Apabila sebuah kereta api penumpang kehilangan sumber utamanya——sebahagian katenari yang tidak bertenaga, penukar tambahan yang tersandung, atau talian suapan yang mati——penumpang hanya mempunyai beberapa saat sebelum kegelapan dan terperangkap menjadi bahaya. Lampu gerabak tidak boleh padam, pintu mesti kekal boleh dipilih dan dibuka, siaran dan interkom mesti menyampaikan arahan, dan dalam terowong pengudaraan kecemasan mesti terus berjalan. Apa yang memenuhi kewajipan ini ialah seni bina bateri yang jarang dilihat: bateri onboard yang besar pada bas DC, bersama pek bateri kecil teragih dan penyelenggaraan rendah di dalam lekapan lampu, pengawal pintu, penguat dan pengawal pengudaraan. Ini ialah Kertas A siri gerabak rel; sebagaimana Kertas A dalam kumpulan produk lain menetapkan cara beban beroperasi sebelum Kertas B mengenai pemilihan dan Kertas C mengenai ujian, kertas ini menetapkan cara bateri kecemasan ini beroperasi dan bebannya. Ia sengaja bukan mengenai bateri daya tarikan, tetapi kuasa kecemasan di dalam gerabak; tumpuan ialah pek NiMH tertutup teragih untuk modul, dengan voltan, masa, suhu dan piawai yang diambil dari EN 50155, EN 13272, UIC 555 dan dokumen berkaitan.
Fakta utama 1. Gerabak moden mempunyai dua lapisan rizab yang wujud selari. Bateri onboard ialah pek besar pada bas DC (di bawah siri IEC 62973, secara tradisional NiCd atau asid plumbum), dicas apabila pantograf dinaikkan dan menyuap bas selepas sumber utama hilang. Pek kecemasan teragih——pek NiMH tertutup kecil di dalam lekapan lampu, pengawal pintu dan penguat——membentuk barisan pertahanan bebas kedua, meliputi pensuisan dan kerosakan setempat tanpa memerlukan bateri pusat menyuap setiap pintu dan setiap lekapan secara berasingan.
Fakta utama 2. Rangka kerja elektrik untuk elektronik ialah EN 50155:2017 (edisi terkonsolidasi 2021): voltan DC nominal 24/28/36/48/72/96/110 V (disyorkan 24/72/110), operasi berterusan Vn+25% hingga Vn−30% (pada 110 V kira-kira 66–154 V), kejatuhan penukaran 40% sehingga 100 ms, dan gangguan singkat S1/S2 (lalai 10 ms) atau S3 (20 ms). Bagi modul lampu kecemasan pada bas 110 V, ini bermakna: tiada but semula semasa pensuisan, tiada jurang kegelapan yang dapat dilihat, pengawal tidak hilang keadaan.
Fakta utama 3. Pencahayaan kecemasan ialah tugas autonomi mengikut masa, bukan rizab beberapa minit. Dokumen UIC 555 (bab 5) dan keluarga EN 13272 untuk rel berat/bandar memerlukan pencahayaan am sekurang-kurangnya 90 minit (laluan tidak kurang 50% pencahayaan normal, tempat duduk tidak kurang 30%). Pada tren kelajuan tinggi dan jarak jauh, biasanya terdapat kira-kira 10 minit pencahayaan minimum sebelum fasa kecemasan penuh; TSI LOC & PAS (Peraturan (EU) No 1302/2014) menambat kewajipan ini di peringkat Eropah.
Fakta utama 4. Persekitaran jauh lebih keras daripada lekapan kecemasan bangunan. EN 50155 mentakrifkan enam kelas suhu OT1–OT6 (dari −25/+55 °C hingga −40/+85 °C); EN 61373 meliputi getaran dan hentakan mengikut lokasi (badan kereta, bogie, kotak gandar); EN 50121-3-2 (berdasarkan EN 61000-4-4/4-5/4-6) mengawal EMC dengan pecah pantas elektrik dan lonjakan sehingga ±2 kV; dan EN 45545 memerlukan tindak balas bahan terhadap kebakaran dan had ke atas asap serta titisan terbakar.
Fakta utama 5. Sel NiMH tertutup yang menyokong modul kecemasan teragih diiktiraf di bawah IEC 61951-2:2017+A1:2022 (prestasi), IEC 62133-1 (keselamatan sistem nikel——iaitu bahagian -1, bukan -2 litium), IEC 63115-2:2021 (NiMH industri) dan IEC 61959. Pengangkutan adalah di bawah UN 3496 dengan peruntukan khas IATA A199, tanpa memerlukan ringkasan ujian UN 38.3 dan tidak jatuh di bawah UN 3480/3481. Bateri onboard besar mengikut siri IEC 62973 (NiCd bahagian 2, plumbum bahagian 3); pek NiMH sengaja diletakkan sebagai modul kecemasan teragih.
Bateri kecemasan dipilih berdasarkan senarai fungsi, bukan untuk satu lekapan. Penulis spesifikasi rel menentukan apa yang mesti diteruskan selepas kehilangan sumber utama, dan modul mesti menyuap setiap beban dengan bentuk arus dan tempoh yang betul. Sesetengah beban hampir tetap, sesetengahnya denyut singkat tinggi, dan sesetengahnya berjalan berkitar untuk memanjangkan tenaga yang tersedia.
Bukan semua beban berterusan. Lampu kecemasan dan elektronik kawalan disuap sepanjang masa autonomi, tetapi pelepasan pintu dan siaran hanya menarik arus apabila diaktifkan penumpang atau krew, dan pengudaraan kecemasan selalunya berjalan berkitar untuk mengawal suhu sepanjang tempoh yang ditetapkan. Apabila memilih, arus setiap beban mesti ditimbang dengan masa operasi sebenar, bukan hanya arus puncak.
| Beban kecemasan | Sifat beban | Mengapa ia mesti dikekalkan |
|---|---|---|
| Lampu kecemasan di laluan, zon pintu, vestibul | Suapan tetap yang dikurangkan untuk LED sepanjang autonomi (sekurang-kurangnya 90 minit) | Menerangi laluan pemindahan dan anak tangga; ditakrifkan oleh UIC 555 / EN 13272 |
| Kawalan dan pelepasan pintu | Arus sedia kecil + denyut buka/lepas singkat setiap pintu | Membolehkan krew memilih dan membuka sisi yang betul; pintu tidak boleh memerangkap penumpang |
| Siaran awam dan interkom penumpang | Arus sedia penguat + puncak arus audio singkat | Mengekalkan arahan dan komunikasi dua hala semasa pemindahan |
| Lampu sisi, lampu penanda, lampu isyarat | Cahaya rendah yang stabil sepanjang tempoh diperlukan | Memastikan tren yang berhenti kelihatan dan ditanda untuk kakitangan talian dan penyelamat |
| Pengudaraan kecemasan dan elektronik kawalan | Beban putaran yang lebih berat, selalunya berkitar; bas kawalan adalah tetap | Mencegah kepanasan lampau dan kehilangan kawalan dalam terowong; pengudaraan gerabak di bawah TB/T 3582 |
Berguna untuk mengikuti laluan kuasa. Dalam operasi normal, tren menerima kuasa daya tarikan dari katenari atau rel ketiga, dan penukar tambahan menghasilkan AC/DC tambahan untuk penyaman udara, pengudaraan, pencahayaan dan voltan kawalan. Bateri onboard disambung kepada pengecas pada bas DC dan dicas apabila pantograf dinaikkan; apabila sumber utama hilang, penyentuh atau suis statik memutuskan bas daripada penukar dan bateri onboard mengambil alih bas, mengekalkan beban kecemasan pusat. Bateri ini besar, memerlukan penyelenggaraan, secara tradisional NiCd atau asid plumbum, dan diterangkan dalam siri IEC 62973. Ia bukan komponen NiMH yang diletakkan pembuat bateri di dalam lekapan lampu.
Pek kecemasan teragih ialah barisan pertahanan bebas kedua. Pek NiMH tertutup di dalam lekapan atau peranti pintu terus berfungsi walaupun suapan pusat gerabak terganggu, abah-abah rosak, atau modul perlu memberikan kesinambungan singkat selepas penukaran. Pengecas kecil pada bas DC yang sama mengekalkannya dalam keadaan dicas, dengan pengecasan apungan terkawal yang memastikan sel berada dalam tetingkap yang betul, dan dinyahcas hanya semasa kecemasan atau ujian berkala. Inilah komponen NiMH yang dipilih Weijiang Power: pek kecil, tertutup, kalis getaran dengan voltan nominal seperti 3.6 / 4.8 / 6.0 / 7.2 / 9.6 V, dipadankan dengan lekapan atau pengawal melalui penukar.
EN 50155 ialah piawai melintang yang membolehkan semua elektronik gerabak direka bentuk. Ia bukan sahaja menetapkan voltan nominal tetapi juga keadaan suapan berterusan, sementara dan jangka pendek yang mesti ditahan peralatan tanpa kehilangan fungsi. Pengecas atau modul kecemasan pada bas 110 V mesti menahan julat berterusan kira-kira 66 hingga 154 V, sisihan sementara ±40% selama 0.1 s dan lebih voltan berpanjangan +40% selama 1.0 s, dan tidak boleh membiarkan riak grid sehingga 5% menyebabkan kitar mikro sel atau pengecasan apungan tidak stabil.
Dua peristiwa dalam piawai menentukan beberapa saat pertama bateri. Penukaran antara dua sumber——contohnya dari penukar ke bateri——menghasilkan kejatuhan sehingga 100 ms kepada 60% voltan nominal; modul mesti merapatkan jurang ini atau mengambil alih dengan lancar, tanpa but semula lekapan dan tanpa jurang kegelapan yang dapat dilihat. Kelas turun naik/gangguan S1, S2 (lalai 10 ms) dan S3 (20 ms) menggambarkan kehilangan voltan penuh yang singkat yang mesti dilalui peralatan dengan storan dalaman atau jambatan bateri. Pengawal yang hilang keadaan selepas 20 ms, atau menyebabkan pintu dimulakan semula, tidak memenuhi keperluan.
Rajah 1. Lengkung voltan bas gerabak ilustrasi: operasi normal, kejatuhan penukaran, gangguan singkat, kemudian operasi kecemasan bateri. Lengkung adalah kualitatif; ambang dan masa adalah mengikut EN 50155, bukan graf ini.
| Keadaan suapan (EN 50155) | Had | Keperluan untuk pek bateri kecemasan |
|---|---|---|
| Julat berterusan | Vn +25% / −30% (110 V: contoh 66–154 V) | Pengecas dan modul kekal dalam tetingkap cas merentasi seluruh julat bas |
| Sementara / lebih voltan berpanjangan | ±40% selama 0.1 s; +40% selama 1.0 s | Tiada tekanan lebih-cas, tiada trip perlindungan; cas apungan mesti kukuh |
| Penukaran (komutasi) | Kejatuhan 40%, sehingga 100 ms | Rapatkan dengan kapasitor tahan atau bateri; tiada but semula, tiada kegelapan dilihat |
| Gangguan S2 (lalai) / S3 | Lalui kehilangan voltan penuh 10 ms / 20 ms | Pengambilalihan lancar; pengawal tidak hilang memori dan keadaan |
| Riak berterusan | Faktor riak 5%, berterusan | Cas apungan stabil; tiada kitar mikro sel akibat riak |
Keperluan lampu kecemasan adalah teras spesifikasi bateri gerabak. UIC 555 dan keluarga EN 13272 menetapkan tahap pencahayaan dan tempoh: laluan tidak kurang 50% pencahayaan normal, tempat duduk tidak kurang 30%, dan perkhidmatan kecemasan sekurang-kurangnya 90 minit. Bergantung pada kelas dan zon, pencahayaan biasa kira-kira 100 lux di laluan, 150 di kelas kedua, 200 di kelas pertama, dengan keperluan keseragaman, pemaparan warna (CRI ≥ 80) dan faktor penyelenggaraan (kira-kira 0.85 untuk LED). Apabila voltan suapan normal turun di bawah kira-kira 0.6×Vn selama lebih daripada kira-kira setengah saat, penukaran ke kecemasan biasanya diperlukan tanpa jurang kegelapan yang dapat dilihat.
Di pasaran tren kelajuan tinggi dan antara bandar China, fungsi yang sama ditambat dalam TB/T 3414 mengenai pencahayaan kecemasan unit EMU, TB/T 3582-2023 mengenai pengudaraan kecemasan unit EMU, dengan piawai elektrik asas GB/T 21413.1-2018 (setara EN 50155) dan peraturan pendawaian GB/T 34571-2024; spesifikasi EMU antara bandar GTG/JL 002-2026 merujuk dokumen ini. Bagi pereka bateri, kesimpulannya sama di setiap rantau: masa autonomi yang ditetapkan, pecahan pencahayaan nominal yang tetap, titik penukaran lancar, dan margin kapasiti yang boleh dibuktikan terhadap suhu dan penuaan.
Pek kecemasan menghadapi julat suhu yang luas kerana ia dipasang betul-betul di tempat beban——lekapan di atas laluan, kabin di siling, atau di belakang panel dalaman. EN 50155 mentakrifkan OT1 (−25/+55 °C) dan OT2 (−40/+55 °C) untuk kawasan penumpang dan teksi pemandu, OT3 (−25/+70 °C, lalai) dan OT4 (−40/+70 °C) untuk kabin teknikal, serta OT5 (−25/+85 °C) dan OT6 (−40/+85 °C); peralatan juga mesti berfungsi selepas penyimpanan singkat pada −40 atau +85 °C. Sel NiMH tertutup dalam pek yang direka dengan baik dengan pampasan haba pengecasan bertahan dalam julat ini; kelas hayat L1 (5 tahun) hingga L4 (20 tahun, lalai) mentakrifkan jangka hayat peralatan yang dijangka dan membimbing pemilihan sel dan cas apungan.
Ketahanan mekanikal adalah di bawah EN 61373, mengelaskan peralatan mengikut lokasi: Kategori 1 Kelas B (badan kereta), Kategori 2 (bogie), Kategori 3 (kotak gandar, persekitaran paling keras). EMC adalah di bawah EN 50121-3-2: pecah pantas elektrik ±2 kV (5/50 ns, 5 kHz) mengikut EN 61000-4-4, lonjakan talian-ke-bumi ±2 kV dan talian-ke-talian ±1 kV (1.2/50 µs) mengikut EN 61000-4-5, imuniti RF terkonduksi sehingga 80 MHz mengikut EN 61000-4-6. Kebakaran di bawah EN 45545 (-2, -4, -6), mengehadkan asap, titisan terbakar dan pelepasan haba; selongsong dan tiub pengecutan haba pek kecemasan mesti dibuat pada kelas bahaya yang diperlukan.
Pek kecemasan teragih ialah tugas yang mencabar tetapi skopnya jelas: cas apungan jangka panjang, nyahcas dalam yang jarang, denyut arus tinggi serta-merta pada penukaran, dan tahun operasi mengikut rentak hayat peralatan. Sel NiMH tertutup padan dengan baik: ia bertahan dalam cas apungan berterusan dengan pampasan voltan dan haba yang baik, bertahan dalam nyahcas tinggi singkat, bebas plumbum dan kadmium, dan tertutup tanpa elektrolit cecair. Ia beroperasi merentasi julat suhu yang luas dan tidak memerlukan kertas kerja pengangkutan litium. Alternatif——menyuap setiap modul dari bateri NiCd atau plumbum pusat——terdedah tepat di tempat abah-abah atau gerabak individu menjejaskan ketersediaan; sel NiMH teragih mengekalkan fungsi setempat.
Rajah 2. Urutan peristiwa dari kehilangan sumber utama ke autonomi kecemasan (ilustrasi): kehilangan, kejatuhan, penukaran, pengambilalihan bateri, beban kecemasan, 90 minit autonomi.
Asas pengiktirafan sel adalah jelas. Sel nikel-logam hidrida mudah alih tertutup disahkan prestasinya di bawah IEC 61951-2:2017 dan pindaan A1:2022, dan keselamatannya di bawah IEC 62133-1 (bahagian -1 ialah nikel; IEC 62133-2 ialah litium). Untuk sel industri, IEC 63115-2:2021 dan IEC 61959 digunakan untuk operasi mekanikal. Untuk pengangkutan, NiMH tertutup berada di bawah UN 3496; peruntukan khas IATA A199 mengesahkan ia bukan bateri litium, jadi ia bergerak tanpa ringkasan UN 38.3 dan tanpa label UN 3480/3481. Bateri onboard besar dirawat secara berasingan di bawah IEC 62973-2 (NiCd) atau IEC 62973-3 (plumbum); spesifikasi yang jujur tidak pernah menyamakan bateri daya tarikan/onboard pusat dengan pek kecemasan NiMH teragih.
Beban kecemasan yang ditakrifkan termasuk lampu kecemasan di laluan, zon pintu dan vestibul; kawalan dan pelepasan pintu; siaran awam dan interkom penumpang; lampu sisi dan penanda; pengudaraan kecemasan dan elektronik kawalan. Ia disuap oleh bateri onboard pada bas DC dan pek NiMH tertutup teragih dalam lekapan, pintu dan modul audio, dengan masa autonomi dan penukaran mengikut EN 50155, EN 13272 dan UIC 555.
UIC 555 dan TSI LOC & PAS / EN 13272 menggunakan minimum 90 minit perkhidmatan kecemasan, dengan 50% di laluan dan 30% di tempat duduk daripada pencahayaan normal; pada tren kelajuan tinggi dan jarak jauh, kira-kira 10 minit pencahayaan am minimum biasanya mendahului fasa kecemasan penuh. Di China, TB/T 3414 dan TB/T 3582-2023 menambat fungsi lampu dan pengudaraan kecemasan. Masa tepat sentiasa mengikut reka bentuk dan edisi piawai yang dipetik.
Bateri onboard ialah pek DC besar pada bas bateri gerabak (secara tradisional NiCd atau plumbum, di bawah IEC 62973-2 atau -3) yang mengambil alih seluruh bas selepas sumber utama terputus; pek NiMH ialah modul kecil tertutup teragih di dalam lekapan, pengawal pintu atau penguat yang meliputi penukaran setempat dan mengekalkan fungsi setempat secara bebas. Ia saling melengkapi: pek NiMH tidak menggantikan bateri besar yang memerlukan penyelenggaraan, dan kedua-duanya diiktiraf serta diterangkan di bawah piawai yang berbeza.
Peralatan EN 50155 mesti beroperasi secara berterusan dari −30% hingga +25% voltan nominal (kira-kira 66–154 V pada bas 110 V), menahan sisihan sementara ±40% selama 0.1 s dan lebih voltan +40% selama 1 s, kejatuhan penukaran 40% sehingga 100 ms, gangguan 10 ms (S2) atau 20 ms (S3), dan riak 5%. Lampu dan kawalan kecemasan tidak boleh but semula atau hilang keadaan semasa peristiwa ini.
Hentakan dan getaran di bawah EN 61373 mengikut lokasi (badan kereta, bogie atau kotak gandar; kebanyakan lekapan dan kabin adalah Kelas B/Kategori 1), EMC di bawah EN 50121-3-2 dengan pecah ±2 kV mengikut EN 61000-4-4, lonjakan ±2 kV/±1 kV mengikut EN 61000-4-5, dan RF terkonduksi mengikut EN 61000-4-6, dan kebakaran di bawah EN 45545 (bahagian -2, -4, -6). Keadaan elektrik ada dalam EN 50155; fungsi pencahayaan dalam EN 13272 dan UIC 555.
Tidak. UN 38.3 dan UN 3480/3481 adalah untuk bateri litium. NiMH tertutup berada di bawah UN 3496, dan peruntukan khas IATA A199 mengesahkan ia tidak tertakluk kepada sekatan penghantaran litium, dengan syarat terminal dilindungi dalam pembungkusan. Bateri NiCd atau plumbum pusat mengikut siri IEC 62973 dan peraturan pengangkutan mereka sendiri.
Rangka kerja rel dan keadaan elektrik: EN 50155:2017 (Aplikasi rel——peralatan elektronik pada kenderaan rel, edisi terkonsolidasi 2021), EN 13272-1:2019 / -2:2019 (Pencahayaan elektrik pada kenderaan pengangkutan awam), UIC 555 (terutamanya bab 5, pencahayaan gerabak penumpang), TSI LOC & PAS, Peraturan (EU) No 1302/2014, EN 61373 (getaran dan hentakan), EN 50121-3-2 dengan EN 61000-4-4, EN 61000-4-5, EN 61000-4-6 (EMC), EN 45545-2/-4/-6 (kebakaran), dan GB/T 21413.1-2018, TB/T 3414, TB/T 3582-2023, GB/T 34571-2024 China. Lengkung voltan, jadual beban dan urutan di sini adalah grafik kejuruteraan yang ditanda illustrative; nilai mengikat adalah milik spesifikasi peralatan dan edisi piawai yang dipetik.
Rujukan bateri dan pengangkutan: siri IEC 62973 untuk bateri tambahan onboard (NiCd bahagian 2, plumbum bahagian 3:2024), IEC 61951-2:2017+A1:2022, IEC 62133-1, IEC 63115-2:2021, IEC 61959 untuk NiMH tertutup; Cadangan PBB mengenai Pengangkutan Barang Berbahaya, Model Regulations, UN 3496, dan peruntukan khas IATA A199 untuk nikel-logam hidrida. Nilai autonomi, voltan dan suhu dalam jadual berdasarkan teks yang diterbitkan EN 50155/UIC 555/EN 13272; pensijilan peralatan tertentu mengatasi nilai umum ini.
Weijiang Power membekalkan pek NiMH tertutup untuk modul kecemasan OEM gerabak——lekapan lampu, pengawal pintu, penguat siaran, pengawal pengudaraan kecemasan——bersama dokumentasi sel IEC 61951-2/IEC 62133-1, cas apungan terkawal, perlindungan, dan reka bentuk yang diarahkan ke EN 50155, EN 61373, EN 50121-3-2 dan EN 45545. Pek dibina dalam konfigurasi terkunci dan dihantar melalui laluan UN 3496, IATA A199. Beritahu kami voltan bas nominal, beban kecemasan dan masa operasinya, masa autonomi yang diperlukan dan kelas suhu; kami akan memilih pek teragih dengan litar cas dan perlindungan, dan bukannya membiarkan masalah muncul pada ujian jenis. Lihat konfigurasi pek standard di Julat Produk NiMH Weijiang, atau hantar gambarajah dan senarai beban kecemasan kepada pasukan OEM kami.
