【长见识】锂离子电池应用于高铁！与镍镉电池区别在哪?
6月30日，中车国产化标准车下线仪式在北京铁道科学研究院东郊分院循环试验基地隆重举行，两家公司各展出一列列车。高铁是高端的代名词，那么锂离子电池在高铁上应用的意义何在？锂离子电池在高铁上的作用是什么？
该项目于2012年底启动研发，两年多时间过去，已完成地面各类试验，同时锂电池也在其他轨道交通研究项目中得到应用，验证可行性。
该项目代表了中国高铁的最高水平。由中国铁路总公司牵头，长客、青岛四方厂各自代表南车、南车的高标准，共同制定标准。南车、南车的电池箱可以快速互换，锂电池、镍镉电池的安装箱、外部接口都是一样的。
金牌列车上安装的电池组，每组容量为200Ah，标称电压为110V，列车共安装4组电池组。列车初期联调已在长春完成，总体试运行及相关实验将在环铁试验基地开展，预计2016年底完成列车实验。
首先我们简单列几个数据，标准模型是中国和华南地区通用的模型，所以参数都是一样的：
1.列车运行速度：350公里/小时
2. 编组：8辆赛车，4辆主力赛车，4辆后备赛车
3. 容纳人数：556人
4、长宽高：209m*3.36m*4.05m
5.轴重：17t
高铁绝对是高端的代名词，无论罗列多少数学公式和数据，其实都不足以让人直观理解。因此，我想简单说一点：每列高铁列车的设计使用寿命是30年以上。从制造到下线，试运行里程30万公里（前10万公里空车试运行，中间10万公里满载试运行，最后10万公里载人试运行）才可以交付给业主。30万公里意味着什么？就是一辆车磨完了，高铁才可以交付给客户。
可以想象，高铁对配件的要求绝对是病态的苛刻，轨道交通行业一年的产量绝对不会有几亿辆，但要求却很严格，实行的质量体系和汽车不一样，汽车实行的是RAMS+IRIS。
高铁发展迅速。毫不夸张地说，中国的铁路网，乃至目前运营和规划建设中的高铁网，是世界领先的、重视的、领先的，别人没有。
火车因为速度快，所以要求高，曾经有新闻报道过，一节车厢在时速160km/h时发生事故，车内人员死亡率达100%。而这个速度还只是轨道交通普通特快列车的速度，高铁的设计时速是380km/h，这也是为什么我们经常会看到380A/AL；380B/BL；380C；380D等高铁车型。由于我国地域辽阔，南北气候差异会如同冰火两重天，试想一下，一列从广州开往哈尔滨的轨道列车，南方需要降温散热，北方需要各种保暖方式。
全国各地地形不同，超车、过隧道时高速下的气压变化足以震碎所有车窗，有兴趣的读者可以自行搜索。高铁发展初期，两辆车相遇交叉时，车窗全部碎裂，相当于车内发生爆炸。
这个问题很快被我们的工程师解决了，为了保障车厢内人员的人身安全，转向架上的车厢采用了世界上最先进的空气悬架技术，全铝合金车体在保证强度的同时减轻了重量，保证了车体的密封性，给乘客最舒适的感觉。
但另一方面，列车外部呢？高铁上的所有设备一般都悬挂在列车下方的转向架上，设备直接受到各种恶劣环境和高速的影响，因此对设备的稳定性、安全性、一致性要求更高。
一般车厢出故障，可以打开故障灯，靠边等待救援，人离开车厢就可以避免二次事故，但火车出故障，根据停留时间长短，事故等级会有所不同，要知道轨道是不能被事故车占用的，哪怕是几分钟，尤其是高速轨道。
说了这么多，无非就是在说明一件事，轨道车辆的可靠性和安全性对每一个产品部件的质量要求非常高，仅次于天上飞的飞机，地面上运行的任何东西都无法比拟。
巧的是，下线期间我也在铁道科学院做实验，有幸参加了两列标准列车的下线仪式。作为参与者，我只是谈了一下个人的感受和体会。下面就锂电池在高铁上的应用做些简单的探讨。
镍镉电池和锂电池有什么区别？
正如传统火车使用的镍镉电池。
优势：
1.安全性高，耐过充、过放。
2、优异的高低温性能，工作温度范围为-20℃~60℃，并可在此范围内放电。
3.价格实惠，循环次数约500次。
缺点：
1.能量密度低。
2、镍镉是一种污染环境的重金属。
3. 镍镉电池的记忆效应（ ）是指在低容量下反复放电后，如果需要更大规模的放电，电池将无法工作。
4、电池需要定期维护，如添加电解液等。
5、自放电率较高，镍镉电池为15～30%（月）。
标准电动火车使用锂电池。
优势：
1、安全性高，不能过充过放，需要BMS电池管理系统。
2、优异的高低温性能，可在-20℃~60℃温度范围内使用，甚至可以在-40度低倍率放电。
3、能量密度高，目前技术约为镍镉电池的3倍。充放电次数为3000至10000次。
4、对环境污染影响小。
5.无需定期维护。
6、自放电率小。锂电池的自放电率为2-5%(月)。
缺点：
目前采购成本较镍镉电池较高，随着行业发展、产能扩大，价格仍有继续下降的空间。
高铁使用锂电池的意义是什么?锂电池在高铁上起什么作用?
从以上对比中不难看出，锂电池在高铁标行中的应用有着积极的意义。
每辆汽车，哪怕是燃油汽车，都有电池，其作用不言而喻，虽然轨道列车一般都由电网供电，不烧油，但还是需要备用电源，用来给车辆系统各部件提供低压电源，比如当电网突然断电时，列车启动时车内照明、空调的开启和关闭。
此次下线的两辆北车长春轨道客车-土豪金号均采用锂电池，这也可以与南车四方列车使用的镍铬电池进行运行参数对比，目前相关试验还在铁道科学院紧锣密鼓地进行中。