A Parte A desta série descreveu o perfil de carga dos sistemas de emergência de carruagens de passageiros e comboios de alta velocidade: iluminação reduzida de corredores e portas, comando e abertura de portas, som e intercomunicador, testemunhas e, nas composições modernas, ventilação de emergência e eletrónica de comando que devem permanecer após a queda da alimentação principal. A Parte B converteu esse perfil num projeto de pack: soma de energia por bloco de serviço, derivação a frio e no fim da vida, cadeia de seis células de 7,2 V, carga -delta V e manutenção ride-through para as classes de interrupção EN 50155 S2 e S3. Esta Parte C é o último passo antes da entrada em serviço do veículo: os ensaios de tipo e a certificação que provam que o projeto sobrevive realmente ao ambiente da caixa, conserva a autonomia de 90 minutos no extremo frio da gama e cumpre as regras de CEM, fogo e transporte. As severidades de ensaio, ciclos de serviço e critérios de aceitação que se seguem provêm das normas e de relatórios representativos de organismos notificados; os valores exatos num certificado real seguem sempre a edição e revisão impressas nesse certificado, e todos os cálculos do pack são ilustrativos.
Dado 1. A certificação de um pack de emergência de caixa é uma cadeia em camadas, não um único carimbo. As normas de iluminação UIC 555 (com a Emenda 7:2013) e EN 13272-1/-2:2019 definem a iluminância de emergência de 90 minutos e o comportamento de comutação; EN 50155:2017 define o ambiente do equipamento eletrónico (classe de temperatura, gama de alimentação, classe de interrupção, classe de vida); IEC 61373 define o espetro de choque e vibração segundo a posição de montagem; EN 50121-3-2 define a CEM dos aparelhos; EN 45545-2 e -6 definem o comportamento ao fogo; e as próprias células NiMH seladas são qualificadas segundo IEC 61951-2:2017+A1:2022, IEC 62133-1:2017 (a parte níquel, note-se -1) e IEC 63115-2:2021. Na União Europeia, o pilar de interoperabilidade é o Regulamento (UE) n. 1302/2014 (TSI LOC&PAS), que remete para estas normas no subsistema material circulante.
Dado 2. EN 50155:2017 classifica a temperatura de serviço em seis classes de OT1 a OT6, desde OT1 (-25 C a +55 C) para equipamento de compartimento até OT6 (-40 C a +85 C) para material quente sob o chassis ou perto da tração. Um módulo NiMH selado de emergência instalado numa parede da carruagem ou sob um assento é tipicamente ensaiado em OT1 ou OT2, mas a autonomia a frio é o ponto vinculativo: a célula deve ainda fornecer a energia de 90 minutos após uma imersão a frio a -25 C, não só acender. A norma define também as classes de vida L1 a L4 (5 a 20 anos, L4 por defeito para material circulante de passageiros) e as classes de interrupção de alimentação S1 (sem interrupção), S2 (10 ms) e S3 (20 ms) que o condensador de manutenção, não a bateria, deve superar.
Dado 3. IEC 61373 (edição 2.0, 2010; edição 3.0, 2026, já publicada) classifica o equipamento conforme o local de aparafusamento. Categoria 1 montada na caixa, com Classe A para armários e Classe B para objetos dentro de um armário; Categoria 2 montada no bogie; Categoria 3 montada no eixo. Um módulo NiMH distribuído numa luminária ou comando de porta é Categoria 1 Classe B e é ensaiado com os espetros de vibração aleatória e choque da caixa, não com o espetro do eixo, muito mais severo. O programa combina um ensaio de resistência à vibração aleatória de longa duração, uma vibração aleatória funcional durante a qual o equipamento deve continuar a funcionar e um ensaio de choque em cada eixo.
Dado 4. A CEM para aparelhos de material circulante é EN 50121-3-2. O carregador e a eletrónica de proteção no módulo de emergência devem suportar transientes rápidos ±2 kV (5/50 ns, 5 kHz) nas portas de alimentação e sinal, sobretensões ±2 kV linha-terra e ±1 kV linha-linha (1,2/50 microssegundo) e imunidade em modo comum de RF na gama conduzida; as emissões devem ficar abaixo dos limites de aparelho. O comportamento ao fogo segue EN 45545-2 para os plásticos, isolamentos, etiquetas e invólucro em volta do pack, com classes de perigo operacional HL1 a HL3 conforme o tipo e zona do veículo, e EN 45545-6 para as regras de combate a incêndio e medição de fumo.
Dado 5. A camada de segurança da célula e transporte é separada da camada do veículo. As células NiMH seladas são qualificadas segundo IEC 62133-1:2017 para segurança (a parte que contém níquel; IEC 62133-2 é de lítio e não aplica), desempenho segundo IEC 61951-2:2017+A1:2022, aplicações industriais segundo IEC 63115-2:2021 e funcionamento mecânico segundo IEC 61959. Os packs são expedidos como UN 3496 (baterias com eletrólito fortemente alcalino) e a Disposição Especial IATA A199 confirma que o NiMH não é restrito como carga de baterias de lítio; nunca precisam do resumo de ensaio UN 38.3 e nunca viajam sob UN 3480 ou UN 3481, que pertencem ao iões de lítio.
Convém ler a cadeia de fora para dentro. Ao operador do veículo importa primeiro que as luzes de emergência se acendam e permaneçam acesas: UIC 555 exige a comutação automática para a fonte de emergência quando a alimentação principal cai abaixo de cerca de 0,6 vezes a nominal durante mais de meio segundo, e depois pelo menos 50% da iluminância normal do corredor e 30% nas zonas de assentos durante 90 minutos; EN 13272-1:2019 acrescenta pelo menos 10 minutos de iluminação geral para unidades de alta velocidade e longa distância antes de o modo de emergência reduzir, e EN 13272-2:2019 fixa 5 lx médios na linha central da via de evacuação e 40 lx no estribo aberto para o ferro-urbano. Estes são os alvos funcionais que o pack deve demonstrar durante o ensaio de tipo.
A camada seguinte é o ambiente do equipamento. EN 50155:2017 consolida as condições que a eletrónica do material circulante deve suportar: a tensão contínua nominal (24 V, 72 V, 110 V e as restantes em EN 50163), as gamas de tensão contínua e flutuante, a classe de temperatura, os programas de variação de temperatura e calor húmido, as classes de interrupção de alimentação e a classe de vida. Um módulo NiMH local numa luminária de emergência não vê diretamente o bus de 110 V; é alimentado por um pequeno DC/DC qualificado EN 50155 que mantém a janela de carga em toda a gama do bus, e o módulo é ensaiado como subconjunto montado na caixa. A camada CEM é EN 50121-3-2, a mecânica IEC 61373, a de fogo EN 45545, e a de proteção IP EN 60529 para o grau da luminária ou armário.
A camada de célula é documentada separadamente e viaja com o pack como dossiê técnico do fornecedor. IEC 61951-2 fixa o programa de desempenho para células portáteis seladas de níquel-hidreto metálico, IEC 62133-1 fixa os ensaios de segurança (curto-circuito externo, descarga forçada, sobrecarga, carga anómala), IEC 63115-2 alarga o programa a células NiMH industriais utilizadas em equipamentos, e IEC 61959 fixa os ensaios mecânicos na própria célula. A bateria a nível de comboio no bus de 110 V, quando é um bloco ventilado de NiCd ou chumbo-ácido, é outra besta abrangida por IEC 62973-2 (NiCd) ou IEC 62973-3:2024 (chumbo); os módulos NiMH selados deste artigo são os módulos locais de emergência e não são certificados como bateria do comboio.
| Camada | Norma | O que prova para o pack NiMH |
|---|---|---|
| Funcional / iluminação | UIC 555 (Emenda 7:2013); EN 13272-1/-2:2019 | Iluminância emergência 90 min, manutenção 10 min alta velocidade, comutação a 0,6 Un |
| Ambiente equipamento | EN 50155:2017; EN 50163 | Classe temperatura OT1-OT6, gama alimentação, interrupção S1/S2/S3, vida L1-L4, autonomia a frio |
| Mecânica | IEC 61373:2010 (ed.2); ed.3:2026 | Vibração aleatória Categoria 1 Classe B montada na caixa, resistência de longa duração e choque em três eixos |
| CEM | EN 50121-3-2 | Transitório rápido, sobretensão, imunidade modo comum RF e emissões para carregador e proteção |
| Fogo | EN 45545-2; EN 45545-6 | Libertação de calor, fumo e toxicidade dos plásticos, isolamentos e invólucro em volta do pack |
| Desempenho / segurança célula | IEC 61951-2:2017+A1:2022; IEC 62133-1:2017; IEC 63115-2:2021; IEC 61959 | Capacidade, retenção de carga, vida em ciclagem; segurança curto-circuito, descarga forçada, sobrecarga; ensaios mecânicos de célula |
| Transporte | UN 3496; IATA A199 | Baterias com eletrólito fortemente alcalino; NiMH não restrito como carga de lítio; UN 38.3 não exigido |
EN 50155:2017 é a norma horizontal com que se abre qualquer armário eletrónico de material circulante. Para um módulo de emergência, as decisões vinculativas são a classe de temperatura, a gama de alimentação e a classe de interrupção. As seis classes de serviço vão de OT1 (-25 C a +55 C) e OT2 (-40 C a +55 C), as classes de compartimento e salão em que caem a maioria das luminárias de emergência, até OT3/OT4 e depois OT5/OT6 que atingem +85 C para montagem quente sob o chassis ou perto da tração. O ensaio a frio não é um ensaio de arranque a quente: o módulo é estabilizado termicamente no limite frio, e então deve cumprir a sua função de emergência -fornecer a autonomia de 90 minutos- a essa temperatura. O ensaio de calor seco mantém o equipamento no limite funcional quente, o de calor húmido executa um programa cíclico a 40 C / 95% de humidade, e o de variação de temperatura desloca a unidade entre câmara quente e fria para solicitar juntas e conectores.
O invólucro elétrico é definido em relação às tensões nominais de alimentação de EN 50163 (24 V, 72 V, 110 V e as restantes). O equipamento deve arrancar e manter a função nas gamas contínua e flutuante, e deve superar as interrupções de alimentação definidas: S1 não exige ride-through, S2 exige 10 ms e S3 20 ms sem que a carga de emergência caia. Na prática, o buraco de 10 a 20 ms é superado por um condensador de manutenção à entrada do DC/DC, não pelo pack NiMH; o pack está lá para a interrupção real e prolongada após a decadência da manutenção. A norma define também a classe de vida L1 a L4, que enquadra a duração de serviço esperada em anos e governa a margem de capacidade no fim da vida incorporada no pack na Parte B.
IEC 61373 classifica o equipamento conforme o local de aparafusamento, porque um objeto no eixo vê muito mais energia do que um objeto num armário montado na caixa. Categoria 1 montada na caixa: Classe A cobre armários, subconjuntos e componentes fixados diretamente sobre ou sob a caixa, e Classe B tudo o que está montado dentro de um armário que por sua vez está montado na caixa. Categoria 2 montada no bogie e Categoria 3 montada no eixo, com espetros de vibração aleatória e choque progressivamente mais severos. Um módulo NiMH selado dentro de uma luminária de emergência, comando de porta ou amplificador PA é Categoria 1 Classe B: circula sobre o espetro da caixa, mas deve ainda sobreviver à resistência à vibração aleatória de longa duração, à vibração aleatória funcional durante a qual o carregador e a proteção não devem reiniciar nem perder o estado de carga, e aos impulsos de choque em cada um dos três eixos. As linguetas soldadas, o confinamento das células, a retenção dos conectores e a fixação interna dos componentes são dimensionadas para esse espetro; um módulo pensado para uso portátil de consumidor não passará.
| Categoria IEC 61373 | Localização típica | Relevância para o módulo NiMH de emergência |
|---|---|---|
| Categoria 1 Classe A | Armários e equipamentos fixados à caixa | Armário com eletrónica de comando de emergência |
| Categoria 1 Classe B | Objetos dentro de um armário montado na caixa | Módulo NiMH distribuído em luminária / comando de porta / amplificador PA - o alvo de projeto |
| Categoria 2 | Montada no bogie | Não aplicável a módulos de emergência de caixa |
| Categoria 3 | Montada no eixo | Não aplicável; espetro mais severo reservado a material transportado pelo eixo |
EN 50121-3-2 é a norma CEM ao nível de aparelho para material circulante. O carregador e a eletrónica de proteção no módulo de emergência são ensaiados para emissões radiadas e conduzidas e para imunidade: descarga eletrostática em superfícies acessíveis, imunidade a campos eletromagnéticos de RF, transientes rápidos (rajada ±2 kV, 5/50 ns, 5 kHz) nas portas de alimentação e sinal, imunidade a sobretensões (±2 kV linha-terra, ±1 kV linha-linha, 1,2/50 microssegundo) e interrupções ou quebras. A própria célula NiMH é um componente eletroquímico passivo; o risco CEM reside no carregador comutado e no MOSFET de proteção, razão pela qual o layout mantém o circuito de carga longe da via de deteção de baixa tensão e prevê filtragem de entrada.
O comportamento ao fogo segue EN 45545-2 para os materiais -o invólucro em ABS ou policarbonato, o substrato do PCB, as mangas isolantes, as etiquetas e o potting- e EN 45545-6 para as regras de combate a incêndio e medição de fumo; os níveis de perigo HL1 a HL3 são ditos pelo tipo de veículo, zona e categoria de exploração, e um salão de passageiros exige mais do que um fosso de equipamentos sob o chassis. A proteção contra entrada segue EN 60529: uma luminária no interior do veículo pode ser IP40 ou IP44, enquanto um comando de porta ou um módulo perto de uma passagem entre carruagens pode ser IP54; o grau é declarado no produto e a estanquidade é feita em conformidade. O projeto de manutenção corrente -o interruptor de ensaio manual, o indicador de estado e um módulo encaixável que não exige a desmontagem da luminária- é o que permite ao operador demonstrar a disponibilidade ao longo da vida L4, e a documentação de gestão da bateria regista as verificações de capacidade e o limiar de fim de vida.
Os ensaios de veículo provam o módulo tal como instalado; os ensaios de célula provam que a química é segura e transportável. IEC 61951-2:2017+A1:2022 fixa o programa de desempenho para células portáteis NiMH seladas: capacidade à corrente normal, retenção de carga após armazenamento, vida em ciclagem e descarga a baixa temperatura. IEC 62133-1:2017 é a norma de segurança para células seladas que contêm níquel (a parte -1; IEC 62133-2 é de lítio e não deve ser citada numa declaração NiMH), e cobre curto-circuito externo, queda livre, abuso térmico, descarga forçada e sobrecarga. IEC 63115-2:2021 alarga o programa a células NiMH industriais utilizadas em equipamentos, que é a referência correta para um módulo de reserva ferroviária de longa vida, e IEC 61959 fixa os ensaios mecânicos na própria célula. A proteção ao nível de pack adicionada na Parte B -o desligamento de 0,9 V por célula, o PTC e o fusível rearmável- sobrepõe-se aos ensaios de segurança de célula e está documentada no esquema do módulo.
O transporte é a camada mais fácil de errar. Os packs NiMH selados são expedidos sob UN 3496, o número ONU de baterias com eletrólito fortemente alcalino; não são UN 38.3, e nunca são UN 3480 ou UN 3481 (iões de lítio). A Disposição Especial IATA A199 remove explicitamente o NiMH das restrições de baterias de lítio, pelo que o frete aéreo não exige o resumo de ensaio de lítio, mas o pack ainda exige a classificação UN 3496, a embalagem adequada e a declaração de mercadorias perigosas. Para a bateria de 110 V a nível de comboio, quando o operador especifica NiCd ventilado ou chumbo-ácido, as normas aplicáveis são IEC 62973-2 (NiCd) e IEC 62973-3:2024 (chumbo); a Weijiang fornece os módulos NiMH selados distribuídos de emergência e não fabrica a bateria do comboio.
O pack é ensaiado como subconjunto eletrónico montado na caixa: o ambiente é EN 50155:2017 (classe de temperatura OT1 ou OT2 para material de salão, classe de vida L4, interrupção S2/S3 superada pelo condensador de manutenção), a mecânica é IEC 61373 Categoria 1 Classe B, a CEM é EN 50121-3-2, o fogo é EN 45545-2/-6, e o alvo funcional é a autonomia de 90 minutos da UIC 555 e EN 13272-1/-2. As células são qualificadas separadamente segundo IEC 61951-2, IEC 62133-1 e IEC 63115-2.
Não. O NiMH selado viaja sob UN 3496 (baterias com eletrólito fortemente alcalino) e a Disposição Especial IATA A199 confirma que o NiMH não é restrito como carga de lítio. UN 38.3 e os números UN 3480/UN 3481 pertencem às células de iões de lítio e não devem aparecer num documento de expedição NiMH.
Para equipamento de salão de passageiros, a escolha típica é OT1 (-25 C a +55 C) ou OT2 (-40 C a +55 C). O ensaio vinculativo é a autonomia a frio: após estabilização a -25 C, o pack deve ainda fornecer a energia de emergência de 90 minutos, razão pela qual a Parte B dimensiona contra a capacidade no fim da vida após uma imersão a frio, não contra a placa de características.
É IEC 61373 Categoria 1 Classe B: um objeto dentro de um armário ou invólucro montado na caixa. Não está montado no bogie (Categoria 2) nem no eixo (Categoria 3). As linguetas soldadas, conectores e confinamento das células são dimensionados para os espetros de vibração aleatória e choque da caixa, e o carregador deve manter o seu estado durante o ensaio de vibração funcional.
O módulo é completamente carregado, condicionado à temperatura fria declarada, depois comutado para o modo de emergência e carregado com o programa contratual de carga de emergência; o ensaio mede que a tensão se mantém acima do limiar de corte do pack e acima do limiar de iluminância durante a duração exigida. O perfil de carga exato segue a lista de funções de emergência do veículo e os alvos de iluminância UIC 555 / EN 13272; o número de 13,4 Wh por zona da Parte B é um exemplo ilustrativo.
A bateria de 110 V a nível de comboio é classicamente um bloco ventilado de níquel-cádmio ou chumbo-ácido abrangido por IEC 62973-2 (NiCd) ou IEC 62973-3:2024 (chumbo). Os módulos NiMH selados que esta série abrange são as baterias locais dentro de cada luminária de emergência, comando de porta, amplificador PA ou módulo de comando: mais pequenos, sem cádmio, de baixa manutenção, e qualificados segundo IEC 61951-2, IEC 62133-1 e IEC 63115-2, expedidos sob UN 3496.
Funcionalidade e autonomia: UIC 555 (Iluminação elétrica no material circulante de passageiros, com Emenda 7:2013), incluindo a iluminância de emergência de 50% no corredor e 30% na zona de assentos, o mínimo de 90 minutos e a comutação para cerca de 0,6 Un durante mais de meio segundo; EN 13272-1:2019 (ferrovia pesada, incluindo o requisito de iluminação geral de 10 minutos para unidades de alta velocidade e longa distância) e EN 13272-2:2019 (ferrovia urbana, 5 lx na linha central da via de evacuação e 40 lx no estribo aberto); Regulamento (UE) n. 1302/2014 (TSI LOC&PAS); e as chinesas TB/T 3414 (iluminação de emergência EMU) e TB/T 3582-2023 (ventilação de emergência EMU). Ambiente equipamento: EN 50155:2017 (classes de temperatura OT1 a OT6, classes de vida L1 a L4, classes de interrupção S1/S2/S3, calor húmido e variação de temperatura), EN 50163 para tensões de alimentação, EN 60529 para IP, EN 45545-2 e EN 45545-6 para comportamento ao fogo, EN 50121-3-2 para CEM de aparelhos e IEC 61373 (edição 2.0, 2010; edição 3.0, 2026) para choque e vibração por categoria de montagem.
Referências de célula e transporte: IEC 61951-2:2017+A1:2022 para desempenho de células NiMH seladas, IEC 62133-1:2017 para segurança de células seladas que contêm níquel (a parte -1), IEC 63115-2:2021 para células NiMH industriais e IEC 61959 para funcionamento mecânico; a série IEC 62973 para baterias auxiliares de material circulante (IEC 62973-2 NiCd, IEC 62973-3:2024 chumbo) e GB/T 21413.1 para condições gerais de equipamentos de material circulante; UN 3496 e Disposição Especial IATA A199 para o transporte. As severidades de ensaio e critérios de aceitação refletem as normas citadas e relatórios representativos de organismos notificados; os fatores por célula a frio, fim de vida e profundidade de descarga, a energia de 13,4 Wh por zona e todos os cálculos do pack desta série são exemplos ilustrativos de engenharia, e os valores vinculativos são os do caderno de encargos do veículo e da edição da norma impressa no certificado de tipo.
A Weijiang Power fornece packs NiMH selados para módulos OEM de emergência de carruagem -luminárias LED de emergência, comandos de porta, unidades de som e intercomunicador de passageiros e eletrónica de comando de emergência- projetados segundo as classes de temperatura e interrupção EN 50155, o espetro de vibração da caixa IEC 61373 Categoria 1 Classe B, os requisitos CEM EN 50121-3-2 e de fogo EN 45545-2, com construção de linguetas soldadas e proteção fail-safe e documentação de célula IEC 61951-2 / IEC 62133-1 / IEC 63115-2. Os packs não contêm cádmio e viajam sob UN 3496 com o percurso IATA A199. Envie-nos a sua tensão nominal de bus, o programa de carga de emergência, a autonomia exigida, a classe de temperatura a frio, a categoria de montagem e a disposição de carga, e detalharemos a contagem de células, a capacidade e o projeto de carga, e suportaremos as evidências de autonomia a frio, vibração e CEM antes do ensaio de tipo. Veja a gama NiMH Weijiang para formatos de pack padrão, ou contacte a nossa equipa OEM com a sua especificação de veículo e a sua lista de carga de emergência.
