GB/T 44386-2024 轨道交通 机车车辆 车载牵引锂离子电池

ICS29.280

CCSS35

中华人民共和国国家标准

GB/T44386—2024

轨道交通机车车辆

车载牵引锂离子电池

Railwayapplications—Rollingstock—Onboardlithium⁃iontractionbatteries

（IEC62928：2017，MOD）

2024⁃12⁃31发布2025⁃07⁃01实施

国家市场监督管理总局

国家标准化管理委员会发布

GB/T44386—2024

目次

前言··························································································································Ⅲ

1范围·······················································································································1

2规范性引用文件········································································································1

3术语和定义··············································································································2

4缩略语····················································································································7

5电池系统结构···········································································································7

6参数测量误差·········································································································10

7使用条件···············································································································10

8型号和标记············································································································11

9安全要求···············································································································13

10尺寸····················································································································14

11电气要求··············································································································14

12机械要求··············································································································15

13性能要求··············································································································16

14储存和运输条件·····································································································17

15试验····················································································································17

附录A（资料性）本文件与IEC62928：2017技术差异及其原因一览表···································29

附录B（资料性）电池系统各配置示例············································································31

附录C（规范性）随产品附带文件··················································································36

附录D（资料性）其他大功率循环测试的参数范围示例·······················································37

参考文献····················································································································38

Ⅰ

GB/T44386—2024

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规

定起草。

本文件修改采用IEC62928：2017《轨道交通机车车辆车载牵引锂离子电池》。

本文件与IEC62928：2017相比做了下述结构调整：

——第4章对应IEC62928：2017中的3.2；

——第5章对应IEC62928：2017中的第4章，后续章条依序调整；

——附录B对应IEC62928：2017中的附录A；

——附录D对应IEC62928：2017中的附录B。

本文件与IEC62928：2017相比，存在较多技术差异，在所涉及的条款的外侧页边空白位置用垂直

单线（|）进行了标示。这些技术性差异及其原因一览表见附录A。

本文件做了下列编辑性改动：

——增加了“单体电池和电池系统名称”“系统配置”中的注（见8.2、13.1.2）；

——删除了IEC62928：2017中6.2、13.3中的“注”（见7.2、14.3）；

——增加了附录A（资料性）“技术差异及其原因一览表”。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由国家铁路局提出。

本文件由全国轨道交通电气设备与系统标准化技术委员会（SAC/TC278）归口。

本文件起草单位：北京交通大学、株洲中车时代电气股份有限公司、中车长春轨道客车股份有限公

司、中车青岛四方机车车辆股份有限公司、中车株洲电力机车有限公司。

本文件主要起草人：王占国、黄彧、张言茹、黄越、林文彪、韩伟、韩庆军、王秀玲。

Ⅲ

GB/T44386—2024

轨道交通机车车辆

车载牵引锂离子电池

1范围

本文件规定了轨道交通机车车辆车载牵引锂离子电池的设计、运行参数、安全要求、数据交换、出

厂检验和型式检验以及型号和标记，描述了相应的试验方法。

本文件适用于轨道交通机车车辆的车载牵引锂离子电池。

本文件中的电池系统指作为轨道交通机车车辆牵引动力的能量存储系统，如IEC62864⁃1：2016

所定义的混合动力车辆，不包含应用在辅助电源中的锂离子电池。

电池系统中的子组件，如电池管理系统和电池热管理系统，也包含在本文件中。

功率变流设备（如斩波器、变流器等）、电感器、电容器和开关柜不属于本文件的范围。

车载能量存储系统的一般要求见IEC62864⁃1：2016。

本文件具体规定了锂离子电池技术，但并不妨碍使用锂离子电池技术以外的其他技术作为牵引电

池应用。

混合储能系统使用两种或两种以上的储能技术，如牵引电池和双电层电容器，不在本文件范围内。

但是，若在同一列车上使用不同的储能系统技术并进行独立管理，则每个独立的储能系统都满足各自

的标准。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文

件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于

本文件。

GB/T2900.36电工术语电力牵引（GB/T2900.36—2021，IEC60050⁃811：2017，IDT）

GB/T2900.41—2008电工术语原电池和蓄电池（IEC60050⁃482：2004，IDT）

GB/T4208外壳防护等级（IP代码）（GB/T4208—2017，IEC60529：2013，IDT）

GB/T21413.1轨道交通机车车辆电气设备第1部分：一般使用条件和通用规则

（GB/T21413.1—2018，IEC60077⁃1：2017，MOD）

GB/T21413.55

轨道交通机车车辆电气设备第部分：电工器件高压熔断器规则

（GB/T21413.5—2023，IEC60077⁃5：2019，MOD）

GB/T21414轨道交通机车车辆电气隐患防护的规定（GB/T21414—2021，IEC61991：

2019，MOD）

GB/T21562轨道交通可靠性、可用性、可维修性和安全性规范及示例（GB/T21562—2008，

IEC62278：2002，IDT）

GB/T21563—2018轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验（IEC61373：2010，MOD）

GB21966锂原电池和蓄电池在运输中的安全要求（GB21966—2008，IEC62281：2004，IDT）

GB/T24338.4轨道交通电磁兼容第3⁃2部分：机车车辆设备（GB/T24338.4—2018，

IEC62236⁃3⁃2：2008，MOD）

GB/T25119轨道交通机车车辆电子装置（GB/T25119—2021，IEC60571：2018，MOD）

1

GB/T44386—2024

GB/T28808轨道交通通信、信号和处理系统控制和防护系统软件（GB/T28808—2021，

IEC62279：2015，MOD）

GB/T31486—2015电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法

GB/T31523.1—2015安全信息识别系统第1部分：标志（ISO7010：2011，MOD）

注：GB/T31523.1—2015被引用的内容与ISO7010：2011被引用的内容没有技术上的差异。

GB/T32347.1—2015轨道交通设备环境条件第1部分：机车车辆设备（IEC62498⁃1：2010，

MOD）

注：GB/T32347.1—2015被引用的内容与IEC62498⁃1：2010被引用的内容没有技术上的差异。

GB/T32350.1轨道交通绝缘配合第1部分：基本要求电工电子设备的电气间隙和爬电距

离（GB/T32350.1—2015，IEC62497⁃1：2010，MOD）

GB38031电动汽车用动力蓄电池安全要求

GB/T38661—2020电动汽车用电池管理系统技术条件

ISO/IECGUIDE51安全方面标准中包含的指南（Safetyaspects—Guidelinesfortheirinclu⁃

sioninstandards）

IEC62619：2022含碱性或其他非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组工业用锂蓄电池和蓄电池

组的安全要求（Secondarycellsandbatteriescontainingalkalineorothernon⁃acidelectrolytes—Safetyre⁃

quirementsforsecondarylithiumcellsandbatteries，foruseinindustrialapplications）

IEC62620：2014含碱性或其他非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组工业用锂蓄电池和蓄电池

组（Secondarycellsandbatteriescontainingalkalineorothernon⁃acidelectrolytes—Secondarylithium

cellsandbatteriesforuseinindustrialapplications）

IEC62864⁃1：2016轨道交通机车车辆车载储能系统供电第1部分：串联混合动力系统

（Railwayapplications—Rollingstock—Powersupplywithonboardenergystoragesystem—Part1：Series

hybridsystem）

3术语和定义

GB/T2900.41—2008、GB/T2900.36和ISO/IECGUIDE51界定的以及下列术语和定义适用于

本文件。

3.1

荷电保持能力chargeretention

容量保持能力capacityretention

电池系统在规定条件的开路状态下保持容量的能力。

[GB/T2900.41—2008482⁃03⁃35]

来源：，，有修改

3.2

自放电selfdischarge

单体电池或电池系统的能量未通过放电进入外电路而是以其他方式损失的现象。

[来源：GB/T2900.41—2008，482⁃03⁃27，有修改]

3.3

终止电压finalvoltage

放电终止电压end⁃of⁃dischargevoltage

单体电池或电池系统放电终止时的闭合电路电压。

[来源：IEC62620：2014，3.3，有修改]

2

GB/T44386—2024

3.4

标称电压nominalvoltage

用以标识或识别单体电池或电池系统电压的适当的电压近似值。

注1：单体电池和/或电池系统制造商提供标称电压。

注2：由n个单体串联而成的电池系统的标称电压等于单体标称电压的n倍。

[来源：IEC62620：2014，3.4，有修改]

3.5

额定容量ratedcapacity

在规定的条件下确定的并由制造商声明的单体电池或电池系统的容量值。

AhIEC6262020146.3.1

注：额定容量是制造商声明的电量C（n，安时），在：中规定的条件下充电、静置和放电时，对

应单体电池或电池在n小时的电量传输。对于E、M和H类型的电池，其放电倍率n取5。

[来源：GB/T2900.41—2008，482⁃03⁃15，有修改]

3.6

荷电状态stateofcharge

通常表示为满容量百分比的剩余放电容量。

注：其公式定义见IEC62864⁃1：2016中附录A。

[来源：IEC62864⁃1：2016，3.1.13，有修改]

3.7

单体电池cell

电池单体

锂蓄电池secondarylithiumcell

电能来源于锂离子的嵌入/脱出反应或锂在负极和正极之间的氧化/还原反应的蓄电池。

注：电池的电解液通常由锂盐和液态、凝胶或固态的有机溶剂化合物组成，并有金属或层压膜外壳。由于单体电池

没有安装最终的外壳、端子布置和电子控制装置，无法在应用中直接使用。

[来源：IEC62620：2014，3.6]

3.8

电池模块cellblock

由单体电池并联组成，不包含保护装置（如熔断器或正温度系数装置）和监测电路。

注：由于电池模块不具有安装外壳、接线端子和电子控制装置，无法在应用中直接使用。

[来源：IEC62620：2014，3.7]

3.9

电池包/电池模组batterypack/module

由一个或多个单体电池构成具有电气连接的储能装置。

注1：本文件中的电池包与电池模组相同。

注2：包括保护性外壳，具有接线端子或其他连接设置。

注3：至少包括监测电路，为电池系统提供单体电压、温度等信息。

注4：可能包含一个保护装置和控制电路。

[来源：IEC62620：2014，3.9，有修改]

3.10

电池支路batterybranch

以串联和/或并联方式连接在一起的一组电池包/电池模组。

注1：电气隔离是通过断开设备来实现的，如接触器、开关装置、断路器等。

注2：一个电池分支包含在一个外壳或多个外壳中。

注3：电池支路电压等于电池系统的电压，是最小的电气隔离子系统。

3

GB/T44386—2024

3.11

电池系统batterysystem

包含一个或多个单体电池、电池包/电池模组的系统。

注：包括电池管理系统和热管理系统，以及接触器、断开器、熔断器等断开和/或隔离装置。见图1、图2和图B.1~

图B.4。

[来源：IEC62620：2014，3.10，有修改]

3.12

混合动力车辆hybridvehicle

具有车载能量存储系统，通过能量存储系统和发电机或能量存储系统和架空线路获得电能驱动运

行的车辆。

[来源：IEC62864⁃1：2016，3.1.4]

3.13

安全safety

免于不可容忍的风险。

[来源：ISO/IECGUIDE51：2014，3.14]

3.14

危险hazard

伤害的潜在根源。

[来源：GB/T2900.101—2017，903⁃01⁃02，有修改]

3.15

泄漏leakage

液体电解质可见的溢出。

[来源：IEC62619：2022，3.13]

3.16

泄气venting

为了预防电池破裂或爆炸，通过预先设计的方法将单体电池、电池包/电池模组或电池系统内部过

多的压力释放出来的过程。

[来源：IEC62619：2022，3.14]

3.17

破裂rupture

由内部或外部原因引起单体电池外壳或电池箱的机械故障，导致电池内部材料暴露和溢出，但不

会出现电池内部材料的喷射现象。

[来源：IEC62619：2022，3.15]

3.18

爆炸explosion

当单体电池外壳或电池箱发生爆裂，固体成分被强行排出的故障。

注：释放液体、气体和/或烟雾不是爆炸。

[来源：IEC62619：2022，3.16，有修改]

3.19

起火fire

单体电池、电池包/电池模组或电池系统发生持续时间大于1s的火焰喷射。

注：火花和拉弧不是起火。

[来源：IEC62619：2022，3.17，有修改]

4

GB/T44386—2024

3.20

单体电池充电上限电压upperlimitchargingvoltageofcell

由电池制造商规定的单体电池安全工作范围内的最高充电电压。

[来源：IEC62619：2022，3.19，有修改]

3.21

电池系统最高电压maximumvoltageofthebatterysystem

电池系统电压的最大值。

注：电池系统中任意单体电池的最高电压不超过单体电池充电上限电压（3.20），且任何组件在所有运行条件下都

在其规定/允许的运行范围内运行。

3.22

单体电池放电下限电压lowerlimitdischargingvoltageofcell

由电池制造商规定的单体电池安全工作范围内的最低放电电压。

[来源：IEC62619：2022，3.20，有修改]

3.23

电池系统最低电压minimumvoltageofbatterysystem

电池系统电压的最小值。

注：电池系统中任意单体电池的最低电压高于单体电池放电下限电压（3.22），且任何组件在所有工作条件下均在

其规定/允许的工作范围内工作。

3.24

最大充电电流maximumchargingcurrent

由电池制造商规定的单体电池安全工作范围内的充电电流的最大值。

[来源：IEC62619：2022，3.21，有修改]

3.25

最大放电电流maximumdischargingcurrent

由电池制造商规定的单体电池安全工作范围内的放电电流的最大值。

[来源：IEC62619：2022，3.22，有修改]

3.26

能量存储系统energystoragesystem

由一个或多个能量存储单元以及需要连接到直流环节的其他设备组成的物理系统。

注：其他设备如变流器、监控系统、电感器、保护装置、冷却系统等。

[来源：IEC62864⁃1：2016，3.1.22]

3.27

能量存储单元energystorageunit

由一种储能技术构成的物理设备。

注1：在本文件中特指车载牵引锂离子电池系统。

注2：由上层系统完成多个能量存储单元之间牵引功率的均衡。

[来源：IEC62864⁃1：2016，3.1.20，有修改]

3.28

电池管理系统batterymanagementsystem

与电池包相关联，主要功能为监测和/或管理电池状态、断开和隔离电池包、进行数据计算、与外部

数据通信和/或进行环境控制，以影响电池的安全性、性能和/或使用寿命的系统。

注1：电池管理系统的功能可能由电池包或使用电池包的设备完成。

注2：功能包含热控制。

5

GB/T44386—2024

[来源：IEC62620：2014，3.12，有修改]

3.29

电池热管理系统batterythermalmanagementsystem

与电池包相关联，主要功能包括监测和/或管理电池包的热行为，以确保电池包的温度在集成商和

电池系统制造商商定确定的负荷曲线预期范围内的系统。

3.30

用户user

运营包括能量存储系统的牵引系统的组织。

注：用户通常指操作配备有牵引系统的车辆的组织，除非将责任委托给主承包商或顾问。

[来源：IEC61377：2016，3.4，有修改]

3.31

集成商integrator

对整个牵引系统（包括能量存储系统）负有技术责任的组织。

注：集成商是用户、车辆制造商或牵引系统的制造商，也可能不是。

3.32

制造商manufacturer

对其供货范围负有技术责任的组织。

注：制造商是列车制造商或牵引系统的系统集成商，电池制造商等。如需要明确区分，则描述为“牵引系统制造商”

“电池系统制造商”或“电池制造商”。

3.33

运行模式operationalpattern

由用户和/或制造商定义，以满足辅助设备的操作需求。

注1：如占空比、辅助负载、能量的安全裕度和降级模式等。

注2：对于本文件，运行模式需要从整车级别进行考虑。

[来源：IEC62864⁃1：2016，3.1.19，有修改]

3.34

负荷曲线loadprofile

在给定的时间间隔内，输出功率随时间的变化，以表示负荷的变动。

注：对于本文件，负荷曲线在电池系统的端口上定义。

[来源：GB/T2900.87—2011，617⁃04⁃05，有修改]

3.35

生命周期终止/寿命终止endoflife

电池系统无法满足用户/集成商和制造商最初商定的功能或操作模式。

注：内部电阻或容量能用作寿命终止的参数。

[来源：IEC62864⁃1：2016，3.1.15，有修改]

3.36

生命周期开始beginningoflife

在制造商交付时电池系统具有的额定容量或完全可用的能量，可作为最低性能。

[来源：IEC62864⁃1：2016，3.1.16，有修改]

3.37

电池系统停机时间downtimeofbatterysystem

电池系统未处于牵引运行状态的时间间隔。

注：停机时间包括停滞时间、维修时间、车辆段储存时间、运输时间等。

6

GB/T44386—2024

4缩略语

下列缩略语适用于本文件。

BMS：电池管理系统（BatteryManagementSystem）

BOL：生命周期开始（BeginningofLife）

BTMS：电池热管理系统（BatteryThermalManagementSystem）

EOL：生命周期终止/寿命终止（EndofLife)

ESS：能量存储系统（EnergyStorageSystem）

ESU：能量存储单元（EnergyStorageUnit）

PPS：主电源（PrimaryPowerSource）

SOC：荷电状态（StateofCharge）

SOE：能量状态（StateofEnergy）

SOH：健康状态（StateofHealth）

5电池系统结构

5.1电池系统

电池系统由单体电池、电池模块、电池包和子组件（如BMS、BTMS）等组成。电池系统能采用多

种配置方式。子组件能被配置在电池箱外，如配置在牵引变流器中。

电池箱是用户可直接接触的组件。电池系统能被分离配置在多个电池箱内（多个机械外壳）。在

某些电池箱中也可不配置电池（如分布式的BMS）。

参照IEC62864⁃1：2016的图4，将ESU作为列车串联混合系统中ESS的组成部分。

电池系统的功能配置见图1，其中BMS是必备的，BTMS是可选的。

根据IEC62864⁃1：2016的规定，系统级别定义如下。

a）1级：车辆/系统接口。

b）2级：系统和接口。

c）3级：组件。

d）4级：子组件。

7

GB/T44386—2024

标引符号说明：

：电池系统范围：功能块：可选功能

图1电池系统功能模块

电池系统配置的示例见附录B。

5.2电池包/电池模组

单体电池、电池模块和电池包/电池模组的功能配置见图2。

电池包应配置监测电路，监测电路能对单体电池的状态进行监控，如电压、温度等信息，并能通过

BMS进行信息采集。

某些控制电路和保护装置的配置是可选的。

8

GB/T44386—2024

a）串联单体电池b）外置监测电路的串联电池模块

c）内置监测电路的串联电池模块

标引符号说明：

：电池系统范围：功能块：可选功能

图2单体电池、电池模块和电池包/电池模组定义

5.3BMS

BMS是保证电池系统安全运行和性能优化的子组件。

BMS应具备以下功能：

——监测每个单体电池或每个电池模块的电压；

——监测每个电池模块或每个电池分支的电流；

——监测代表性单体电池的温度；

——如检测到异常的运行参数，则断开或隔离电池包和电池分支；

——根据监测功能获得的数据计算电池SOC等；

9

GB/T44386—2024

——与电池系统外部进行数据通信（对于具有独立安全功能的系统，允许在附录C随产品附带文

件规定时间内短暂地中断通信）；

——管理单体电池或电池包/电池模组，以确保电压或SOC的均衡；

注：由上层系统完成多个ESU之间的功率平衡。

——电池系统内部环境控制（可选功能），如空调（温度、湿度）等，其中可能包括BTMS。

在某些情况下，BMS的部分功能能集成到牵引变流器、车辆控制单元、电池被动均衡模块等其他

系统中。

5.4BTMS

BTMS为可选子组件，用于维持电池包/电池模组的温度，以便在指定的运行模式下获得定义的性

能和使用寿命。

BTMS可包含以下功能：

——监控电池、冷却介质、环境等的温度；

——控制冷却设备和/或加热设备；

——与外部进行BTMS数据通信。

冷却设备，如冷却风扇等，可安装在电池箱内或电池箱外，也可安装在牵引冷却系统中。

6参数测量误差

误差来源包括测量仪器、测量方法以及试验过程中的所有误差源。

如无特殊规定，本文件中试验测量仪器设备的精度应满足IEC62620：2014中第4章的要求：

a）电压：±0.5%；

b）电流：±1%；

c）温度：±2K；