Paper A dieser Reihe hat das Lastprofil der Notstromanlage eines Reisezugwagens und Hochgeschwindigkeitszugs ermittelt: die Gang- und Türbereichsbeleuchtung, die Türsteuerung und -freigabe, die Beschallung und Sprechstellen, die Signallampen und, bei modernen Triebzügen, die Notlüftung und Steuerelektronik, die einen Ausfall der Hauptversorgung überstehen müssen. Dieses Paper B macht aus diesem Profil ein Paket. Es durchläuft die Auslegungsschritte, die ein OEM-Ingenieur tatsächlich geht – die Notlasten auflisten, sie in Lastblöcke zusammenfassen, Energie und Strom für die geforderte Autonomie berechnen, die Kälte-, Lebensdauerende- und Entladetiefen-Margen anwenden, Zellenanzahl und Schutz wählen und die Ladung und Umschaltung gegen den elektrischen Rahmen der EN 50155 auslegen. Jeder Zahlenwert hier ist als illustrativ gekennzeichnet: Die verbindlichen Werte eines realen Fahrzeugs stehen in seiner Vertragsspezifikation und in der auf dem Zertifikat zitierten Normenausgabe. Paper C behandelt anschließend die Typprüfungen und die Zertifizierung, die den Entwurf nachweisen.
Kernfakt 1. Die Auslegung beginnt mit einer Energiesumme über die Lastblöcke, nicht mit einer Nennleistung multipliziert mit einer Zeit. Die stetigen Lasten (Notbeleuchtung, Steuerelektronik) laufen über die volle Autonomie; die Türsteuergeräte und der Beschallungsverstärker sind Standby-Lasten mit kurzen Hochstromimpulsen; die Notlüftung kann getaktet sein. Jeder Block wird einzeln integriert, die Impulsenergie addiert, und das Ergebnis ist ein Amperestunden-Bedarf bei der Nennspannung des Moduls, bevor eine Marge angesetzt wird.
Kernfakt 2. Das Autonomieziel ist durch die Beleuchtungsnormen festgelegt. Die UIC 555 (mit Änderung 7:2013) verlangt eine Notbeleuchtung mit mindestens 50 % der normalen Beleuchtungsstärke im Gang und 30 % in den Sitzbereichen für mindestens 90 Minuten, und die EN 13272-1:2019 (Schwere Schienenfahrzeuge) verlangt von Hochgeschwindigkeits- und Fernzügen zusätzlich, die allgemeine Beleuchtung nach dem Ausfall der Hauptversorgung noch mindestens 10 Minuten aufrechtzuerhalten, bevor der Notbetrieb beginnt. Die EN 13272-2:2019 (Stadt- und Regionalbahnen) setzt eine Mindest-Notbeleuchtungsstärke von durchschnittlich 5 lx in Fußbodenhöhe entlang der Mittellinie des Fluchtwegs und 40 lx an der Einstiegsstufe bei geöffneter Tür voraus.
Kernfakt 3. Die nutzbare Kapazität liegt immer unter dem Typenschildwert. Eine versiegelte NiMH-Zelle liefert weniger am kalten Ende des Betriebsbereichs, weniger am Lebensdauerende und weniger, wenn der Entwurf die Entladetiefe zum Schutz des Strangs begrenzt. In der Notleuchtenpraxis wird üblicherweise eine mehrjährige Lebensdauer angesetzt und auf die am Lebensdauerende noch verfügbare Kapazität ausgelegt, nicht auf den Wert des ersten Tages; die unten stehende Entwertungskette fasst das in einem einzigen Auslegungsfaktor zusammen, und das Beispiel verwendet konservative illustrative Faktoren von etwa 0,85 für das Kälteverhalten und 0,85 für das Lebensdauerende.
Kernfakt 4. Eine versiegelte NiMH-Zelle hat 1,2 V Nennspannung, etwa 1,45 bis 1,50 V am Ende einer Vollladung und sollte nicht unter etwa 0,9 bis 1,0 V pro Zelle entladen werden; die Paketschutzschaltung trennt üblicherweise bei 0,85 bis 0,9 V pro Zelle, um eine Zellenumkehr zu verhindern. Stränge mit 3, 4, 5, 6, 8 und 10 Zellen ergeben Nennspannungen von 3,6, 4,8, 6,0, 7,2, 9,6 und 12,0 V, die zu den Niederspannungsschienen in Notleuchten, Türsteuergeräten und Verstärkern passen. Die Ladung wird über -ΔV, Temperatur oder ΔT/Δt beendet, gefolgt von einem kleinen Erhaltungsladestrom von etwa 0,05 bis 0,1 C.
Kernfakt 5. Das verteilte NiMH-Paket ist nicht die Fahrzeugbatterie. Die große Batterie auf der 110-V-Schiene ist klassisch eine gewartete Nickel-Cadmium- oder Bleibatterie nach der IEC-62973-Reihe (IEC 62973-2 für Nickel-Cadmium, IEC 62973-3:2024 für Blei); die versiegelten NiMH-Module in diesem Artikel sind die lokalen Batterien in jedem Notgerät, qualifiziert nach IEC 61951-2:2017+A1:2022, IEC 62133-1:2017 (Teil für das Nickelsystem, beachten Sie -1) und IEC 63115-2:2021, und versandt unter UN 3496 mit der IATA-Sondervorschrift A199.
Das erste Auslegungsdokument ist eine Lasttabelle, die aus der Notfunktionsliste des Fahrzeugs hervorgeht, nicht aus einer einzigen Zahl auf einem Leuchtenetikett. Für jede Funktion erfasst der Ingenieur die Normalleistung, die reduzierte Notleistung, die Versorgungsspannung, ob die Last stetig oder gepulst ist, sowie Impulsdauer und Wiederholrate. Not-LED-Leuchten werden im Notbetrieb mit reduziertem Strom betrieben, damit der vorgeschriebene Bruchteil der normalen Beleuchtungsstärke mit geringstem Energieaufwand erreicht wird; die Steuer- und Überwachungselektronik zieht einen kleinen stetigen Strom; das Türsteuergerät hält einen Ruhestrom und zieht bei Freigabe oder Öffnen einer Tür einen kurzen Impuls; der Beschallungsverstärker ruht mit geringem Ruhestrom und erreicht Spitzenwerte, wenn der Fahrer spricht; Seiten- und Signallampen sind stetige niederstromige Lasten; die Notlüftung, sofern vorhanden, ist eine schwere rotierende Last, die oft getaktet wird, um das Energiebudget zu schonen.
Ein Lastblock ist die Kombination aus einer Leistung und einer Zeit. Die Energie einer stetigen Last ist ihre Notleistung multipliziert mit der Autonomie; die Energie eines Impulses ist seine Impulsleistung multipliziert mit der Anzahl der Impulse und der Impulsdauer. Die Summierung der Blöcke ergibt die Bruttoenergie, die das Modul liefern muss. Die Tabelle unten zeigt ein illustratives Einzonen-Notmodul – eine Leuchtengruppe plus einen Anteil der Steuer- und Türlogik – und hält die Zahlen bewusst rund, damit die Methode klar wird; eine echte Wagen-Lasttabelle hat Dutzende von Zeilen, und die Vertragswerte ersetzen diese.
| Lastblock (illustratives Einzonen-Modul) | Notleistung | Zeit über 90 min | Energie |
|---|---|---|---|
| Reduzierte Not-LED-Beleuchtung (Zone) | 6.0 W | 90 min ununterbrochen | 9.0 Wh |
| Steuer- und Überwachungselektronik | 1.5 W | 90 min ununterbrochen | 2.25 Wh |
| Türsteuerung Ruhestrom + Öffnungsimpulse | 0.5 W Ruhe + 18 W × 2 s × 4 Türen | Ruhestrom + vier kurze Impulse | 0.79 Wh |
| Beschallung / Sprechstelle (Ruhe + kurze Durchsagen) | 0.8 W Ruhe + 12 W × 10 s × 6 | Ruhe + sechs Durchsagen | 0.32 Wh |
| Seiten-/Signallampen (gemeinsam) | 0.7 W | 90 min ununterbrochen | 1.05 Wh |
Die Summierung der illustrativen Blöcke ergibt etwa 13.4 Wh, geliefert über die 90-minütige Autonomie. Die Impulse machen nur einen kleinen Teil der Energie aus, doch sie bestellen die Spitzenstromfestigkeit der Zellen, der Verbindungsfahnen und der Schutzschaltung, sodass sie nie wegen ihrer geringen Energie entfallen: Ein Paket mit genügend Gesamtenergie, das den Türöffnungsimpuls nicht liefern kann, wird die Evakuierungssequenz trotzdem nicht bestehen.
Mit der Energie wird die Nennspannung des Moduls anhand der Schiene im Gerät gewählt. Notleuchten und kleine Steuermodule verwenden üblicherweise 3,6-, 4,8-, 6,0- oder 7,2-V-Stränge (3, 4, 5 oder 6 NiMH-Zellen), während Türsteuergeräte und Notverstärker mit höherem Leistungsbedarf 9,6 oder 12 V (8 oder 10 Zellen) oder mehr nutzen. Die bei dieser Nennspannung benötigte Kapazität ist die Energie geteilt durch die Spannung. Im illustrativen Einzonen-Beispiel benötigt ein 7,2-V-Modul 13.4 Wh / 7.2 V = 1.86 Ah gelieferte Kapazität vor den Margen; die gleiche Energie wäre bei 4.8 V 2.79 Ah und bei 9.6 V 1.40 Ah. Die Wahl der Spannung ist damit eine Entscheidung über Zellgröße und Strom, nicht nur ein Verdrahtungsdetail: Eine höhere Modulspannung senkt den Strom bei gleicher Leistung und verringert die I²R-Verluste sowie den Spitzenstrombedarf jeder Zelle.
Der mittlere Notstrom ist die stetige Leistung geteilt durch die mittlere Entladespannung, doch das Paket muss auch gegen die Endspannung geprüft werden. Ein NiMH-Strang hält nicht bis zum Ende 1,2 V pro Zelle; die Klemmenspannung sinkt unter Last und verläuft während der Entladung abwärts, und der LED-Treiber oder DC/DC muss bis zur Abschaltung der niedrigsten zulässigen Strangspannung weiterarbeiten. Der Ingenieur prüft, dass die Lastelektronik von der vollgeladenen Strangspannung (etwa 1,45 bis 1,5 V pro Zelle, also etwa 8,7 bis 9,0 V bei einem 6-Zellen-Paket) bis zur Abschaltung (etwa 0,9 bis 1,0 V pro Zelle, also etwa 5,4 bis 6,0 V) arbeitet, und legt den nachgeschalteten Wandler auf dieses Fenster aus statt auf die nominellen 7,2 V.
Bild 1. Die Auslegungs- und Konstruktionsfolge für ein verteiltes Wagen-Notmodul (illustrativ). Faktoren und Reihenfolge folgen der üblichen Notbatteriepraxis; die Vertragsspezifikation und die auf dem Zertifikat genannte Normenausgabe setzen die verbindlichen Werte.
Die Typenschildkapazität einer Zelle wird bei 20 °C an einer frischen Zelle mit einem festgelegten Entladestrom gemessen – genau der Zustand, den die Batterie bei einer echten Winterevakuierung nicht antrifft. Drei Abschläge werden angesetzt, bevor das Paket als ausreichend erklärt wird. Der erste ist die Temperatur: Am kalten Ende der Betriebsklasse der EN 50155 – −25 °C für OT3-Geräte, −40 °C für OT2/OT4/OT6 – sind sowohl die verfügbare Kapazität als auch die lieferbare Spannung unter Last geringer, sodass der Entwurf einen Kältefaktor verwendet, der auf den Entladekurven des Zellenherstellers beim tatsächlichen Notstrom beruht. Der zweite ist das Lebensdauerende: Die Notleuchtenpraxis geht von einer mehrjährigen Lebensdauer aus und legt auf die am Ende noch verfügbare Kapazität aus, weil eine 90-Minuten-Prüfung auch im letzten Dienstjahr bestehen muss; die Darstellung verwendet hier einen konservativen Faktor von 0,85. Der dritte ist die Entladetiefe: Eine Begrenzung der Entladetiefe verringert die Belastung und schützt eine schwache Zelle vor einer Umkehr, und der Entwurf führt eine Restmarge, statt das Paket bis zur Schutzschwelle zu leeren.
Diese Faktoren wirken multiplikativ, sie werden also multipliziert statt addiert. Im illustrativen Beispiel muss das 7,2-V-Modul 1.86 Ah liefern; mit einem Kältefaktor von 0.85, einem Lebensdauerende-Faktor von 0.85 und einer Entladetiefen-Zugabe von 0.90 ergibt sich eine erforderliche Typenschildkapazität von 1.86 / (0.85 × 0.85 × 0.90) = 1.86 / 0.650 = 2.86 Ah, aufgerundet auf ein Standard-6-Zellen-Paket mit 3.0 Ah. Die gleiche Kette führt bei 4.8 V auf etwa 4.3 Ah und bei 9.6 V auf etwa 2.1 Ah. Diese Zahlen sind illustrativ, und die Faktoren müssen durch die echten Kälte- und Alterungsdaten der gewählten Zelle ersetzt werden; die Methode – Brutto-Lieferenergie, durch Spannung teilen, dann durch die multiplizierte Marge – sorgt jedoch dafür, dass das Modul am Ende einer kalten Nacht im letzten Dienstjahr die volle Autonomie erreicht.
| Auslegungsstufe (illustratives 7,2-V-Modul) | Wert | Grundlage |
|---|---|---|
| Bruttoenergie über 90 min | 13.4 Wh | Summe der oben stehenden Lastblöcke |
| Gelieferte Kapazität bei 7.2 V Nennspannung | 1.86 Ah | 13.4 Wh / 7.2 V |
| Kältefaktor (illustrativ) | 0.85 | Zellen-Kälteentladekurven am kalten Ende der OT-Klasse |
| Lebensdauerende-Faktor (illustrativ) | 0.85 | Mehrjährige Lebensdauer, EOL-Kapazität besteht die Prüfung noch |
| Entladetiefen-Zugabe (illustrativ) | 0.90 | Restmarge zum Schutz der schwächsten Zelle |
| Erforderliche Typenschildkapazität | 2.86 Ah -> 3.0 Ah wählen | 1.86 / (0.85 × 0.85 × 0.90); auf eine Standardzelle aufrunden |
Sobald Kapazität und Spannung festliegen, wird das Zellformat gewählt, das sowohl den mittleren Strom als auch den Impulsstrom mit Marge liefert. Eine versiegelte NiMH-Hochstrom- oder Industriezelle im Format A, Sub-C, C oder als geschweißte Knopfbauform kann auf den Entladestrom ausgelegt werden, den Tür- und Beschallungsimpulse erfordern; Parallelzellen ergänzen, wenn Kapazität oder Impulsstrom eine Zelle übersteigen, und die Reihenschaltung legt die Spannung fest. Die Zellverbinder sind geschweißte Fahnen, die auf den Impulsstrom und das Schwingungsprofil der EN 61373 dimensioniert sind; punktgeschweißte Fahnen und zugentlastete Verbindungen überstehen die Zufallsschwingungs- und Schockprüfungen am Wagenkasten (Kategorie 1, mit Kategorie 2 Klasse B als Standardbezug), wo gelötete oder handgecrimppte Verbindungen versagen.
Der Schutz wird auf die Chemie ausgelegt und nicht von einem Lithium-Entwurf übernommen. Versiegeltes NiMH benötigt kein lithiumartiges balancierendes BMS, doch ein verteiltes Notpaket führt weiterhin einen thermischen Abschalter oder ein PTC-Element gegen äußeren Kurzschluss und anomale Ladung, einen Serien-Schutz-FET oder ein Relais, das bei der Paket-Abschaltspannung (etwa 0,85 bis 0,9 V pro Zelle) trennt, um eine Zellenumkehr bei Tiefentladung zu verhindern, einen Verpolungsschutz an den Modulklemmen und, bei mehrzelligen Strängen, eine sorgfältige Zellenanpassung, damit eine schwache Zelle am Ende einer langen Entladung nicht von den anderen umgekehrt geladen wird. Weil ein ausgefallenes Schutzelement niemals eine Notleuchte unbemerkt erlöschen lassen darf, sind die Schutzelemente als ausfallsichere Bauteile ausgelegt und das Modul so konstruiert, dass es über den routinemäßigen Testschalter des Fahrzeugs prüfbar ist.
Ein verteiltes Notmodul verbringt fast sein gesamtes Leben in Bereitschaft, daher ist die Ladestrategie ein Entwurfstreiber. Ladegeräte für versiegeltes NiMH beenden die Hauptladung über -ΔV, über die Temperaturanstiegsrate (ΔT/Δt) oder über eine absolute Temperaturabschaltung und schalten dann auf einen kleinen Erhaltungsladestrom von etwa 0,05 bis 0,1 C oder eine getaktete Impuls-/Erhaltungsladung um, die das Paket voll hält, ohne den Überladestress, der die Float-Lebensdauer verkürzt. Das Ladegerät wird über einen EN-50155-qualifizierten DC/DC-Wandler von der Wagenschiene gespeist, sodass es das Ladefenster über den gesamten Dauerbereich von Nennspannung minus 30 % bis plus 25 % halten muss und transiente sowie verlängerte Überspannungen übersteht, ohne zu überladen; die 5-%-Gleichstromwelligkeit der Schiene darf keine Mikrozyklen der Zellen auslösen.
Die Umschaltung hat zwei unterschiedliche Aufgaben. Die sehr kurzen Ereignisse – der Umschalt-Einbruch der EN 50155 von 40 % für bis zu 100 ms und die völligen Unterbrechungen von 10 ms (S2, Standard) oder 20 ms (S3) – werden durch Stützkondensatoren im Wandler überbrückt, sodass das Steuergerät nie zurückgesetzt wird, genau wie die Bahn-DC/DC-Praxis es mit zusätzlichen Stützkondensatoren vorsieht. Das lange Ereignis – ein echter Ausfall der Hauptversorgung über die volle Autonomie – übernimmt das NiMH-Paket, das ohne sichtbaren Dunkelsprung zugeschaltet wird, üblicherweise wenn die Versorgung länger als etwa eine halbe Sekunde unter etwa das 0,6-Fache der Nennspannung fällt, passend zur Umschaltschwelle der UIC 555. Werden Stützung und Batterieumschaltung getrennt ausgelegt, vermeidet das zwei häufige Fehler: das Zurücksetzen der Elektronik bei jedem kurzen Einbruch und das Takten der Batterie bei Millisekunden-Störungen, die der Kondensator auffangen müsste.
Bild 2. Illustrative Strang-Klemmenspannung über die 90-minütige Notentladung am kalten Lebensdauerende, mit Abschaltung und der ausgelegten Kapazitätsmarge. Die Kurve ist qualitativ und nicht maßstäblich; das reale Profil folgt den veröffentlichten Entladekurven der gewählten Zelle beim Notstrom und der Abschaltspannung des Lastwandlers.
Konstrukteure fragen mitunter, warum ein verteiltes Notmodul versiegeltes NiMH verwendet, wenn die Fahrzeugbatterie eine andere Chemie ist. Die vier Systeme besetzen unterschiedliche Nischen. Die traditionelle Fahrzeugbatterie ist eine gewartete Nickel-Cadmium-Batterie nach IEC 62973-2, geschätzt für sehr hohe mechanische und thermische Robustheit und eine lange Bewährung im Bahnbereich, doch sie enthält Cadmium und benötigt Wartung und Belüftung. Verschlossene Bleiakkumulatoren (VRLA, IEC 62973-3:2024) sind kostengünstig, aber schwerer, in der Kälte schwächer, sulfatieren nach langen Teil-Ladezuständen und eignen sich eher für größere Blöcke als kleine versiegelte Module. Lithium-Systeme bieten hohe Energiedichte, bringen aber zellseitige Überwachung, die UN-38.3-Prüfsummen und die Versandvorschriften UN 3480/3481 mit. Versiegeltes NiMH liegt in der Mitte: cadmiumfrei, tolerant gegenüber langer Erhaltungsladung und gelegentlicher Tiefentladung, mit brauchbarer Kältekapazität, einfach unter UN 3496 mit IATA A199 zu versenden und gut passend für die kleinen verteilten Pakete in Leuchten und Steuergeräten. Es wird nicht wegen der Energiedichte gewählt, sondern wegen der Verfügbarkeit, des Kälteverhaltens, der Float-Lebensdauer und des einfachsten konformen Logistikwegs.
| Merkmal | Versiegeltes NiMH (verteiltes Modul) | Gewarteter NiCd (Fahrzeugbatterie) | VRLA-Blei | Lithium |
|---|---|---|---|---|
| Zell-Nennspannung | 1.2 V | 1.2 V | 2.0 V | 3.2 bis 3.7 V je Typ |
| Cadmium / Schwermetall | Cadmiumfrei | Enthält Cadmium | Blei | Kein Cadmium |
| Kälte- und Float-Bereitschaft | Gut in Kälte; verträgt lange Erhaltungsladung | Sehr robust; wartungsbedürftig | Kälte schwächer; sulfatiert bei Teil-Ladezustand | Gut, aber überwachungsbedürftig |
| Transportklassifizierung | UN 3496 / IATA A199 | NiCd-Batterievorschriften | Blei-Batterievorschriften | UN 38.3; UN 3480/3481 |
| Typische Rolle in dieser Reihe | Verteilte lokale Notmodule | Fahrzeugbatterie 110 V | Größere Fahrzeug- oder Hilfsblöcke | Hochdichte Pakete mit BMS |
Die elektrische Auslegung ist notwendig, aber nicht hinreichend. Paket und Gehäuse werden für den Einbauort nach EN 61373 ausgelegt – Wagenkasten (Kategorie 1), Drehgestell (Kategorie 2) oder Radsatzwelle (Kategorie 3) – wobei die geschweißten Fahnen, Steckverbinder und inneren Bauteile die zugehörigen Zufallsschwingungs- und Schockspektren überstehen. Die EMV wird nach EN 50121-3-2 ausgelegt, was bedeutet, dass Ladegerät und Schutzelektronik schnelle transiente Störgrößen von ±2 kV (5/50 ns, 5 kHz), Stoßspannungen von ±2 kV Leitung-gegen-Erde und ±1 kV Leitung-gegen-Leitung (1,2/50 µs) sowie leitungsgeführte HF-Gleichtakt-Störfestigkeit bis 80 MHz überstehen. Das Brandverhalten folgt EN 45545-2 für Kunststoffe, Etiketten, Isolierung und Gehäuse um das Paket und EN 45545-6 für die Brandsteuerungsmaßnahmen; die Schutzart folgt EN 60529 für die Umgebung von Leuchte oder Schrank. Die Wartungsfreundlichkeit – der manuelle Testschalter, die Statusanzeige und ein austauschbares Modul ohne Demontage der Leuchte – erlaubt es dem Betreiber, die Bereitschaft über die Lebensdauer nachzuweisen; die Lebensdauerklassen L1 bis L4 der EN 50155 (5 bis 20 Jahre, mit L4 als Standard) stecken die erwartete Dienstzeit ab.
Listen Sie jede Notlast und ihre reduzierte Notleistung auf, machen Sie daraus jeweils einen Lastblock (Leistung multipliziert mit der Zeit, Impulse gesondert gezählt), summieren Sie die Energie über die geforderte Autonomie, teilen Sie durch die Modul-Nennspannung, um den gelieferten Amperestundenbedarf zu erhalten, und teilen Sie dann durch die multiplizierten Kälte-, Lebensdauerende- und Entladetiefen-Faktoren. Das illustrative 7,2-V-Modul in diesem Artikel benötigt 1.86 Ah geliefert und etwa 2.86 Ah Typenschild, gerundet auf 3.0 Ah; die Faktoren müssen durch die echten Kälte- und Alterungsdaten der gewählten Zelle ersetzt werden.
Die UIC 555 verlangt mindestens 50 % der normalen Beleuchtungsstärke im Gang und 30 % in den Sitzbereichen für mindestens 90 Minuten, mit automatischer Umschaltung bei etwa dem 0,6-Fachen der Nennspannung für mehr als eine halbe Sekunde. Die EN 13272-1:2019 fügt für Hochgeschwindigkeits- und Fernzüge mindestens 10 Minuten allgemeine Beleuchtung vor dem Notbetrieb hinzu; die EN 13272-2:2019 setzt für Stadtbahnen einen Mittelwert von mindestens 5 lx entlang der Fluchtweg-Mittellinie und 40 lx an der Einstiegsstufe.
Sechs in Reihe geschaltete Zellen ergeben 7.2 V Nennspannung. Eine Zelle hat 1.2 V Nennspannung, etwa 1.45 bis 1.50 V vollgeladen und sollte nicht unter etwa 0.9 bis 1.0 V entladen werden; der Lastwandler eines 6-Zellen-Strangs muss von etwa 8.7 bis 9.0 V (voll) bis hinunter zu 5.4 bis 6.0 V (Abschaltung) arbeiten, und die Schutzschaltung trennt bei etwa 0.85 bis 0.9 V pro Zelle, um eine Zellenumkehr zu verhindern.
Die Hauptladung wird über -ΔV, Temperatur oder ΔT/Δt beendet, gefolgt von einem kleinen Erhaltungsladestrom von etwa 0.05 bis 0.1 C oder einer getakteten Erhaltungsladung. Das Ladegerät wird über einen EN-50155-qualifizierten DC/DC von der Wagenschiene gespeist, der das Ladefenster über den gesamten Schienenbereich hält; Stützkondensatoren überbrücken die Unterbrechungen von 10 ms (S2) oder 20 ms (S3) und den Umschalt-Einbruch, während das NiMH-Paket echte lange Ausfälle übernimmt.
Versiegeltes NiMH ist cadmiumfrei, behält brauchbare Kältekapazität, verträgt lange Erhaltungsladung und gelegentliche Tiefentladung und wird unter UN 3496 mit IATA A199 versandt, womit die Lithium-Vorschriften UN 38.3 und UN 3480/3481 entfallen. Blei ist schwerer und sulfatiert bei Teil-Ladezuständen, während gewarteter NiCd die Fahrzeugbatterie nach IEC 62973-2 ist und Cadmium enthält; NiMH wird für die kleinen verteilten lokalen Module gewählt, nicht als Ersatz der Fahrzeugbatterie.
Die Zellen sind nach IEC 61951-2:2017+A1:2022 (Leistung), IEC 62133-1:2017 (Sicherheit nickelhaltiger Zellen), IEC 63115-2:2021 (industrielles NiMH) und IEC 61959 dokumentiert; das Modul erfüllt EN 50155 für den elektrischen Rahmen und die Temperaturklasse, EN 61373 für Schwingung und Schock, EN 50121-3-2 für die EMV und EN 45545-2/-6 für den Brandschutz, mit Transport unter UN 3496 / IATA A199. Paper C verfolgt diese durch die Typprüfungen und die Zertifizierung.
Auslegungsaufgabe und Autonomie: UIC 555 (Elektrische Beleuchtung von Reisezugwagen, mit Änderung 7:2013), einschließlich der Notbeleuchtungsstärke von 50 % im Gang und 30 % in den Sitzbereichen, des 90-Minuten-Mindests und der Umschaltschwelle; EN 13272-1:2019 (schwere Schienenfahrzeuge, einschließlich der 10-Minuten-Anforderung an die allgemeine Beleuchtung für Hochgeschwindigkeits- und Fernzüge nach Ausfall der Hauptversorgung) und EN 13272-2:2019 (Stadtbahnen, einschließlich des Mindestwerts von 5 lx in Fußbodenhöhe entlang der Fluchtweg-Mittellinie und 40 lx an der Einstiegsstufe); Verordnung (EU) Nr. 1302/2014 (TSI LOC & PAS); sowie die chinesischen TB/T 3414 (Notbeleuchtung von Triebzügen) und TB/T 3582-2023 (Notlüftung von Triebzügen). Elektrischer Rahmen: EN 50155:2017 (konsolidiert durch die Ausgabe 2021) für die Nenngleichspannungen, Dauer- und Transientenbereiche, Versorgungsumschaltung und Unterbrechungsklassen S1/S2/S3 sowie die Temperaturklassen OT1 bis OT6 und Lebensdauerklassen L1 bis L4; EN 50163; sowie die Bahn-DC/DC-Wandlerpraxis mit Stützkondensatoren für die Überbrückung von S2 10 ms und S3 20 ms.
Referenzen zu Zelle, Schutz und Transport: IEC 61951-2:2017+A1:2022 für die Leistung versiegelter NiMH-Zellen, IEC 62133-1:2017 für die Sicherheit versiegelter nickelhaltiger Zellen (Teil -1), IEC 63115-2:2021 für industrielles NiMH und IEC 61959 für den mechanischen Betrieb; die IEC-62973-Reihe für Bordnetz-Hilfsbatterien von Schienenfahrzeugen (IEC 62973-2 Nickel-Cadmium, IEC 62973-3:2024 Blei) und GB/T 21413.1 für allgemeine Bedingungen von Schienenfahrzeuggeräten; EN 61373 für Schock und Schwingung, EN 50121-3-2 für die Geräte-EMV und EN 45545-2/-6 für das Brandverhalten, mit EN 60529 für die Schutzart; UN 3496 und IATA-Sondervorschrift A199 für den Transport. Die Zellspannungs-, Erhaltungsstrom- und Abschaltwerte spiegeln die übliche versiegelte-NiMH-Praxis und repräsentative Zell-Datenblätter wider; die Kälte-, Lebensdauerende- und Entladetiefen-Faktoren pro Zelle sowie alle Lastblock-Leistungen, Kapazitäten und Zeiten in diesem Artikel sind illustrative Ingenieurbeispiele; verbindlich sind die Werte in der Vertragsspezifikation des Fahrzeugs und den zitierten Normenausgaben.
Weijiang Power liefert versiegelte NiMH-Pakete für OEM-Wagen-Notmodule – Not-LED-Leuchten, Türsteuergeräte, Beschallungs- und Sprechstelleneinheiten sowie Notsteuerelektronik – ausgelegt auf die 90-Minuten-Autonomie mit eingebauten Kälte-, Lebensdauerende- und Entladetiefen-Margen, mit geschweißten Fahnen und ausfallsicherer Schutzkonstruktion für das Schwingungsprofil der EN 61373, Unterstützung von EN 50121-3-2 und EN 45545-2 sowie zellseitiger Dokumentation nach IEC 61951-2 / IEC 62133-1 / IEC 63115-2. Die Pakete sind cadmiumfrei und reisen unter UN 3496 auf dem IATA-A199-Weg. Senden Sie uns Ihre Nennspannung der Schiene, Ihre Notlasttabelle, die geforderte Autonomie, die Temperaturklasse am kalten Ende und Ihre Ladeanordnung, dann erarbeiten wir die Auslegung von Zellenanzahl, Kapazität und Ladung und unterstützen die Kälteautonomie- und Float-Lebensdauer-Nachweise vor der Typprüfung. Siehe das Weijiang NiMH-Produktsortiment für Standard-Packformate oder wenden Sie sich mit Ihrer Fahrzeugspezifikation und der Notlastliste an unser OEM-Team.
