專利名稱：鐵道車輛用的電池箱和鐵道車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種搭載于鐵道車輛上的電池箱和鐵道車輛。
背景技術(shù)：
一般在鐵道車輛中作為非常用電源裝備有蓄電池，以當(dāng)來(lái)自架線的電 源供給切斷時(shí)或者由發(fā)電機(jī)等故障而切斷電源供給的狀態(tài)下也能夠在一 定時(shí)間內(nèi)確保車室內(nèi)客箱中照明等的一定功能。并且，這樣的蓄電池收納 于安裝在通常車體上的蓄電池箱內(nèi)。
在專利文獻(xiàn)l中公開有這樣的鐵道車輛用蓄電池箱，為了確保其蓄電 池箱的小型化和移動(dòng)托盤的穩(wěn)定性，搭載有電池的移動(dòng)托盤以能夠通過(guò)所 述開口部抽出的方式被收納，移動(dòng)托盤被收納時(shí)，在接出連接器與接入連 接器連接的方向上引導(dǎo)移動(dòng)托盤，能夠順暢地進(jìn)行電連接。，
專利文獻(xiàn)l:特開2004—231024號(hào)公報(bào)
在電池中使用鋰離子電池的情況下，根據(jù)聯(lián)合國(guó)危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸建議 書，其受到打包狀態(tài)下可運(yùn)輸重量的限制，所以要使運(yùn)輸時(shí)的重量為限制 以下，并且需要使運(yùn)輸后的組裝容易。
另外，在鐵道車輛的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用鋰離子電池單元的情況下，需要 將多個(gè)鋰離子電池單元串聯(lián)連接，制作高電壓，但還需要確保組裝時(shí)的安 全性。另外，由于搭載于鐵道車輛的有限空間內(nèi)，所以需要實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的 小型化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種即使在連接有多個(gè)電池的高電壓系統(tǒng)中 也能夠確保組裝時(shí)的安全性并構(gòu)成小型的電池箱。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的鐵道車輛的電池箱形成具有收納多個(gè)鋰 離子電池單元的多個(gè)電池模塊；收納多個(gè)電池模塊的電池模塊收納部；檢測(cè)多個(gè)電池模塊的狀態(tài)，控制充放電的控制部；和能夠并列設(shè)置電池模塊 收納部和控制部的電池箱筐體的結(jié)構(gòu)。
另外，其控制部形成具有用于使電池模塊與外部設(shè)備連接的連接端
子；使電池模塊接地的接地端子；與連接端子或接地端子連接，而切換成 連接狀態(tài)或接地狀態(tài)的切換機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。 〔發(fā)明效果〕
根據(jù)本發(fā)明，能夠提供即使在連接有多個(gè)電池的高電壓系統(tǒng)中也能夠 確保組裝時(shí)的安全性并構(gòu)成小型的電池箱。


圖1是本發(fā)明的鐵道車輛用的電池箱的立體圖。
圖2是本發(fā)明的鐵道車輛用的電池箱的俯視圖。
圖3是圖2的鐵道車輛用的電池箱的B-B'剖面圖。
圖4是圖2的鐵道車輛用的電池箱的A-A'剖面圖。
圖5是表示本發(fā)明的電池模塊的一實(shí)施例的圖。
圖6是表示本發(fā)明的電池模塊的一實(shí)施例的圖。
圖7是表示本發(fā)明的電池模塊的連接時(shí)的連接器的狀態(tài)的圖。
圖8是表示本發(fā)明的電池模塊的連接時(shí)的連接器的狀態(tài)的圖。
圖9是本發(fā)明的鐵道車輛用的電池箱的一實(shí)施例的電路圖。
圖IO是本發(fā)明的鐵道車輛用的電池箱的另一實(shí)施例的電路圖。
圖ll是本發(fā)明的鐵道車輛用的電池箱的另一實(shí)施例的電路圖。
圖12是本發(fā)明的維護(hù)開關(guān)的主視圖。
圖13是表示本發(fā)明的維護(hù)開關(guān)的接地狀態(tài)的側(cè)面圖。
圖14是表示本發(fā)明的維護(hù)開關(guān)的切換狀態(tài)的側(cè)面圖。
圖15是表示本發(fā)明的維護(hù)開關(guān)的連接狀態(tài)的側(cè)面圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明
1電池模塊收納部
2控制部
3電池箱筐體
11電池模塊12保持部 13軌道
14信號(hào)陽(yáng)型連接器 15主電路陽(yáng)型連接器 16風(fēng)扇 17百葉窗 18過(guò)濾單元 19前部密封板 20后部密封板 111電池單元
112單元控制器
113電池模塊筐體
114信號(hào)陰型連接器
115主電路陰型連接器
116把手
117溫度傳感器
118氣體傳感器
119保險(xiǎn)絲
120吸氣管道
121排氣管道
122安裝部
201蓄電池控制器
202維護(hù)開關(guān)
202a2、 202b2、 202c2、 202d2、 202e2、 202f2、 202g2、 202h2模塊連
接桿
202a3、 202b3、 202c3、 202d3、 202e3、 202f3、 202g3、 202h3模塊輔
助連接端子
202a4、 202b4、 202c4、 202d4、 202e4、 202f4、 202g4、 202h4模塊連
接端子
202bl、 202dl、 202fl、 202hl接地端子
6203接近開關(guān)
204電流檢測(cè)器
205保險(xiǎn)絲
206電壓檢測(cè)器
207模塊信號(hào)連接器
208模塊主電路連接器
209外部主電路端子
210風(fēng)扇連接器
211上位通信連接器
212a 212g沖擊電流防止電阻
213b 213h接地電阻
301操作桿
具體實(shí)施例方式
參照

以下各實(shí)施例。
(實(shí)施例1) <電池箱的說(shuō)明>
利用圖1 圖4說(shuō)明本發(fā)明的電池箱的結(jié)構(gòu)。
圖1、圖2、圖3和圖4分別為電池箱的立體圖、拆下上面面板的狀 態(tài)下的俯視圖、圖2的B-B'剖面圖和圖2的A-A'剖面圖。另夕卜，在圖 2中，下側(cè)為前面、上側(cè)為背面、左側(cè)為左側(cè)面、右側(cè)為右側(cè)面。另外， 在車輛中電池箱的側(cè)面朝向前后方向安裝，前面朝向車輛左右方向的外側(cè) 搭載。
本發(fā)明的電池箱如圖2所記載，由收納該多個(gè)電池模塊的電池模塊收 納部1、檢測(cè)多個(gè)電池模塊的狀態(tài)并控制充放電的控制部2和能夠?qū)㈦姵?模塊收納部1和控制部2并列設(shè)置的電池箱筐體3構(gòu)成。為了確保乘客等 搭乘用的空間，搭載于鐵道車輛上的機(jī)器大多安裝在車地板上或屋檐上。 因此，車載的機(jī)器的高度受到限制。例如， 一般車輛的情況下，為650mm 左右。另外，前后方向即車輛的左右方向也要受到為了防止與設(shè)置在地上 的設(shè)備接觸而設(shè)的車輛標(biāo)界限制。相對(duì)于此，如本發(fā)明的電池箱所示，通過(guò)將電池模塊收納部1和控制部2在左右即車輛的行駛方向上并列配置， 從而能夠應(yīng)對(duì)這些限制。
電池模塊收納部1由多個(gè)(本實(shí)施例中為八個(gè))的電池模塊11、安裝
在電池模塊上的保持部12、能夠在前后方向移動(dòng)保持部12的保持軌道13、 用于將電池模塊的信號(hào)線與電池箱連接而安裝的連接器即能夠與電池模 塊電連接的連接器(信號(hào)陽(yáng)型連接器14、主電路陽(yáng)型連接器15)、從筐體 內(nèi)部向筐體外部排放冷卻風(fēng)的、即對(duì)被收納的多個(gè)電池模塊的一端部側(cè)排 放熱的四個(gè)風(fēng)扇16、防止異物從背面侵入的百葉窗17、組合防止異物從 正面侵入的百葉窗和從由外部吸入的冷卻風(fēng)除去塵埃等的過(guò)濾器而成的 過(guò)濾單元18、前部密封板19和后部密封板20構(gòu)成。
如圖1所示，使安裝在電池箱上的保持部12相對(duì)于軌道13滑動(dòng)并同 時(shí)從前面插入電池模塊ll，順次安裝前部密封板19、過(guò)濾單元18。在前 部密封板19上如圖4所示開設(shè)使電池模塊11的冷卻所需要的冷卻風(fēng)通過(guò) 的孔。另外，在后部密封板20上也同樣開設(shè)使電池模塊11的冷卻所需要 的冷卻風(fēng)通過(guò)的孔。
另外，電池模塊收納部設(shè)置有多個(gè)電池模塊11的各個(gè)電池模塊能夠 在水平方向相對(duì)于電池箱筐體3拆脫的電池模塊移動(dòng)機(jī)構(gòu)、在本實(shí)施例中 為軌道13。這樣，各電池模塊從相對(duì)于車輛行駛方向垂直的方向即車輛側(cè) 面拆脫，起到維護(hù)性能優(yōu)越的效果。
<電池模塊的說(shuō)明>
接著，使用圖5 圖8說(shuō)明電池模塊11的詳細(xì)情況。 圖5 (a)為前面圖，圖5 (b)為俯視圖，圖5 (c)為側(cè)面圖，圖5 (d)為底面圖。另外圖6 (a)為圖5 (a)的背面圖，圖6 (b)為圖5 (b) 的C-C'剖面圖，圖6 (c)為圖5 (c)的D-D'剖面圖。
電池模塊11由四十八個(gè)電池單元111 (本實(shí)施例中使用鋰離子電池單 元)、單元控制器112、收納多個(gè)鋰離子電池單元的電池模塊筐體113、信 號(hào)陰型連接器114、用于流通電池的充放電電流的主電路陰型連接器115、 運(yùn)送電池模塊11時(shí)使用的把手116、測(cè)量電池單元111的溫度的溫度傳感 器117 (圖6 (b)中使用兩個(gè)傳感器)、檢測(cè)電解液從電池單元111泄漏 的氣體傳感器118 (圖6 (b)中在設(shè)置有電池模塊113的電池單元的底面
8上使用兩個(gè)傳感器)、保險(xiǎn)絲119、設(shè)于電池模塊筐體113的上表面以及下
表面的管道(設(shè)于電池模塊筐體113的下表面的兩個(gè)吸氣管道120、設(shè)于 電池模塊筐體113的上表面的兩個(gè)排氣管道121)、安裝部122以及前述的 保持部12構(gòu)成。
如圖6 (b)所示，多個(gè)鋰離子電池單元收納在一個(gè)電池模塊11中。 另外，圖5 (c)、圖6 (b)以電池單元lll為水平狀態(tài)的方式繪制，但是 安裝在電池箱上的情況下，使吸氣管道120的下表面、排氣管道121的上 表面以及保持部12為水平狀態(tài)而插入。由此，能夠防止電池箱的上部和 下部形成無(wú)用的空間。另外，插入時(shí)由于不受對(duì)電池模塊11的重力影響， 能夠防止拆脫時(shí)發(fā)生事故。
電池單元111經(jīng)由主電路陰型連接器115和主電路陽(yáng)型連接器15與 控制部2連接，進(jìn)行充放電。
單元控制器112被輸入內(nèi)設(shè)于電池模塊筐體113中的四十八個(gè)電池單 元111的各電壓、測(cè)量電池單元111的溫度的溫度傳感器117以及檢測(cè)電 解液從電池單元111泄漏的情況的氣體傳感器118的信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換為串 行傳送，經(jīng)由信號(hào)陰型連接器114和信號(hào)陽(yáng)型連接器14與控制部2連接。 單元控制器112將各電池單元111的電壓、溫度傳感器117、氣體傳感器 118的信號(hào)轉(zhuǎn)換為串行通信，經(jīng)由信號(hào)陰型連接器114傳送給后述的蓄電 池控制器。另外，根據(jù)蓄電池控制器的指令進(jìn)行每個(gè)電池單元的充電量的 調(diào)整。
溫度傳感器117至少根據(jù)冷卻條件，安裝在溫度最高的電池單元和溫 度最低的單元。通過(guò)電池單元最高的溫度傳感器，利用風(fēng)扇16的控制和 充放電電流的限制來(lái)限制影響電池單元的壽命的高溫側(cè)的使用溫度。另 外，通過(guò)溫度最低的電池單元的溫度傳感器，利用風(fēng)扇16的控制來(lái)限制 電池單元能力降低的低溫側(cè)的使用溫度。
電池模塊11中，將保持部12搭載于安裝在電池箱筐體3上的軌道13 上并在其上滑動(dòng)，并同時(shí)將電池模塊11以拉出的方式向后方插入。通過(guò) 插入電池模塊ll，從而能夠使固定在電池模塊11上的信號(hào)陰型連接器114 和主電路陰型連接器115分別與固定在電池箱筐體3上的信號(hào)陽(yáng)型連接器 14以及主電路陽(yáng)型連接器15結(jié)合。說(shuō)明書第7/ll頁(yè)
該情況示于圖7和圖8。圖7為結(jié)合前的狀態(tài)，圖8為剛結(jié)合后的狀 態(tài)。由此，能夠使電池模塊11和控制部2與連接器不直接接觸而連接。 特別是，電池模塊11的主電路連接器由于常常施加有電壓，所以能夠防 止觸電或連接錯(cuò)誤導(dǎo)致的事故發(fā)生。信號(hào)陰型連接器114以及主電路陰型 連接器115也能夠配置在電池模塊11的后端部，但是通過(guò)配置在側(cè)部， 能夠減少當(dāng)搭載于鐵道車輛上的情況下限制較嚴(yán)格的前后方向的尺寸。
另外，電池模塊的重量為35kg以下。這樣，能夠符合打包狀態(tài)下處 于聯(lián)合國(guó)危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸建議書中規(guī)定的重量(35kg以下)范圍內(nèi)，所以能 夠?qū)w屬為危險(xiǎn)貨物利用航空器進(jìn)行運(yùn)輸，在拆下電池模塊11的狀態(tài)下 通過(guò)航空器運(yùn)輸，在運(yùn)輸目的地容易進(jìn)行組裝。
另外，由于能夠從電池箱的前面即車輛的側(cè)方拆脫電池模塊ll，所以 即使在將電池箱搭載于車輛上的狀態(tài)下也能夠拆脫模塊。另外，通過(guò)使電 池模塊側(cè)的連接器采用陰型連接器，從而能夠降低發(fā)生短路造成的事故的 可能性。另外，通過(guò)在模塊內(nèi)設(shè)置保險(xiǎn)絲，從而即使在使主電路陰型連接 器115短路的情況下也能夠遮斷短路電流，所以能夠確保安全性。
接著，說(shuō)明電池單元111的冷卻。吸氣管道120按壓在前部密封板19 上，吸氣管道120的外側(cè)通過(guò)前部密封板19以及吸氣管道而從具有過(guò)濾 單元18的空間隔離。吸氣管道120的內(nèi)側(cè)經(jīng)由前部密封板19的孔與具有 過(guò)濾單元18的空間相連。排氣管道121按壓在后部密封板20上，排氣管 道121的外側(cè)通過(guò)后部密封板20以及排氣管道121而從具有風(fēng)扇16的空 間隔離。排氣管道121的內(nèi)部經(jīng)由后部密封板20的孔而與具有風(fēng)扇16的 空間相連。
用于抑制伴隨因充放電使電池單元111散熱而使溫度上升的冷卻風(fēng)， 經(jīng)由過(guò)濾單元18而將該冷卻風(fēng)送入電池箱內(nèi)。送入的冷卻風(fēng)從設(shè)于前部 密封板19上的孔，通過(guò)電池模塊的吸氣管道120，而冷卻電池單元111的 側(cè)面。因進(jìn)行冷卻而溫度上升的冷卻風(fēng)通過(guò)排氣管道121，從設(shè)于后部密 封板20上的孔中抽出，通過(guò)風(fēng)扇16和百葉窗17，向電池箱外排出。
如前所述，冷卻風(fēng)僅由電池單元lll的側(cè)部引導(dǎo)，不進(jìn)入信號(hào)陽(yáng)型連 接器14、信號(hào)陰型連接器114、主電路陽(yáng)型連接器15以及主電路陰型連 接器115的周圍。另外，該冷卻風(fēng)同樣地不進(jìn)入控制部2。由此，不能由過(guò)濾單元18除盡的塵埃等不會(huì)堆積在連接器或控制部2的機(jī)器上，能夠 抑制因接觸不良、腐蝕、短路而發(fā)生故障。
另外，通過(guò)將模塊內(nèi)用圖6 (c)虛線所示的部分制成密封的結(jié)構(gòu)，塵
埃不會(huì)堆積在設(shè)于電池單元lll的左右(兩端)的電極部分或單元控制器
112上，從而能夠抑制腐蝕或短路而發(fā)生故障。
另外，伴隨電解液泄漏而產(chǎn)生的氣體，由于比空氣重，所以通過(guò)在收 納電池單元111的空間中最低的部位設(shè)置氣體傳感器118，能夠有效地測(cè) 知電解液的泄漏。另外，如前所述，由于保持部12以形成水平狀態(tài)的方 式插入，所以后部的電池單元lll變低。
<控制部的說(shuō)明>
接著，關(guān)于控制部2，使用圖9 圖ll進(jìn)行說(shuō)明。圖9是全部串聯(lián)連 接多個(gè)(本實(shí)施例中為8個(gè))的電池模塊lll的情況(8串)的電路圖。
控制部2由電池控制器201、維護(hù)開關(guān)202、接近開關(guān)203、電流檢測(cè) 器204、保險(xiǎn)絲205、電壓檢測(cè)器206、模塊信號(hào)連接器207、模塊主電路 連接器208、外部主電路端子209、風(fēng)扇連接器210、上位通信連接器211、 沖擊電流防止電阻212a 212g以及接地電阻213b 213h構(gòu)成。
電池控制器201與檢測(cè)維護(hù)開關(guān)的狀態(tài)的接近開關(guān)203、檢測(cè)電池模 塊的充放電電流的電流檢測(cè)器204、進(jìn)行電池模塊的過(guò)電流保護(hù)的保險(xiǎn)絲 205的斷線檢測(cè)器、檢測(cè)輸出電壓的電壓檢測(cè)器206連接。另外，經(jīng)由模 塊信號(hào)連接器207、信號(hào)陽(yáng)型連接器14以及信號(hào)陰型連接器114與單元控 制器112連接，經(jīng)由風(fēng)扇連接器210與風(fēng)扇16連接，經(jīng)由上位通信連接 器211與上位控制器連接。
這樣，由于經(jīng)由連接器與電池模塊收納部l或外部連接，所以容易拆 除連接結(jié)構(gòu)。另外，形成將控制部2從前面抽出的結(jié)構(gòu)。由此，控制部2 能夠容易從電池箱筐體3拆除，所以維護(hù)性優(yōu)良。在蓄電池控制器201中， 根據(jù)電流檢測(cè)器204的輸出、電壓檢測(cè)器206的輸出以及由通信傳送的單 元控制器112所檢測(cè)的溫度，來(lái)進(jìn)行電池單元111的充電量的計(jì)算以及保 護(hù)所需的異常狀態(tài)的檢測(cè)，通過(guò)串行通信對(duì)上位控制器傳送充電量和異常 狀態(tài)的信息。蓄電池控制器201檢測(cè)保險(xiǎn)絲205的斷線狀態(tài)和風(fēng)扇16的 異常，同樣地將其傳送給上位控制器。另外，根據(jù)單元控制器112所檢測(cè)
ii的各電池單元的電壓，對(duì)單元控制器112指令充電量的平衡控制。另外，
電池控制器201根據(jù)溫度最高的電池單元的溫度來(lái)控制風(fēng)扇16的運(yùn)轉(zhuǎn)開始，根據(jù)溫度最低的電池單元的溫度，控制風(fēng)扇16的運(yùn)轉(zhuǎn)停止。
接著，說(shuō)明主電路的連接。電池模塊11每?jī)蓚€(gè)串聯(lián)連接，并經(jīng)由模塊主電路連接器208與維護(hù)開關(guān)202連接，另外經(jīng)由外部主電路端子209與外部連接。
維護(hù)開關(guān)具有接地端子202bl、 202dl、 202fl、 202hl;模塊連接桿202a2、 202b2、 202c2、 202d2、 202e2、 202f2、 202g2、 202h2;模塊輔助連接端子202a3、 202b3、 202c3、 202d3、 202e3、 202f3、 202g3、 202h3;模塊連接端子202a4、 202b4、 202c4、 202d4、 202e4、 202f4、 202g4、 202h4。
電池模塊11經(jīng)由模塊主電路連接器208與模塊連接桿連接，基本上進(jìn)行接地端子和模塊連接端子的切換。在模塊連接桿與模塊連接端子連接的通常狀態(tài)時(shí)，電池模塊11全部與外部設(shè)備串聯(lián)連接。通常該狀態(tài)下使用電池箱。但是，由于在電池模塊11中具有高電位的地方，所以該狀態(tài)下若進(jìn)行電池模塊11的插拔等操作，有觸電等危險(xiǎn)。接著，在模塊連接桿與接地端子連接的接地狀態(tài)時(shí)，對(duì)應(yīng)每個(gè)串聯(lián)連接的兩個(gè)電池模塊11，陰極的主電路陰型連接器經(jīng)由接地端子213b 213h接地。該狀態(tài)下，全部電池模塊11的電位能夠被抑制很低，所以在進(jìn)行電池模塊11的插拔等操作的情況下能夠降低觸電等危險(xiǎn)。
艮P，在本實(shí)施例中，形成控制部2具有用于將電池模塊與外部設(shè)備連接的模塊連接端子、用于使電池模塊接地的接地端子和與連接端子或接地端子連接而切換為連接狀態(tài)或接地狀態(tài)的切換機(jī)構(gòu)在此為模塊連接桿的結(jié)構(gòu)。
另外，從接地狀態(tài)向連接狀態(tài)切換時(shí)，最初與模塊連接桿和模塊輔助連接端子連接，經(jīng)由沖擊電流防止電阻進(jìn)行串聯(lián)連接和外部連接，抑制向雜散電容等的充電電流。之后，將模塊連接桿和連接端子連接。即，從接地狀態(tài)向連接狀態(tài)切換時(shí)，模塊連接桿在與連接端子連接之前與模塊輔助連接端子連接，從而能夠抑制連接時(shí)的沖擊電流。這是因?yàn)槿缟纤?，將接地電阻這樣的電阻體設(shè)置在模塊連接端子和接地端子之間。
另外，在并聯(lián)連接兩個(gè)通過(guò)將四個(gè)電池模塊11串聯(lián)連接而成的電池組的情況下(4串2并)的電路圖示于圖IO，并聯(lián)連接四個(gè)將兩個(gè)電池模塊11串聯(lián)連接而成的電池組的情況下(2串4并)的電路圖示于圖11。隨著組數(shù)的增加，僅通過(guò)增加電流檢測(cè)器204、保險(xiǎn)絲205以及電壓檢測(cè)器206的數(shù)量，變更維護(hù)開關(guān)202的連接，而能夠應(yīng)對(duì)。
艮口，電池組關(guān)于一個(gè)組，至少需要一個(gè)電流檢測(cè)器204、保險(xiǎn)絲205以及電壓檢測(cè)器206，如圖10、圖11所示組數(shù)每有增加，則電流檢測(cè)器204、保險(xiǎn)絲205和電壓檢測(cè)器206增加，但是這些僅通過(guò)變更維護(hù)開關(guān)202的連接，能夠輕易地增加組數(shù)。
<維護(hù)開關(guān)>
使用圖12 圖15說(shuō)明維護(hù)開關(guān)202的結(jié)構(gòu)。
圖12表示維護(hù)開關(guān)202的連接狀態(tài)的主視圖。301為用于綜合操作模塊連接桿(202a2、 202b2、 202c2、 202d2、 202e2、 202f2、 202g2、 202h2)的操作桿。從上順次配置模塊連接端子(202f4)、模塊連接輔助端子(202f3)、模塊連接桿(202f2)、接地端子(202fl)。另外，在橫方向上(電池模塊收納部和控制部并列設(shè)置的方向，即車輛的行駛方向)的模塊連接端子和接地端子排列為在外側(cè)放置電位低的端子，越向中央越配置電位比外側(cè)高的端子。具體地，從最左端的端子順次配置電位第一低的電池組的陰極、電位第一低的電池組的陽(yáng)極、電位第三低的電池組的陰極、電位第三低的電池組的陽(yáng)極，即順次排列設(shè)置電位第奇數(shù)位低的電池組的陰極、陽(yáng)極，從最右端的端子順次配置電位第二低的電池組的陰極、電位第二低的電池組的陽(yáng)極、電位第四低的電池組的應(yīng)急、電位第四低的電池組的陽(yáng)極，即順次排列設(shè)置電位第偶數(shù)位低的電池組的陰極、陽(yáng)極。另外，電池組在本實(shí)施例中表示串聯(lián)連接的兩個(gè)電池模塊。
由此，能夠抑制維護(hù)開關(guān)202內(nèi)的電極間的電壓，能夠縮短表面距離，并能夠?qū)⒕S護(hù)開關(guān)202的兩側(cè)的電極電位抑制得較低，所以也能夠縮短與筐體間的距離，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器的小型化。
另外，也可以左右調(diào)換，從左配置第偶數(shù)位、從右配置第奇數(shù)位的端子。另外，電位第一低的電池組的陽(yáng)極、電位第二低的電池組的陰極等相同電位的電極也能夠調(diào)換。
圖13是接地狀態(tài)的維護(hù)開關(guān)202的側(cè)面圖。在從接地端子202fl經(jīng)由絕緣材料而向前方保持的接地桿和接地端子之間連接接地電阻213f。
接著，從接地狀態(tài)向連接狀態(tài)切換的過(guò)程中的維護(hù)幵關(guān)202的側(cè)面圖示于圖14。最初，模塊連接桿202G和模塊連接輔助端子202f3接觸，經(jīng)由沖擊電流防止電阻212f連接。另外，沖擊電流防止電阻212f連接在模塊連接輔助端子202f3和模塊連接端子202f4之間。另外，當(dāng)操作模塊連接桿202f2時(shí)，則形成圖15所示的連接狀態(tài)。該狀態(tài)下，沖擊電流防止電阻212f的兩端子短路，不用介入沖擊電流防止電阻212f而能夠直接連接。另外，相對(duì)于模塊連接端子(202f4)在模塊連接輔助端子(202f3)的相反側(cè)(上側(cè))配置接近開關(guān)203。這樣，圖15這樣的連接狀態(tài)時(shí)，接近開關(guān)203檢測(cè)操作桿301 ，能夠檢測(cè)到維護(hù)開關(guān)202為連接狀態(tài)，維護(hù)開關(guān)202的切換遺漏能夠經(jīng)由蓄電池控制器201由上位控制器檢測(cè)。
另外，通過(guò)在鐵道車輛上搭載以上這樣的電池箱，從而即使在連接多個(gè)電池的高電壓的系統(tǒng)中，也能夠確保組裝時(shí)的安全性，并能夠提供搭載有小型的電池箱的混合型鐵道車輛。
權(quán)利要求
1、一種鐵道車輛用的電池箱，其具有收納多個(gè)鋰離子電池單元的多個(gè)電池模塊；收納所述多個(gè)電池模塊的電池模塊收納部；檢測(cè)所述多個(gè)電池模塊的狀態(tài)，控制充放電的控制部；能夠并列設(shè)置所述電池模塊收納部和所述控制部的電池箱筐體。
2、 如權(quán)利要求l所述的鐵道車輛用的電池箱，其中， 各所述多個(gè)電池模塊的重量為35kg以下。
3、 如權(quán)利要求l所述的鐵道車輛用的電池箱，其中， 所述電池模塊收納部具有使各所述多個(gè)電池模塊在水平方向上相對(duì)于所述電池箱筐體能夠拆裝的電池模塊移動(dòng)機(jī)構(gòu)。
4、 如權(quán)利要求l所述的鐵道車輛用的電池箱，其中， 所述電池模塊收納部具有能夠與所述電池模塊電連接的連接器。
5、 如權(quán)利要求l所述的鐵道車輛用的電池箱，其中， 所述電池模塊收納部具有對(duì)被收納的所述多個(gè)電池模塊的一端部側(cè)進(jìn)行排放熱的風(fēng)扇。
6、 如權(quán)利要求l所述的鐵道車輛用的電池箱，其中， 所述電池模塊具有收納多個(gè)鋰離子電池單元的電池模塊筐體和設(shè)于所述電池模塊筐體的上表面和下表面的管道。
7、 如權(quán)利要求6所述的鐵道車輛用的電池箱，其中， 所述電池模塊筐體具有測(cè)量鋰離子電池單元的溫度的溫度傳感器。
8、 如權(quán)利要求6所述的鐵道車輛用的電池箱，其中， 所述電池模塊筐體具有檢測(cè)電解液從鋰離子電池單元泄漏的情況的氣體傳感器。
9、 如權(quán)利要求l所述的鐵道車輛用的電池箱，其中， 所述控制部具有用于使所述電池模塊與外部設(shè)備連接的連接端子； 使所述電池模塊接地的接地端子；與所述連接端子或所述接地端子連接，而切換成連接狀態(tài)或接地狀態(tài)的切換機(jī)構(gòu)。
10、 如權(quán)利要求9所述的鐵道車輛用的電池箱，其中， 所述控制部具有當(dāng)將所述切換機(jī)構(gòu)從所述接地狀態(tài)切換為所述連接狀態(tài)時(shí)，在所述切換機(jī)構(gòu)與所述連接端子連接之前與該切換機(jī)構(gòu)連接的輔 助連接端子，在所述連接端子和所述輔助連接端子之間具有電阻體。
11、 如權(quán)利要求9所述的鐵道車輛用的電池箱，其中，所述切換機(jī)構(gòu)為模塊連接桿。
12、 如權(quán)利要求9所述的鐵道車輛用的電池箱，其中， 所述連接端子及所述接地端子在并列設(shè)置所述電池模塊收納部和所述控制部的方向上，在外側(cè)設(shè)置電位低的端子，并設(shè)置越向中央電位越比 外側(cè)高的端子。
13、 如權(quán)利要求9所述的鐵道車輛用的電池箱，其中， 在將串聯(lián)連接的多個(gè)電池模塊作為電池組的情況下， 所述連接端子及所述接地端子在并列設(shè)有所述電池模塊收納部和所述控制部的方向上，從一端起順次設(shè)置電位第奇數(shù)位低的所述電池組的陰 極、陽(yáng)極，從另一端起設(shè)置電位第偶數(shù)位低的所述電池組的陰極、陽(yáng)極。
14、 一種鐵道車輛，其中，其具有權(quán)利要求1或13所述的鐵道車輛用的電池箱。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鐵道車輛用的電池箱以及鐵道車輛。在應(yīng)用于鐵道車輛的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的情況下，需要制作高電壓，但還要確保組裝時(shí)的安全性，并且由于搭載于鐵道車輛的有限空間中，所以需要實(shí)現(xiàn)小型化。本發(fā)明的鐵道車輛用的電池箱具有收納多個(gè)鋰離子電池單元的多個(gè)電池模塊(11)、收納該多個(gè)電池模塊的電池模塊收納部(1)、檢測(cè)多個(gè)電池模塊的狀態(tài)并控制充放電的控制部(2)和能夠?qū)㈦姵啬K收納部和控制部在車輛的行駛方向上并列設(shè)置的電池箱筐體(3)。
文檔編號(hào)H01M2/02GK101662003SQ20091016644
公開日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2009年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月29日
發(fā)明者豐田瑛一, 佐藤裕, 岡部悟, 安田陽(yáng)介, 島田基巳, 有田裕, 石田誠(chéng)司, 西野尊善, 鈴木敦 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所;日立水戶工程技術(shù)股份有限公司