《工矿企业用内燃机车采用新能源动力电池组和交流传动装置改造的主要技术规范》()

T/COSHA-P-202413

ICS号

中国标准文献分类号

团体标准

T/COSHAXX-XXXX

工矿企业用内燃机车采用新能源动力电池组

和交流传动装置改造的主要技术规范

（征求意见稿）

2025-XX-XX发布2025-XX-XX实施

中国职业安全健康协会发布

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工矿企业用内燃机车采用新能源动力电池组和交流传动装置改造

的主要技术规范

1、范围

针对工矿企业现在运用中的内燃机车，在保证机车运用安全技术基础上进行新能源改造的工

作，特制定本技术规范。本技术规范规定了新能源改造的主要原则、技术内容、性能指标和试验检

查的项目及要求。

本技术规范所指的新能源改造是指：将内燃机车的动力系统替换为动力电池组并采用交流传

动装置，且对机车其它部件进行适应性改进，从而达到节能、减排效果。为确保原机车的主要性能

和机车运行安全性的技术基础，保持原机车外形轮廓和主要尺寸不变，原机车的转向架、制动系统、

旁承装置、牵引缓冲装置均不得有任何实质性的改变。

本技术规范适用于工矿企业内使用的内燃机车新能源改造，用于制定技术协议，作为改造、检

查和验收的主要依据。其它新能源动力型式的改造可参照本规范使用。

2、规范性引用文件

采用国家和铁路行业机车技术标准相关管理文件，当下述标准有最新版本发布时，以最新发布

的版本为有效。

1）GB146.1-83标准轨距铁路限界第1部分：机车车辆限界

2）GB14681.2-2006机车船舶用电加温玻璃第2部分机车电加温玻璃

3）GB18045-2000铁路车辆用安全玻璃

4）GB38031-2020电动汽车用动力蓄电池安全要求

5）GB5068-1999铁路机车、车辆车轴用钢

6）GB5914.1-2015机车司机室瞭望条件

7）GB5914.2-2000机车司机室前窗、侧窗及其它窗的配置·

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8）GB6771-2000电力机车防火和消防措施的规程

9）GB7542-2003铁路机车车辆制动用橡胶软管

10）GB8602-1988铁路用粗制轮箍

11）GB/T1184-1996形状和位置公差未注公差值

12）GB/T12528-2008交流额定电压3kV及以下轨道交通车辆用电缆

13）GB/T1804-2000一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差

14）GB/T21413.1-2018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

15）GB/T21413.2-2021轨道交通机车车辆电气设备第2部分：电工器件通用规则

16）GB/T21413.3-2023铁路应用机车车辆电器设备第3部分电工器件直流断路器规则

17）GB/T21413.4-2023铁路应用机车车辆电器设备第4部分电工器件交流断路器规则

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

19）GB/T21563-2018轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验

20）GB/T24338.1-2018铁路应用电磁兼容第1部分：总则

21）GB/T24338.4-2018铁路应用电磁兼容第3-2部分：机车车辆设备

22）GB/T25117-2020轨道交通机车车辆牵引系统组合试验方法

23）GB/T25119-2021轨道交通机车车辆电子装置

24）GB/T25122.1-2018轨道交通机车车辆用电力变流器第1部分：特性和试验方法

25）GB/T25122.2-2010轨道交通机车车辆用电力变流器第2部分：补充技术资料

电力牵引轨道机车车辆和公路车辆用旋转电机

26）GB/T25123.2-2018

第2部分：电子变流器供电的交流电动机

27）GB/T25334.1-2010铁道机车车体技术条件第1部分：内燃机车车体

28）GB/T31467-2023电动汽车用锂离子动力电池包和系统电性能试验方法

29）GB/T31484-2015电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法

30）GB/T31486-2015电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法

31）GB/T32347.1-2015轨道交通设备环境条件第1部分机车车辆设备

32）GB/T3314-2006内燃机车通用技术条件

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33）GB/T3315-2006内燃机车制成后和使用前的试验方法

34）GB/T3316-2012内燃机车功率确定方法

35）GB/T3367.1-2018内燃机车词汇第1部分：基本词汇

36）GB/T3367.5-2000铁道机车名词术语空气制动装置零部件名称

37）GB/T3449-2011铁路机车车辆内部噪声测量

38）GB/T3450-2006铁道机车和动车组司机室噪声限值及测量方法

39）GB/T34571-2017轨道交通机车车辆布线规则

40）GB/T4208-2017外壳防护等级(IP代码)

41）GB/T6770-2020机车司机室特殊安全规则

42）TB1126-1999机车控制与照明电路标准电压

43）TB2360-93铁道机车动力学性能试验鉴定方法及评定标准

44）TB/T1027.1-2015机车车轴第1部分钢坯

45）TB/T1027.2-2015机车车轴第2部分车轴

46）TB/T1132-1996内燃、电力机车的管路涂色

47）TB/T122-2001机车车辆产品图样及技术文件编号原则

48）TB/T1386-2011内燃机车用液力传动箱

49）TB/T1398-2001机车电器设备文字符号

50）TB/T1400.1-2016机车用有箍车轮第1部分：轮心

51）TB/T1400.2-2018机车用有箍车轮第2部分_轮箍

52）TB/T1407-1998列车牵引计算规程

53）TB/T1451-2007机车、动力前窗玻璃

54）TB/T1463-2015机车轮对组装技术条件

55）TB/T1484.1-2010机车车辆电缆·第1部分：额定电压3kV及以下标准壁厚绝缘电缆

56）TB/T1484.2-2010机车车辆电缆第2部分：薄壁绝缘电缆

57）TB/T1484.3-2010机车车辆电缆第3部分：30kV乙丙橡胶绝缘单相电力电缆

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58）TB/T1484.4-2010机车车辆电缆第4部分：无卤低烟阻燃通信网络用电缆

59）TB/T1508-2016机车电气屏柜

60）TB/T1580-1995新造机车车辆焊接技术条件

61）TB/T1594-1996内燃电力机车车钩（上作用）

62）TB/T1595-1996内燃电力机车车钩（下作用）

63）TB/T1618-2001机车车辆车轴超声波检验

64）TB/T1619-2010机车车辆车轴磁粉探伤

65）TB/T1737-1996内燃、电力机车标记

66）TB/T1740-2015铁道机车车辆重量测定方法

67）TB/T1961-2006机车车辆缓冲器

68）TB/T2054-2017机车淋雨试验方法

69）TB/T2325.1-2019机车车辆视听警示装置第1部分：前照灯

70）TB/T2325.2-2006机车车辆视听警示装置第2部分：辅助照明灯和标志灯

71）TB/T2325.3-2020机车车辆视听警示装置第3部分：电笛

72）TB/T2381-93内燃机车线路运行试验

73）TB/T2393-2001铁路机车车辆用面漆

74）TB/T2422-1993JZ-7型机车空气制动机自动制动阀技术条件

75）TB/T2470-2003内燃机车转向架技术条件

76）TB/T2541-2010机车车体静强度试验规范

77）TB/T2550-1995JZ-7型机车空气制动机单独制动阀技术条件

78）TB/T2551-1995JZ-7型机车空气制动机F7分配阀技术条件

79）TB/T2552-1995JZ-7型机车空气制动机中继阀技术条件

80）TB/T2691-1999机车司机室座椅

81）TB/T2710.2-2015机车动车用空气压缩机技术条件第2部分螺杆空气压缩机

82）TB/T2730-1996内燃机车车体技术条件

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83）TB/T2742-1996内燃机车取暖一般技术规范

84）TB/T2843-2007机车车辆用橡胶弹性元件通用技术条件

85）TB/T2866-1997机车空调装置技术条件

86）TB/T2869-1998内燃机车封存规则

87）TB/T2870-1998内燃机车的冬季防护

88）TB/T2879.6-1998铁路机车车辆涂料及涂装第6部分：涂装质量检查和验收规程

89）TB/T2962-1999内燃机车、轨道车、内燃动车组操纵装置技术要求

90）TB/T2989-2023机车车辆驱动齿轮箱牵引齿轮

91）TB/T3021-2001铁道机车车辆电子装置

92）TB/T304-1995机车用总风缸技术条件

93）TB/T3051.2-2009机车动力用电笛、风笛第2部分：风笛

94）TB/T3088-2004内燃机车万向轴

95）TB/T3138-2018机车车辆阻燃材料技术条件

96）TB/T3139-2021机车车辆非金属材料及室内空气有害物质限量

97）TB/T3183-2007机车、动力用吸附式压缩空气干燥器

98）TB/T3255-2011机车司机操纵台设计要求

99）TB/T3312-2013机车转向架构架

100）TB/T3428-2015微机控制的机车制动控制系统

101）TB/T3488-2017交流传动内燃机车

102）TB/T3548-2019机车车辆强度设计及试验鉴定规范总则

103）TB/T449-2003机车车辆用车轮轮缘踏面外形

104）TB/T456-2008机车车辆用车钩、钩尾框

105）TB/T493-2004铁道车辆车钩缓冲装置组装技术条件

106）TB/T6769-2000机车司机室布置规则

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3、名词术语的定义

新能源改造机车的标称功率机车标称功率是指各牵引电机输出轴处可获得的最大输出功率

之和，单位用kW表示。

动力电池组装车能量指正常使用状态下动力电池组可提供的最大电能量，用kWh表示。即

指新出厂的动力电池组,在室温下，完全充电后，以1小时放电电流(A)放电至企业规定的放电终止

条件时所放出的能量。

动力电池组为机车提供新能源动力的电池组合，按照安装部件零件层次可分为：由电芯单体

组合而成的电池箱、由电池箱组合而成的电池包，设有对电池箱输出电能进行均衡的装置、热管理

系统及防灭火控制系统。动力电池组的基本部件为电池箱。

电池包是电池箱在机车上安装的组合体。电池箱安装在钢结构框架内，通过串联或并联输出

电能，配有管理系统、断开和/或隔离装置，例如接触器、隔离开关、熔断器等。

电池箱簇是电池包上安装的数个电池箱首尾相接、串联而成的组合，输出的电池箱簇电压为

簇内各电池箱电压之和，簇电流为电池箱的电流，是动力电池组管理系统中最小的隔离/或切除单

元。

电池箱安装在箱体内的电芯单体组合而成的电蓄能装置。由电芯单体、端子、连接器件组成，

向动力电池组管理系统提供信息（如电芯电压、温度等）的检测装置、控制装置和保护电路等安装

在箱体内。箱体设有隔热覆层，箱体内有灭火控制器件。

电池箱内电芯单体的首尾、或首首-尾尾相接并加入检测及控制器件的串联或并联组合称为模

组。

电芯单体电能来自锂离子的嵌入/脱出反应或锂在负极和正极之间的氧化/还原反应的二次

电池。

电机制动司机操纵手柄进入电机制动位置并可调节制动力大小，牵引电机的电动机工况转为

发电机工况，将机车行驶的动能转化为电能并可以给动力电池组充电，同时给电机转子及相连接的

机车轮对提供反作用力矩，从而实现对机车的制动。

新能源机车动力和传动及控制系统新能源机车在设计、机组采购、运用过程中对动力电池组、

交流牵引电机、牵引变流器及控制系统总和的简称，在应用中常统称为“三电系统”、或“三电机组“。

4、一般性要求

4.1改造的首要原则是：必须保持原机车总体轮廓外形的主要尺寸不变，机车的总重、轴重、轴列

式、最高速度、最大起动牵引力均不得超过原机车的技术规格，机车的转向架、转向架与车体

之间的连接和旁承装置、制动系统、车钩和缓冲装置、排障装置的构造结构均不得改变，以保

证原机车的几何通过和限界检查、牵引和制动的驱动、走行及制动性能、动力学性能、机械强

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度的安全技术基础不变。

4.2改造技术方案应特别说明动力电池组安装防火、防爆和对司机室安全性的要求和相应的技术措

施。在改造后机车使用维护说明书等技术资料中均应提出明确的安全注意事项。

4.3机车改造技术方案制定后，应按有关规定进行技术评审。建议进行由第三方机构（技术协会或

非赢利性技术机构）组织的行业内技术专家评审。

4.4图样及技术文件中的专业名词和术语及其定义按GB/T3367的规定，产品图样中未注公差切削

加工尺寸按GB/T1804-m、形位公差按GB/T1184-k级执行。

4.5新能源动力电池组的主要名词和术语按本文3部分的规定。新增加的图样及技术文件按照原机

车图样和随车技术文件参照TB/T122进行编号管理。在图样和技术文件的首段用改造企业简称

代号表示，第二字段中组件代号的意义为：00-机车总图及所含的部件、10-动力电池组、20—

冷却装置、30—传动装置中新增的传动部件；原机车的40部分没有使用部件的意义、80—电

气及控制装置，其它不变，以便用户查阅使用和技术管理。

4.6拆除原机车柴油机及附属系统、冷却装置、传动系统、辅助传动系统，电气系统，相应图纸停

止使用。

4.7新能源改造后，同型号的动力电池组、交流牵引电动机、牵引变流器、控制系统、齿轮箱的零

部件应具备互换性。

4.8改造中使用的原材料、外购、外协件和顾客提供的产品必须按规定的程序进行检验或验证，确

认合格后装车。

4.9机车司机室内噪声应符合GB/T3450规定，噪声等效声级的最大容许限值为78dB(A)，间歇噪

声不超过85dB(A)。

4.10机车设备耐振动和冲击性能应符合GB/T21563的规定。动力电池组等设备在车体内部安装的

紧固件承受的运用载荷应符合TB/T3548、TB/T2541的规定及评价。在车下安装的部件紧固件，

冲击载荷按作用于部件自身质量的惯性力计算，冲击加速度按TB/T3548、TB/T2541评价。全

部紧固件须有防松防缓措施，出厂前应以明显的固定刻线标记；车下安装的紧固件应有防止脱

落的措施。

4.11动力电池组冷却装置中的冷却剂具有防冻功效，根据不同使用环境的最低温度进行相应比例

浓度的配置。

4.12机车用砂应清洁、干燥、无尘土及其它杂质，不结块，流动性好，颗粒均匀。石英含量不低

于70%，粒度范围0.2～2mm，不应过粗或过细。

4.13机车应具备TB/T2870规定的防冻措施，寒冷季节使用时应在车体通风窗、车体门通风窗加装

防寒备件等。

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5、新能源改造的主要内容及技术要求

5.1新能源改造机车的运用条件

机车在下列环境条件下应能正常使用：

1）周围空气温度在-25∽+40℃之间，或按照GB/T32347.1-2018指明空气温度分级；

2）海拔高度不大于1400m；或按照GB/T32347.1-2018指明海拔分级；

3）相对湿度≤95%（该月月平均温度为25℃）

4）机车应能承受如风、沙、雨、雪的自然环境；

在上述自然环境条件的基础上，工矿企业用户提出的企业线路的特殊条件及适应性要求、作业

使用功能及要求等以双方合同的技术协议为准。

企业用户对防火、防爆的特殊要求，须在技术协议中阐明，在技术方案中提出相应的技术措施。

5.2动力电池组安置在机车车体内部，端部应与司机室前端墙保持一定的距离，中间设置防火墙；

两者之间宜安排若干机组或设备。建议安装机车烟雾监控和灭火系统。动力电池组应与机车前、

后端墙保持一定距并以有关设备相隔。不得将动力电池组安排在车架的下部等易遭受外部设备

及物体碰撞的位置。

5.3改造方案总体设计中，应考虑方便动力电池组中电池包内部的电池箱的拆装，电池组在换修时

应方便拆卸、吊出。

5.4动力电池组必须配置温度、烟雾及气体监控和报警器，设有灭火装置及消防控制系统。在电池

箱内配备带有灭火剂及相应器件，对电芯单体监测的温度传感器，可实现对电芯单体的温度采

集和处置。灭火系统对电芯单体有工作超温预警、高温报警、自动灭火功能，当温度超过规定

值或烟雾浓度超限时可自动启动灭火装置工作，喷洒灭火剂实施灭火。在自动防控系统基础上，

加设动力电池组手动灭火系统，采用最高优先级控制，手动按钮按下后，可迅速启动电池箱灭

火和防爆系统工作。

5.5动力电池组

为磷酸铁锂等锂电池型。由多个电池包组成，电池包由安装在电池包架上的电池箱和相应的

管理系统组成；每个电池包内有单个或多个电池箱簇串、并联组合、每个电池箱簇是由有多个电

池箱串联而成，从而组成电池包的输出电流和电压。在电池箱内，有电芯单体串、并组成的模组

和电池箱管理系统（包括温度传感器、烟雾传感器、电芯单体电压采集模块、冷却元件、加热元

件、绝热元件、灭火探测器、手动维护开关等）。

配置电池管理系统，采用分布式结构，由主控模块（对电池包内电池箱管理控制）、从控模

块（对电池箱内单体电芯管理控制）、电池包的绝缘检测模块组成。电池箱内的从控单元对监测

的单体电芯电压、温度、烟雾可以通过CAN通信和485通信双通信传递至主控单元。

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电池管理系统可以对电池箱充放电进行控制，电池箱对电芯单体充放电均衡管理，使机车在

使用中动力电池组内组成的两个或多个电池包的剩余电量达到基本相等。

电池箱内设有热平衡管理系统，通过对电池箱加热、冷却，以确保电池箱内的全部单体电芯

的温度在25℃左右。机车停机后，热管理系统可持续工作一段时间后断电。

5.6机车交流传动系统符合TB/T3488中交流传动内燃机车的相关内容。具有电机制动功能，可以

实现对机车制动减速至停车，制动驻车。

5.7牵引电动机应满足GB/T25123.2的基本要求。牵引电动机通过齿轮对驱动轮对。

5.8液力传动内燃机车在进行新能源改造中，可采用交流牵引电机+中间齿轮箱至原机车走行部万

向轴和转向架上的车轴齿轮箱的传动方式。中间齿轮箱可参照TB/T1386设计制造并进行台架

试验，确保运行平稳，各轴端轴承处的箱体最高温度不得超过95℃；试验结束后检查，不得有

漏油、滴油等缺陷。

5.9机车控制系统应满足GB/T25119的基本要求。

重新设计制造司机室操纵台，满足机车操纵和对动力电池组、交流传动装置及机车辅助装置控

制和相关运行状态参数的显示、防护及提示的要求。

在操纵台显著位置，设置动力电池组火警报警装置、“手动灭火”直接控制按钮。

操纵台操纵机车运行的控制功能和按钮设置应满足TB/T2962相关要求。

5.10机车应具备下列自动保护功能

1)动力电池组超温与火警保护：实现4.16项内容。加设机车消防灭火系统时，与机车消防

系统的联合控制如动力电池组降载、或卸载及火警下机车实施紧急制动的联合控制。

2）最大速度的限定保护：当机车达到最大速度后，提示报警，系统自动实施电机制动调节

使机车降低车速到最大速度之下。

3)动力电池组冷却液保护：当动力电池组冷却液低于规定值时报警，动力电池组无法加载、

或降载，直至卸载停止机车运行。

4）牵引电机、中间齿轮箱轴温或轴承座处壳温过热保护。

5）微机显示屏显示动力电池组的电量，剩余电量低于20%时发出提示，当剩余电量进一步

降低至15%以下时，发出报警，并限定加载。

6）主电路保护（包括但不限于）：主电路绝缘、接地、过流、过压，动力电池组降载同时

在微机显示屏上显示。

7）辅助电路保护：辅助供电系统电路绝缘、接地、过流、过压保护，电压超过允许值时，

保护装置动作实施断路，防止损坏控制、照明等辅助电器，同时指示灯显示。

8）风压保护：制动用风压力低于允许值时，保护装置动作，动力电池组无法加载，当风压

低于允许值时有动力电池组输出降载、直至卸载功能，防止机车运行失去控制。机车实施紧急制

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动时，同时控制动力电池组对牵引电机输出功率降载、卸载。

9）机车空转保护：机车轮对发生空转时，保护装置动作，动力电池组降载，消除空转，防

止车轮、钢轨擦伤。

5.11微机控制系统可以安装远程车联网系统和远程诊断系统，将机车运用的基础数据（如车速、

工况、电流、电压、电池电量、报警信息等）上传至远程诊断服务器。远程诊断服务器可存储

该部分数据并将数据以图表、曲线等多种形式展现，售后工程师根据上传的数据提供远程诊断

服务。

微机控制系统可以设置为用户提供微信小程序接口，便于用户远程监控。

微机控制系统作为机车上的主控单元可扩展AI、DI、DO端口，以硬盘（如SD卡）记录运行和

故障数据,通过通信可以远程查看机车信息。

5.12机车电气线路应满足GB/T34571机车电气设备布线规则。使用低烟阻燃电缆，符合

GB/T12528、TB/T1484《机车车辆电缆》标准要求。

线槽中所有导线的排列顺序统一，所有导线端部和接线端子须有清晰、耐久可见的编号。

5.13机车充电接口布置在机车两侧，主要电气参数与用户的充电桩相匹配，充电接口应有保护盖，

有防雨、防错插、过流、过压保护措施。

6、对仍继续使用部分进行大修及更新配件的主要技术要求

6.1转向架

转向架分解，参照东风4、东风5、东风7等国家铁路机车转向架大修规程进行大修后，重

新组装，满足机车使用要求。

构架清除锈蚀、对表面性缺陷补焊，探伤检查，不得有影响强度的裂纹等缺陷。

更换轮箍、轮芯，加工踏面，使踏面符合原机车图纸要求。

牵引齿轮箱、或车轴齿轮箱拆检，检测齿形、齿廓等参数，查看齿面状态等，测量齿轮啮合

侧隙符合设计要求。

更换牵引齿轮箱、或车轴齿轮箱内全部轴承。

更换轮对轴箱内的全部轴承。

车轴探伤按TB/T1618、或TB/T1619进行。对车轴齿轮箱箱体和输入法兰、齿轮箱吊杆、轴

箱和轴箱拉杆、弹簧探伤，不得有影响强度的裂纹等缺陷，必要时更换新件。

更换橡胶旁承等转向架内全部橡胶配件，按TB/T2843执行。

牵引电机至轮对间采用中间齿轮箱驱动车轴齿轮箱的万向轴更换新件，按TB/T3088执行。

6.2检修旁承装置

更换心盘装置或牵引杆装置、旁承及转向架内全部橡胶件和轴承。

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检测摩擦副的间隙符合图纸技术要求的限度。

6.3制动系统

风源装置中空压机、空气干燥器、总风缸更换为符合国家铁路机车技术要求的新部件，按

TB/T2710.2、TB/T3138执行。

为满足用户要求，原机车1台空压机时，可加装1台空压机，重新配制风源系统的管路。

进行JZ-7制动系统各阀件检修，进行阀件试验，组装后进行制动系统试验，需满足TB/T2422、

TB/T2550、TB/T2551、TB/T2552的要求。

6.4主车架和车体

解体前和车体检修后，应测量车体静挠度，满足原机车图纸和技术文件的规定，在限度值范围

内。

清除主车架上的锈蚀、污渍，对表面性缺陷进行补焊，并探伤检查。

加装电池包安装座；适应主传动系统中间齿轮箱的安装需在在主车架侧梁加装安装座等，焊接

后进行探伤检查。

车体检修，清除锈蚀，补焊表面性缺陷；对电池间内墙用阻燃绝热材料制作内饰层。

6.5车钩和缓冲装置

拆卸车钩和缓冲器，清理后进行探伤检查，不得有裂纹等影响强度的缺陷。

按照原图纸要求重新组装，符合TB/T493、TB/T1594或TB/T1595的规定。

6.6司机室重新进行装修

填料和外饰材料均应满足TB/T3138、TB/T3139的要求，必要时更换新窗体或更换新窗玻璃，

按GB5914.2、TB/T1541执行。

司机室内照明、采暖、空调装置、座椅采用现今铁路机车配件更换新件，按TB/T2011、

TB/T2724、TB/T2866、TB/T2961执行；雨刷器、遮阳帘、司机室顶扇更新。

6.7机车前照灯、辅助照明灯，标志灯、电笛、风笛更换新件，按TB/T2325.1∽4执行，采用LED

光源时可采用DC24V电源电压。

7、动力电池组和交流传动装置及控制系统的试验

7.1机车总组装前，需在台架进行动力电池组、交流传动装置（包括牵引电动机和变流器等装车用的

电器概）和控制系统（包括机车操纵台及相关显示）联合台架试验，或新能源机车动力及传动系

统和中间齿轮箱的全功率加载试验。按照GB3315/T提出的试验条件、内容和方法进行例行试验、

型式试验，试验合格后由方可进入机车总组装。

7.2按GB/T3367.1的规定，机车的标称功率扣除车轮驱动装置所消耗的功率后，可用于轮周牵引的功

率，台架试验中以此测量并计算改造后整车的动力电池组、交流传动装置的牵引性能。

11

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7.3动力电池组和交流传动装置的例行试验

制造厂家在下列情况时应按照与用户签订的供货技术协议（或采购协议）并参照本技术规范，

将动力电池组、交流传动装置、控制系统及操纵台组成系统在台架上进行例行试验。主要测试动

力电池组满功率电量至20%剩余电量的放电时间、从20%剩余电量至全充满的充电时间、动力电

池组经主传动变流器后在牵引电机输出端的全功率牵引特性，测试牵引电机对应机车持续速度点

的温升、测试机车的控制和各项保护功能，满足机车预期牵引性能、持续运行性能和安全防护的

要求。

1）每台机车采用的动力电池组和交流传动系统制造完成后，均需进行例行试验。

2）同样的动力电池组、交流传动系统不做实质性变更而装用在另外型号的机车上改造时，需进

行例行试验。

7.4动力电池组和交流传动系统台架型式试验

在完成例行试验并符合供货/或采购技术协议后，与在下列情况之为时应进行动力电池组和交流

传动装置台架型式试验：

1）改造采用的动力电池组和交流传动装置样机完成后；

2）由另外厂家转厂生产完成首台后；

3）采用新的改造技术方案、或与已经完成的技术方案有实质性改变时完成首台样车后。

7.5例试验试验和型式试验的主要内容

试验项目试验方法型式试验例行试验

外形尺寸测量√

重量测量√√

各项机车控制功能逐项动和检查√√

各项辅助电器控制逐项动作检查或模拟检查√√

各项保护功能逐项检查试验可模拟动作条件试验检查√√

动力电池组高温报警及灭火功检查试验动作试验√√

从20%剩余电量至-100%全充满电量

实际充电并记录√√

及时间试验

全功率持续运转试验从100%电量放电至结合牵引电机全功率负载持

√√

20%剩余电量的时间、剩余电量值续运转试验测试

全功率牵引性试验（最大电流、最高电压、

性能测量并记录√√

恒功起始点、恒功区内不少于3个性能点）

应对20%、40%、60%、80%机车

同上√

标称功率的牵引特性

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牵引电机温升测试在持续运转试验后测试√

动力电池组中电池箱的温升试验在持续运转试验后测试√

电机制动功能检查性能测量并记录√√

电机制动性能（最大制动电流和最大

性能测量并记录√

制动功率）试验

制动驻车功能动作检查√√

电空制动控制动作检查√√

紧急停车制动功能试验动作检查√

牵引电机最大负载、交流传动系统全功率

持续运转试验（从100%电量降至20%性能记录及时间√√

剩余电量）

7.6在动力电池组、交流传动装置的持续运转试验中允许有不得超过3次的中断且每次中断时间长不

得超过5分钟，若有中断需延长试验时间用以补足。试验中，机组不得有过热、超温保护动作；

测试动力电池组在冷却预热系统工作条件下的温升，电芯单体的最高工作温度不得超过25℃；试

验结束后检查牵引电机、中间齿轮箱不得有油脂泄漏；测试牵引电机的温升不超过允许的限度。

8、改造机车的组装试验与验收

8.1在台架上进行动力电池组、牵引电机及交流传动和控制系统例行试验，试验合格后，进入改造机

车的组装，确保安装牢固、接线正确。

8.2机车布线与设备安装后，各电路应分别进行绝缘耐受电压试验，试验中不应发生高压端对地放电

或击穿等异常现象。

8.3机车总组装调试后，进行静态功能检查，确定各项控制功能、安全保护功能实现并正常工作，满

足4.22项的要求。

8.4机车称重按TB/T1740规定进行，测定机车总重及各轴轴重及分配。

8.5每台机车出厂前必须在全重状态下缓行通过符合GB/T16904规定的限界规，检查机车外部轮廓，

任何部位不能触及限界规的框架。

8.6淋雨试验按TB/T2054进行。

8.7机车交付前须进行线路运转试验，验证机车的运行质量，试验需牵引重车列车，进行起动加速性

能、运行性能试验，保证机车不得有打滑现象，参照GB3315、TB/T2381进行。进行电机制动试

验，电机制动过程应平稳、无冲击，制动机车实现单机停车。

8.8进行制动系统试验，机车以最高速度运行于平直道上时单纯实施空气紧急制动，停车后测量紧急

制动距离，应符合GB/T3314的规定。

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8.9司机室噪声检查按GB/T3449进行。

8.10进行动力电池组的各项火险报警、消防系统模拟试验，确认动力电池组的火险报警和消防保护

功能正常工作。

8.11进行充电试验，采用充电机对机车动力电池组充电，记录充电机输出最高充电电压、最大充电

电流、动力电池组的充电电流、温度、全充满时所用时间。

8.12机车各项控制功能、保护功能、动力电池组超温预警及灭火功能检查、线路牵引与制动性能试

验满足合同技术协议的要求，清点机车附属设备齐全后，改造方和委托方签订验收并同意接受单，

机车完成实物产品交付后技术资料另行交付接收。

9、质量保证期

9.1机车在正常维护保养条件下、按照新能源改造后机车使用维护说明书中的要求使用，自交付后整

车性能保用18个月。合同另有规定的，按约定执行。保证期内因制造质量问题影响机车运用的

由承接改造方负责。

9.2动力电池组的质量保证期：6年，电池能量的衰减不大于20%。

10、机车的涂装和标志

10.1机车的涂装参照TB/T2393，TB/T2879.6执行。

10,2机车外部标志及编号符合TB/T1737规定，其文字和字体“机车”及“吊装”标记应符合TB/T1.1～1.2

的规定。关于改造后机车型号的标志近按国家铁路管理发布的有关规定执行。

10.3管路涂色按TB/T1132规定。

11、机车的运输和贮存

11.1运输前，拔除动力电池组中各电池包内电池箱上的全部安全保险。

11.2通过国家铁路网运送机车时，应符合国家铁路管理有关文件及《铁路机车回送办法》等规定，

按检修机车出入厂（段）回送。

11.3采用公路运输时，必须严格遵守《中华人民共和国道路运输条例》、《道路货物运输及站场管理

规定》，选择取得道路运输经营许可证，确保车辆符合运输要求，并做好安全措施、固定、防震措

施及相关应急预案，防止机车在运输过程中发生损坏或事故，确定安全运送抵达。

11.4机车短期停放可不做特殊处理，但应每隔2天（48小时）起动机车一次，使机车静止状态维持

加电10分钟，查看微机显示屏，电池包显示屏，控制蓄电池应保持充满电状态。

11.5冬季或较长时间（15天至30天）库外停放应每周（7天）至少查看并记录一次电池包的电量情

况，若最低单体电压低于3.0V要及时给电池充电保养，避免电芯出现过放电。

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11.6机车长期停运存放，应使电池包电量区间为40%～60%电池包长期存放的最佳电量区间；其它内

容参照TB/T2869要求进行，重新启用时需要规定启封。

12、随车资料

机车交付时须附带机车履历薄、安全注意事项、使用维护说明书等资料和合同规定的相关资料。

技术资料交付后，改造机车的委托方和承担改造方签订技术资料交付与接收单，完成改造机车

的全部交付工作。

参考文献

[1]内燃机车总体及走行部西南交通大学孙竹生、鲍维千主编中国铁道出版社1995年

[2]铁路机车概要铁道部运输局机务部编中国铁道出版社2009年

[3]机车、动车组牵引用动力电池系统安全性设计要求暂行技术规范(TJ/JW124-2020)

[4]机车、动车组用锂离子动力电池综合性能评估暂行技术规范(TJ/JW125-2020)

[5]机车、动车组用锂离子动力电池试验暂行技术规范第1部分：电池单体和模块(TJ/JW126-2020)

[6]机车、动车组用锂离子动力电池试验暂行技术规范第2部分：电池包和系统(TJ/JW127-2020)

[7]混合动力机车、动车组动力电池热保障系统暂行技术规范(TJ/JW128-2020)

[8]机车、动车组用电池管理系统暂行技术规范(J/JW129-2020)

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附录：新能源改造后的机车主要技术规格参数示例

机车型号GK1C型GK1E型东风7G型（二七)/(四方)

机车限界GB146.1-83车限-1A和车限-3

轨距，mm1435

通过最小曲线半径，mm70100

轴列式B0-B0C0-C0

最大速度，km/h3035100

持续速度，km/h91014～35

起动牵引力，kN≥300≥435

持续牵引力，kN≥255≥235≥317

计算整备重量，t92±2%138±2%

轴重，t23±2%

车钩中心线高度，mm880±10

车钩缓冲装置TB/T1594《内燃电力机车车钩（上作用式）》，并带有符合铁

路相关标准的缓冲器

制动方式JZ-7空气制动机、电机制动、手制动（驻车）

动力电池组装车能量，kWh1250～15002000～3500

机车标称功率，kW7101500～3180

电池类型磷酸铁锂等锂电池

牵引电动机全封闭、自然冷却、三相鼠笼三相异步交流电机

牵引电机额定功率2x3556x530

中间齿轮箱/牵引齿轮对双端输入、单级减速、双端输出71/17、63/14

车体与转向架的连接装置心盘装置和旁承牵引杆装置和旁承牵引杆装置和旁承

长14900(车钩中心15160(车钩中心线19980/19400

外型尺寸，线间距离)间距离)

mm宽320831403310/3285

高478047704763/4648.5

保持不变部分原机车的外形尺寸等总体参数、转向架、车体与转向架的连接

和旁承装置、车钩缓冲装置、JZ-7制动系统保持不变，以保证

原机车的走行性能、制动性能技术基础不变。

改造后结构特点机车前后端、左右侧的定义：站在司机车前后端、左右侧的

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机室内司机位置，面向操纵台，目视定义：站在司机室内司

前方为机车前端；身后为机车后端。机位置，面向操纵台，

左手为左侧，右手为右侧。目视前方为机车前端；

保持机车外走廊罩式车体型式不变，身后为机车后端。左手

车体由主车架上部的电池室、电机室、为左侧，右手为右侧。

司机室、制动室4个部分组成。保持机车外走廊罩式

2组电池包。车体型式不变，车体由

有恒功率交流变频调速系统安装在主主车架上部风源室、电

辅充电器柜内，安装在电池包架的侧池室、电器室、司机室、

面。制动室五个部分组成。

2组牵引电机向中间齿轮箱输入功率，动力电池组由数组电

经一对直齿传动齿轮后经输出轴与原池包组成。

机车走行部机械联接驱动轮对。有恒功率交流变频调

1组中间齿轮箱安装在主车架中部的速系统安装在主辅充

两个侧梁内侧。电器柜内，安装在电池

包架的侧面。

交流牵引电机输出功

率经齿轮相内的齿轮

对驱动轮对。牵引电机

抱轴、悬挂在转向架的

上安装方式与原

ZDR410型等牵引电机

安装相同。

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《工矿企业用内燃机车采用新能源动力电池组和交流传动装置改造

的主要技术规范（征求意见稿）》编写说明

按照《中国职业安全健康协会团体标准制修订工作程序（试行）》的要

求，在完成团体标准后需要对团标编写的主要过程、主要内容等问题进行较

全面的介绍。在此，对起草的团体标准《工矿企业用内燃机车采用新能源动

力电池组和交流传动装置改造的主要技术规范（征求意见稿）》（以下简称

本团标）做编写说明。

本团标是根据《中华人民共和国标准化法》、GB/T20004.1-2016《团体标

准化第1部分：良好行为指南》和《中国职业安全健康协会团体标准管理

办法》等规定编写的。在本编写说明中，较详尽地阐述了本团标的任务来源、

主要工作过程、主要参编单位和编制组成员及所做的工作情况，阐明了本团

标编写的主要原则、适用范围和有关技术范围的界定，阐述了技术规范主要

内容提出的依据和进行有关论证，介绍了本团标的主要试验验证情况，对知

识产权、产业化情况、与相关国家标准及行业标准的协调性进行了说明，最

后，提出了本团标推广使用的建议。

一、工作简况

1、任务来源

本团标的起草和建立来源于国家铁路局下发的《国家铁路局2024年课题

1

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研究计划》国铁综科法函[2024]264号文件，第31项课题“轨道交通内燃机

车新能源驱动技术的研究”（以下简称“31号课题”）。该课题要求“提出

现有燃油机车的新能源化驱动再造方案，开展新能源电池包、高效牵引电机、

电控系统、机车厂内自动化运输系统以及新能源驱动机车的联动平台、自动

补能系统的设计研发。”“以新能源驱动机车替换煤炭钢铁企业现有传统的

内燃机车改造，实现厂内倒运、厂外运输的零排放。”

课题承担单位为开滦（集团）有限责任公司，由开滦（集团）公司所属

的铁路运输分公司（简称“开滦铁运“）与唐山国杰轨道交通科技有限责任

公司（简称“唐山国杰”）共同组成了课题组展开工作，联合成都中车电机

有限公司（简称“成都电机”）等企业进行了工矿企业用内燃机车采用新能

源动力电池组和交流传动装置进行改造的技术方案研究和实践，在技术研究

和实践的基出上提出了本团标。

2、主要工作过程

工矿企业用内燃机车大多生产于上世纪九十年代末至2015年左右，正值

国家在煤炭、钢铁、建材等行业大规模提升生产能力的时期，均以柴油机为

动力装置，采用液力传动或交-直流传动方式，与现今技术水平相比，柴油机

的废气排放高、油水污染重、能耗高、维修工作量大且费用高，需要以现代

铁路机车进行更新，或将机车动力和传动装置进行改造提升。在国家和地方

政府环保节能政策的引导下，全国各地区煤炭钢铁企业进行了许多新能源改

造的探索。

自2022年开始，开滦铁运和唐山国杰开始进行工矿企业用内燃机车进行

新能源改造的技术探索，寻找安全可靠、有效可行的技术路线并制定技术方

案。成都电机进行了动力电池组、交流传动装置及控制系统（简称“三电机

2

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组”）的设计和试验研究。中国职业健康协会铁道分会组织铁路行业专家组

对技术路线选择和方案研究中的机车使用、制造和检验技术措施等多次给予

工作指导，引导改造工作在注重保障安全保障及规范化的基础上寻求安全、

可靠、实用、先进的技术方案，形成工矿企业用内燃机车进行新能源改造技

术规范的框架。

2023年7月，在确定了保证机车安全运用技术基础，如制动、转向架、

钩缓装置、车体与走行部联接装置等不可更改的技术原则及主要改造项目之

后，开滦铁运公司选定了GK1C型机车0137号进行实施，探索实践经验。2023

年12月28日，由中国职业安全健康协会铁道分会组织了铁道行业内技术专

家在北京对技术方案、主要技术规范、改造后机车的技术规格等进行了技术

评审，与会专家对技术方案给予了肯定。机车动力电池组、交流传动和操纵

台制造完成后，在成都电机试验台进行了较全面的全功率试验，确认了机车

牵引特性、各项安全保护功能、控制功能；进行了以全充全放的持续运转试

验，考核运用的可靠性。试验证明满足装车使用要求后，在唐山国杰进行总

组装，经过调试和逐项检查并确认安全保护功能和控制功能后，进行线路试

验，确认达到了技术规范的要求，交付开滦铁运公司。改造后的机车自2024

年2月开始，在开滦集团所属钱家营矿区投入运用。唐山国杰组织有关单位

编制了机车运用考核试验大纲，与开滦铁运共同跟综运用考核情况。目前，

机车运用已达3000余公里，机车运用可靠无故障，节能、环保、改善司机工

作条件、免维护效果非常显著。

2024年，国家铁路局下达”第31项课题”。唐山国杰、开滦铁运、成都电

机进而又对东风5型、东风5D型、东风7C型、东风7G型(二七)、东风7G型(四

方)等多种在工矿企业使用的内燃机车进行新能源改造的技术方案研究和实践

3

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探索，努力使工矿机车的新能源改造注意安全技术保障、技术实用和技术管

理规范化。由此，总结提出了本团标的基本框架，联合钢铁、煤炭等诸多企

业起草了团标的草案，经过参编单位的共同编写、讨论，形成了现在的征求

意见稿。

3、本团标提出和起草的主要单位及其所做的工作

1）本团标提出单位和主要编写人员

本团标由唐山国杰轨道交通科技有限责任公司、开滦（集团）有限责任

公司、成都中车电机有限公司提出。

唐山国杰轨道交通科技有限责任公司：是唐山国杰地方铁路修建工程有

限公司专门从事新能源机车改造业务的项目公司，开滦（集团）有限责任公

司长期合作企业。从事铁路机车机械设备设计、制造和大修，拥有机车检修

基地两处，具备铁路维修施工、土木建筑总承包国家三级资质。2019年取得

开滦集团颁发“开滦设备修理许可证”，具有铁路货车和铁路机车修理一级资质

以及铁路客车修理三级资质；2020年取得了中国煤炭工业协会颁发的《煤矿

设备检修服务认证证书》等。自2022年以来，进行新能源机车改造方案的技

术研究和改造实践。

开滦（集团）有限责任公司:始建于1878年，被誉为“中国煤炭工业源

头”、“中国近代工业摇篮”。所属的开滦铁路运输分公司专业化从事铁路运输

业务。经营范围主要包括地方铁路运输，铁路货车、机车中修，铁路机车车

辆配件、铁路器材等多项业务。2002年12月26日，铁运公司取得了河北省

地方铁路管理局颁发的铁路运营许可证。下辖唐山、钱家营、赵各庄、林西、

荆各庄五个运输部，管辖铁路线约110公里，拥有内燃机车28台，各类车辆

216辆；从事站场编组和由国家铁路站牵入牵引、煤矿开仓、集散运输作业，

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年运量约900万吨。

成都中车电机有限公司:为中国中车集团旗下子公司。主要从事电机研制

和造、修业务。以轨道交通配套电机为主，涵盖地铁、能源采集，新能源汽

车、通用工业机械、分布式发电、风力发电、环保设备等领域。产品覆盖全

国，并出口至30余个国家和地区。曾获得多项四川省科学技术进步奖、中国

铁道科技奖等荣誉称号，多款产品被评为成都市名优产品和战略性新产品。

近年来，为煤炭、钢铁企业提供了20余台整套内燃机车新能源改造用动力电

池组、交流传动装置和控制系统、牵引电动机；形成了改造机车设计、制造、

培训、维护保养的完整服务体系，确保客户在使用新能源改造中得到充分的

技术支持，同时也积累了丰富的经验。发挥了国有企业引领带动作用，促进

了地区经济发展。

本团标主要起草人员：

李海滨：主持和组织团标编写工作。教授级高级工程师，享受国务院政

府津贴专家，曾任中国北车北京二七轨道交通装备有限责任公司总工程师、

副总经理，现任唐山国杰轨道交通科技有限责任公司总工程师。长期从事铁

路机车及大型养路机械设计和制造，先后主持开发和批量生产了东风7C型国家

铁路调车机车、东风7D山区型和防寒型机车、东风7E型25吨轴重调车机车、

东风7G型模块化调车机车，与国外先进企业进行技术合作，主