高铁动车组列车用蓄电池电极技术探析

摘 要 本文将对高铁动车组列车用蓄电池电机技术相应研究技术的主要原理加以介绍，进而详细分析研究技术的三大关键点——蓄电池电性能、安全性能以及一致性的提升，以期为有关部门提供可靠参考。

关键词 高铁;动车组列车;停车计划;蓄电池;电极技术

引言

如今，我国高铁动车组主要采用进口的镉镍蓄电池，此类蓄电池有着极高的成本，同时，其售后服务系统也不完善，会使国内轨道交通行业发展受到严重阻碍。由此可见，深入研究高铁动车组列车用蓄电池相应技术的关键技术与原理，对轨道交通行业发展意义深远。

1研究技术的原理

运用蓄电池的主要目的在于当充电器或者电源发生故障的时候，可以确保直流电源相应辅助装置于高铁动车组列车在执行停车计划的时候，于规定时间当中依然运行，以便为列车的安全提供保障。因为此类列车在运行时，其速度能够超过380km/h，会伴有剧烈的冲击以及振动。每日蓄电池会工作超过18h，各组有168只蓄电池，其拥有-40℃的最低工作温度，所以相比于传统的蓄电池，此类列车的专用蓄电池应当具备的功能包括：充放电性能高，能够使列车的负载放电以及高浮充电压的充电需求得到满足;有较好的高低温性能以及较小的内阻，适用于-40℃环境中;有较高可靠性以及安全性，使电池长寿需求得以满足;有较好的维护性能，以及比传统蓄电池更长的补水周期;比传统蓄电池重量更轻，使列车运载力提升。

结合上述要求，提出以下研究思路：

（1）电性能的提升：正电极、负电极性能的提升，对点击浸渍溶液的配方以及烧结参数的改进。需要注意的是，焊接极板时应对全新的凸铆点焊接技术加以应用。

（2）安全性的提升：对可靠性与强度较高的采用高强度、高可靠性的黏结式镉电极以及烧结镍电极加以应用;对极板的清洁度进行提升，使维护蓄电池的周期延长。

（3）一致性的提升：电极均匀性的提升，控制正电极、负电极厚度公差，确保其处于–0.02～+0.02mm范围中，选品、分类极板的重量，最终使极板的组装配一致性提高[1]。

2研究技术的关键

2.1 电性能的提升

（1）对镉电极技术展开深入研究：由于粘接式镉负电极有着较高的负极灵活性以及极为简单的生产工序，因此能够实现大批量生产，且不会花费较多资金，当前已被大部分国家应用于生产镉镍蓄电池领域里。如今，常见的对拉干镉负电极进行生产的技术主要是根据相应比例对有关的液体加以混合，配置成需要的液体，随后自所得浆液当中通过冲孔钢带实现挂浆，有关人员必须严控此程序速度，待彻底干燥后得到拉干负极带，随即对其碾压得到负极片。由于生产技术和材料等会限制该生产方法，因此，最终所得拉干镉负电极有着很低的结构密度。

（2）镍电极技术有较高的性能、强度与容量，因此需要对其展开更深层次的研究。如今我国的高铁动车组列车用蓄电池镍正电极技术主要被外企垄断，而有关研究专家在不断尝试、研究过程中，研发出烧结式镍正电极技术。此技术一旦实现广泛应用，便可以使蓄电池寿命得到充分延长，同时可以为顺利开展运维工作打下坚实的基础。通过分析、调查现今此类蓄电池的应用状况可知，其主要优势在于有较高的稳定性以及均衡性，较长的持续充电时长以及应用寿命，较高的充电承受力，环保性能优越。除此之外，在充电次数上，该蓄电池比传统过电池充电次数高出很多。

经由相应的反复试验可知，对生产工艺进行优化后所得极片效率缓慢、容量下降，经由反复运用都不会出现鼓泡或者脱粉等问题，可见其拥有较强结构稳定性，由此可见，优化后的生产工艺拥有更好的效果。另外，还应经由实验判断烧结正极与粘接负极间匹配程度[2]。在相应实验中能够明确，无论是低温环境还是正常温度环境，蓄电池都拥有较高接受恒定压力充电的能力，在动车组列车中有较高的适用性。

2.2 安全性能的提升

镉电极与烧结镍电极效率较高、稳定性较高，有关人员需要对其展开创新研究。电沉积镉负极属于传统蓄电池所设置的负极，有着较差的表层结构稳定性，会导致成型困难。另外在长期应用后，极易漏电。若想完全确保蓄电池使用的安全性，应当对社会实际发展各项需要加以充分结合，并且对镉电极与烧结镍电极展开创新研究，最终使电极可靠性全面提高。

2.3 一致性的提升

对于某高铁动车组而言，其各套系统中有168只蓄电池，这些蓄电池组成各有84只电池的两组，这两组以串联形式被应用，所以蓄电池寿命将受到单体蓄电池一致性的直接影响。动车组中蓄电池以浮充电模式进行充电，一旦蓄电池间个体性差异较大，便会在电池长时间工作阶段导致一些蓄电池出现亏电现象，而另一部分电池会长期处于蓄电状态，继而导致单体电池间拥有越来越大的差异，缩短了一部分电池寿命。研发人员在对蓄电池极片的一致性进行提升时，其关键便在于对电极一致性的提高。这主要是由于有关部门会连续批量生产极片，而在此環节中，不同批次相应浸渍位置、所受温度等有所不同，同时工艺条件与设备状况也会出现改变，所以最终产出极片无法保持一致性。若想确保所装配蓄电池水准、性能以及容量等保持一致，需要对冲孔镀镍钢带相应平整度进行提升;此外，还应对刮浆板整体结构加以改进，并且改薄刮浆板刃口，同时将定位齿进行改动，使之呈平直的状态，确保极板基带一致性;所用厚度规为0.001mm最小分度值，以便使检测极带厚度的精度得到有效提升;将烧结炉厚度辗压辊以及导向辊精度提升。

3结束语

总体而言，项目蓄电池的工作考核已经完成，其可以使动车组实际需求得以满足，同时也能使对等替换传统蓄电池得以实现。一旦研究成功，必将使外企在此领域的垄断局面被有效打破，从而实现社会效益的全面提升，最终使我国动车组领域完全应用国产先进的蓄电池。

参考文献

[1] 谢敏.高铁动车组列车用蓄电池电极技术研究[J].科技经济导刊，2019，27（17）：26-27.

[2] 朱宏亮，冯垚，蔡健龙，等.如何有效降低CRH380B型动车组蓄电池意外断开的风险[J].减速顶与调速技术，2018（3）：20-23.

作者简介

孙怡（1992-），男，上海人;学历：本科，职称：助理工程师，现就职单位：上海铁路局上海动车段，研究方向：高铁动车组。