayat apungan suhu tinggi untuk mengehadkan penuaan kalendar dalam kabinet panas.
NiMH tertutup berprestasi agak baik pada suhu rendah berbanding plumbum, tidak membeku dan retak seperti sel plumbum banjir atau gel, dan mengelakkan kerumitan pengurusan terma litium pada keterlaluan. Reka bentuk terma tetap penting: meletakkan modul jauh dari sink haba dan penukar cengkaman serta membenarkan haba cas pek sendiri terlesap mengekalkannya dalam kelas. Rajah animasi kedua membandingkan secara kualitatif kuasa sejuk yang boleh digunakan merentas kimia, menggambarkan mengapa kelebihan nominal plumbum dalam ampere-jam murah hilang pada -40.
EN 61373 memberikan spektrum getaran dan kejutan mengikut lokasi pemasangan (dipasang badan, bogie atau gandar); modul sandaran dalam kabinet lazimnya menghadapi tahap Kategori 1 yang dipasang pada badan, tetapi getaran rawak jangka panjang yang boleh memenatkan tab, kimpalan dan penyambung sel. Pembinaan menggunakan sel yang ditahan, penahanan anti-getaran, sambungan antara yang dikimpal atau dirapatkan dengan kukuh dan kabel pelepasan terikan dan bukannya pemegang bateri pengguna yang longgar.
EN 45545 mengawal tingkah laku kebakaran pada stok bergerak, dengan tahap bahaya dan set keperluan mengikut kategori dan lokasi kenderaan; kepungan modul, penebat, label dan sebarang pot menggunakan bahan penyebaran nyalaan rendah dan asap/ketoksikan rendah, manakala kimia tertutup mengelakkan elektrolit bebas dan meminimumkan pelepasan gas. Peraturan pembinaan ini adalah sebahagian daripada kelayakan sama seperti ujian elektrik.
Sandaran yang menua secara senyap adalah kegagalan keselamatan terpendam, jadi modul diselia: voltan, suhu, arus cas/nyahcas dan ujian kendiri automatik berkala atau semakan kapasiti membekalkan sistem kawalan dan pengurusan kereta api, yang menimbulkan amaran penyelenggaraan jika keupayaan tahan kuasa jatuh di bawah keperluan. Pengelogan peristiwa mencatat setiap gangguan grid/bas dan tempoh yang disokong, dikaitkan dengan rekod JRU.
Integrasi menghormati seni bina keselamatan: sandaran dianggap sebagai elemen yang menyokong fungsi keselamatan, dengan tingkah laku yang ditentukan apabila sel gagal (beralih ke keadaan selamat, amaran, tiada kebakaran), pengasingan di bawah litar pintas luaran dan tiada kemungkinan merosakkan bas vital. Bukti ini membekalkan kes keselamatan gaya EN 50126/50128/50129 untuk sistem kawalan kereta api atas kereta api, walaupun EN 50155 ialah piawaian alam sekitar peringkat peralatan.
NiCd berventilasi (IEC 62973-2) kekal sebagai rujukan untuk toleransi suhu melampau dan penyalahgunaan dalam bank tambahan yang besar, tetapi memerlukan penambahan air, mengeluarkan gas dan mengandungi kadmium; untuk modul sandaran teragih yang kecil, beban penyelenggaraan dan alam sekitarnya kurang menarik. Plumbum murah tetapi berat, lemah dalam keadaan sejuk, terhad dalam hayat apungan suhu tinggi dan mengandungi asid, menjadikannya tidak sesuai untuk modul elektronik padat, berkelayakan sejuk dan berumur panjang.
Ion litium (IEC 62973-5) padat tenaga tetapi memerlukan sistem pengurusan bateri untuk pengimbangan dan perlindungan, serta kes keselamatan terma/api yang lebih kukuh di bawah EN 45545. NiMH tertutup (IEC 62973-4) menduduki jalan tengah yang pragmatik: tertutup dan penyelenggaraan rendah, bebas kadmium, berkeupayaan sejuk, bertolak ansur dengan apungan cetek dan secara intrinsik kurang terdedah kepada lari terma berbanding litium. Bagi sandaran atas kereta api tempatan, berumur panjang dan berkelayakan sejuk, ia sering menjadi pilihan dengan risiko terendah dan kos kitaran hayat terendah; artikel kelayakan berikut membentangkan bukti yang diperlukan untuk membuktikannya.
Weijiang Power mereka bentuk dan mengeluarkan sel nikel-logam hidrida tertutup dan pek industri yang dipadankan untuk peralatan jauh, luar grid dan berkaitan keselamatan, dan menyokong rakan kongsi OEM dengan helaian prestasi IEC 61951-2, bukti keselamatan IEC 62133-2, pencirian beban denyut, ujian julat suhu yang luas dan pengesahan bersama pengecas/pek. Beritahu kami kitar tugas anda, arus puncak, sampul suhu, sasaran autonomi dan piawaian yang mesti dipenuhi produk anda, dan jurutera kami akan menentukan gabungan sel-dan-pek yang melindungi masa jalan, kebolehpercayaan dan hayat. Lihat rangkaian di halaman produk.
