可靠的车载备用电池，在车载轨道铁路的应用中起到多种作用。这其中包括应急备用（用于关键车载系统以及乘客舒适性和安全）、发动机起动和辅助牵引力（例如靠电池电力进行的停车场作业）。这些应用中的可靠运行需要专门设计的电池，这些电池能够承受剧烈冲击和振动、大幅温度波动以及可能会毁坏普通电池的严酷物理、用电条件。
应急电源
在如今的轻轨车辆 (LRV)、地铁、长途车、电力/柴油动车组 (EMU/DMU)、机车和高速轨道系统中，车载电池有两个独特的应急备用作用：提供关键系统的应急电源，为低压车载系统提供备用电源（通常为 24 V 至 110 V 的标称电压）。
电池在车载轨道应用中的作用
| 放电式 | 应用 |
低放电率 3小时及更长时间 |
应用照明 电讯 |
| 放电式 | 应用 |
中等放电率 30分钟到3小时 |
照明与控制 通风 应急照明 车门打开 通信 空调 |
| 放电式 | 应用 |
高放电率 不到30分钟 |
柴油机启动 柴油轨道车 逆变器 紧急制动 倾斜 |
这些备用功能包括短时间高电流放电和较长时间的低电流放电模式，意味着电池必须能在无规律的循环交替条件下工作。
典型的车载应急备用应用包括：
• 重要运行备用，比如主电源中断时的紧急制动和倾斜系统
• 低压系统电源，包括车门操作、照明、通风、通信和控制功能。如果高压系统紧急关闭或转换器发生故障，可能需要电池提供 20 至 90 分钟的电力。
• 缓冲功能 – 地铁上的电池经常必须满足突然的电力需求（例如，紧急制动时的电力峰值），或者对高压“持续低电压”（尤其是车务段变更或出现轨道间隙时）进行补偿。
任何条件下的可靠发动机起动
起动柴油发动机需要持续时间长达 60 秒的可靠高电流电源。车载电池必须能为起动机提供恒定电流，必须能在大温度范围内（低至– 30°C）正常工作，能够承受剧烈振动。
大部分应用中，发动机通常需要每天起动一次。一旦发动机已起动，电池就保持“浮动”状态，也就是说与充电器连接，这样，始终有满电可用。
即使在最严峻的条件下以及边远场所，电池也必须在其整个寿命期内正常工作。
目前的发展趋势是运营商要求多次起动能力，以便发动机能在每日运营间隔时间内停止，节约燃油，降低噪声和尾气排放。这种高循环负荷对车载电池有特别的要求。
除了发动机起动，DMU（柴油动车组）上的车载电池系统还将对与 EMU（电力动车组）上相同的低压控制和通信功能提供支持。
通过辅助动力“小心空隙”
有些辅助电池能在 LRV 和有轨电车需在无法从轨道或架空接触网取电的情况下短暂运行时为它们提供辅助动力，比如通过障碍物时。
如今，新一代有轨电车运行时将车载牵引电池作为备选动力来源。这使车辆在接触网电源中断时或一小段线路未通电时能自主行驶。
决定电池可靠性的因素
可靠性关系到多种潜在的失效模式及其严重度。这是实际运行条件下电池性能的度量，可预测的失效模式对任何受控保养制度非常重要。当电池满足放电规格至关重要时，对电池而言，“失效保护”可能比根本不失效更重要：电池应避免突然失效。
主要电池技术中，镍镉技术是最能防止突然失效的。由于其板状结构（钢质袋式极板或烧结/PBE），每个电池单元不会以开路的形式失效，最糟糕的失效是短路。普通 110 V 电池中某个电池单元短路的后果只不过给电池减少了一个电池单元，例如，84 单元电池变成 83 单元电池。
这使电池性能损失百分之一多一点，离灾难性状况还相距甚远。电池继续工作，功率略有降低，让工作人员有时间采取纠正措施。
（镍镉电池失效模式）
不过，就铅酸电池而言，板状结构和活性物质都是铅，会因铅板结构自然腐蚀而导致开路故障，腐蚀在电化学反应时发生。铅酸电池中某个电池单元开路的后果是造成整个电池失效，不能提供电流。这是一种灾难性的状况，唯一的避免方法就是采用并联电池，提供系统冗余（即使如此，铅酸电池系统的总体性能仍会降低）。
要考虑的其他因素为高温运行和频繁的循环工作，它们会导致某些失效模式更可能发生，也会因此降低可靠性。铅酸电池尤其容易受高温运行影响，只有某些铅酸电池类型是为循环工作而设计的。
另外，考虑过度充电或过度放电的耐受性以及抗冲击和振动性能也很重要，因为这些会影响系统可靠性，导致意外的失效模式。故障或配置不良的充电系统可造成过度充电和过度放电，两者都会给这种电池带来严重后果。
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