CN102656722A - 电池系统、电气铁路用电力供给系统及电池模块 - Google Patents

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Abstract

电池系统是由多个电池单元叠层构成的多台电池模块串联连接构成的电池系统；在多个所述电池模块中至少一个的电池模块的正极端子和负极端子之间设置有用于导出电的连接端子。

Description

电池系统、电气铁路用电力供给系统及电池模块
技术领域
本发明涉及用于地面蓄电设备及车辆装载等的电池系统、电气铁路用电力供给系统及电池模块。
背景技术
以往，在一般的电气铁路用的变电站，例如，将来自电力公司的交流电力转换为直流电力，并提供给馈电线。电气车辆接收从所述馈电线经由接触网的直流电力的供给，并实施运行。对于地铁等则是通过代替接触网的第三轨供给电力。
电气车辆在加速时将从接触网供给的电力通过搭载于车辆的电力控制装置供给至行驶用的马达，以此将电气能量转换为行驶能量并行驶。由于加速时需要大的电力，因此接触网电压等会下降。而且，接触网的电压下降时，有可能对行驶在相同区间的电气车辆的运行造成不良影响，尽管其与下降的程度有关。
并且，相反地对于具有再生能力的电气车辆，通过使行驶用的马达起到发电机的作用，将减速时电气车辆所具有的行驶能量转换成电气能量，使其成为再生电力。
并且，为了使再生电力返回至接触网，通过电气车辆搭载的电力控制装置进行升高接触网电压的控制，因此一般接触网电压会上升。
但是，对于再生电力，当同时行驶的其他电气车辆在加速中时，该电气车辆消耗再生电力，如果没有那样的电气车辆，则接触网电压会上升，并在电气车辆中进行通过电力控制装置的控制，使在一定电压以上时抑制再生电力的发生。一般将它称为再生细化。此外，接触网电压上升更多时，通过电气车辆的电力控制装置进行中止再生的控制。发生所谓的再生失效。
发生再生细化或再生失效时，为了获得必要的减速，机械制动器动作，行驶能量变成热能量被废弃。
为了防止再生失效，采用在变电站为了消耗再生电力而使用断路器（chopper）以在电阻器中将再生电力转换为热能的方法，但是即使是在该情况下再生电力也无用地被废弃。
并且，为了使再生电力变得有用，存在在变电站设置将再生电力转换为交流电力的逆变器等，将剩余的再生电力转换为商用频率的交流电力，并反向输送电力的方法或在站内使用等的方法，但是有效利用再生电力则需要高价的逆变器。
另一方面，也在考虑在变电站设置大型的电池系统，将剩余再生电力充电到该电池系统蓄积，并通过在接触网的电压下降时的放电，缓和接触网电压的下降的方法（例如，参照专利文献1）。这样的电池系统因再生电力的有效利用及通过将接触网电压维持在适当值以维持运行性能的方面最近受到瞩目。
专利文献还提出了不使用充放电控制装置，而是利用设置于变电站的电池系统，达到有效利用再生电力的目的同时补充变电站的送电能力的电力供给系统（例如，参照专利文献2）。
现有技术文献：
专利文献1：日本特开2001-260719号公报；
专利文献2：国际公开第2009/107715号。
发明内容
发明所要解决的问题：
专利文献提出了在变电站设置大型电池系统，达到回收再生电力的目的的电气铁路用的电力供给系统（参照上述专利文献1）。但是，在该电力供给系统中需要将电池系统的电压适当调节后连接至接触网的充放电控制装置。
该理由是，在通常的二次电池中，相对于电池的SOC（充电状态），输出电压（确切地是端子电压）的变化大，因此为了使电池系统的电压适合于接触网电压 ，采取通过充放电控制装置连接到接触网的方法。由于该充放电控制装置的价格高，设置时需要场所，因此成为了阻碍该电池系统的普及的因素。
对于镍氢电池，相对于电池的SOC（充电状态），输出电压（确切地是端子电压）的变化小，不需要为了使电池的输出电压适合于接触网电压的充放电控制装置（参照上述专利文献2）。
但是，在将多个由多个电池单元叠层构成的电池模块串联连接构成电池系统的情况下，电池系统的输出电压调整宽度以电池模块的单位输出电压为准，对于镍氢电池期待规定的输出电压时也需要充放电控制装置。
希望调节这样的电池系统的输出电压的需求不仅在电气铁路用的电力供给系统中，而且在一般工业用的电力供给系统中也可以看到，对于采用模块结构的大容量电池，并不能自由改变其输出电压。
例如标称电压为820V的情况下，使电池单元的输出电压为1.367V，将30个电池单元串联连接构成电池模块，将20台该电池模块串联连接组成电池系统即可（输出电压；30×1.367V×20=820V）。
但是，由于变压器及整流器的性能或者使用状况或者作为负荷的电气车辆的运转状况的因素，设备并不一定在标称电压下运转，也有可能在偏离标称电压的电压下运转。对于该情况，例如将该电池模块设为19台时，输出电压变成779V（30×1.367V×19=779V），而不能将电池系统的输出电压调节为779V和820V之间的值。
即使标称电压为820V，但是也有实际的电压偏离标称电压的情况，并且将电池系统与接触网连接时，有可能因电池系统的规格（例如电池容量等）受到电池系统的影响而接触网的电压水平发生变化。在该情况下，出厂时调节的输出电压偏离适宜的电压水平。
为了有效充电再生电力的同时必要时向接触网供给电池系统的电力，在电池系统的性能上理想的是其SOC在约80%附近运用。这是因为如果SOC太高则减少吸收再生电力的余地，如果太低则在需要电池系统的电力时发生电力的不足。于是，也为了在SOC为80%附近运转电池系统，希望将该输出电压调节为适当的范围。这样的情况下，按照上述计算示例时，存在只能以41V的刻度调节电压的问题。
作为电池系统的输出电压的调节方法，通常为30个电池单元组成的电池模块，如准备其叠层数不到30个电池单元（例如变成10个或20个）的电池模块，则可以调节输出电压，但是需要另外制造那样的电池模块，生产效率不好。并且，电池系统是将多个电池模块组装到柜体构成，从而考虑到电池模块为重物（例如240kg），出厂后再在现场将包括不到30个电池单元的不足电池单元的电池模块组装到柜体的作业是困难的。
以上，将标称电压为820V、电池模块为30个单元电池的情况作为示例说明，但是标称电压及电池模块的电池单元数为其他值时也必然有相同的问题。
本发明的目的是提供在为了解决上述问题将多个电池模块串联连接构成的电池系统中，可以简单地调节其输出电压的电池系统。
解决问题的手段：
根据本发明的电池系统是由多台电池模块串联连接构成的电池系统，所述电池模块是由多个电池单元叠层构成，其中，在多个所述电池模块中至少一个电池模块的正极端子和负极端子之间设置有用于导出电的连接端子。
这样的结构，在将多台电池模块串联连接构成的电池系统中，在用于导出该电池模块的正极侧的电的所述正极端子和用于导出负极侧的电的所述负极端子之间设置与所述正极端子或所述负极端子不同的连接端子，从而可以导出比所述正极端子和所述负极端子之间的电压小的电压。以此可以调节电池系统的输出电压。如上所述，所述连接端子是设置于所述正极端子和所述负极端子中间，导出所述正极端子和所述负极端子之间的电压的构件，起到中接头的作用。并且，设置所述连接端子的所述电池模块可以是任意一台，较佳地是串联连接的多个电池模块中位于最负极侧的最后段的电池模块或位于最正极侧的最前段的电池模块。
也可以是在所述至少一个电池模块中设置有多个所述连接端子，所述多个连接端子分别连接在所述电池模块内的相互不同电位的多个位置上。并且，所述连接端子的数量可以是1～4中的任意数，但是较佳地是两个。所述连接端子的数量越多，越容易精细地调节输出电压，但是在制造上时间及人力增加。
所述电池单元较佳地是镍氢电池，通过使用镍氢电池，可以减少相对SOC（电池的充电状态）的输出电压的变化，因此无需充放电控制装置，可以在电池的SOC的整个范围内有效利用电池系统。
较佳地是在所述电池单元和所述电池单元之间设置中间集电体，在该中间集电体上安装所述连接端子。所述连接端子是用于向所述电池模块的外部导出电的构件，在所述电池模块的内部设置所述中间集电体，在该中间集电体上设置所述连接端子。通过这样的结构，可以容易地从所述电池模块导出电。
较佳地是所述中间集电体镀有镍。如果镀镍则降低接触电阻，作为电池的等价的内部电阻降低，提高电池系统的效率。
也可以是在所述电池单元和所述电池单元之间配置有散发电池单元中产生的热的散热板，并使所述中间集电体的厚度与将所述电池单元和一片或两片散热板加起来的厚度相等。通过使所述中间集电体的厚度达到以上程度，可以实现电池模块的设计尺寸的标准化。这是由于在没有设置所述连接端子的所述电池模块中，可以在通常收纳所述电池单位等的位置上配置所述中间集电体。借助于此，可以提高产品的产率，抑制制造成本的上升。
所述电池模块较佳地是收纳在柜体内。收纳在柜体内时在维护管理上变得简便，安全方面也有利。并且，通过在柜体内设置空调等，可以一并有效地进行电池模块的冷却。
在根据本发明的电池系统中，较佳地是在所述柜体内设置有外部连接用的多个电源端子，所述多个电源端子与所述连接端子、所述正极端子及所述负极端子电连接。更佳地是外部连接用的各电源端子收纳于带有盖的端子箱，该端子箱设置于所述柜体。通过这样的结构，可以在柜体的外侧进行电池系统的输出电压的调节，从而可以使现场调节变得简便。
较佳地是使所述连接端子能够拆卸。所述连接端子的数量多时，通常并不是其所有的连接端子以供利用。在所述中间集电体上可拆卸地设置所述连接端子时，可以省略没有供以利用的所述连接端子的安装。当省略作为充电部的所述连接端子时处置变得简单。
并且根据本发明的电气铁路用电力供给系统是用于具有从交流电线接收电的变压器、与该变压器连接的整流装置及与该整流装置连接的馈电线的电气铁路用的变电站的电力供给系统，其中由多个电池单元叠层构成的多台电池模块串联连接构成的电池系统与所述馈电线直接连接，在多个所述电池模块中至少一个电池模块的正极端子和负极端子之间设置有用于导出电的连接端子。
根据这样的结构，由于电池系统没有通过充放电控制装置而直接与接触网连接，因此无需高价的充放电控制装置。
并且根据本发明的电池模块是将多个镍氢电池单元叠层构成的电池模块，且在所述电池单元和所述电池单元之间设置镀镍的中间集电体，在该中间集电体上安装所述连接端子。这样，将单一的电池模块作为电源使用的情况下，其输出电压需要调节时有用。
附图说明
图1是根据本发明的一实施形态的电池系统的外观图；
图2是示出根据本发明的一实施形态的电池模块的部分剖切侧视图；
图3是使用于图2的电池模块的电池单元的分解图；
图4是示出图2的电池模块的外壳的内部的立体图；
图5是图4的沿着V-V线的剖视图；
图6A是示出根据本发明的一实施形态的电池模块的俯视图；
图6B是图6A所示的电池模块的侧视图；
图6C是图6B所示的电池模块的局部放大图；
图7A是构成根据本发明的一实施形态的电池系统的带有连接端子的电池模块的连接图；
图7B是构成根据本发明的一实施形态的电池系统的通常的电池模块的连接图；
图7C是示出根据本发明的一实施形态的电池系统整体的连接状况的图；
图8是具备根据本发明的一实施形态的电池系统的电气铁路电力供给系统的系统图；
图9是示出各种电池等的相对于SOC的电压变化的SOC特性图。
具体实施方式
以下参照附图说明根据本发明的电池系统的实施形态，但是本发明并不限于该实施形态。
图1是示出根据本发明的一实施形态的电池系统A的结构的立体图，如图1所示，在柜体K中以横四列纵五段地容纳有20台的电池模块B。在这里，根据所要求的电气性规格选定容纳的电池模块B的台数，并不限于20台。并且，图1中为了便于说明省略示出柜体K的门。电池模块B的电极端子10通过电缆60与邻接的电池模块B连接，并作为整体串联连接。位于串联连接的电磁模块群的两端的各电池模块B、B’通过电缆（未图示）引导至柜体K的外部。在柜体K的外表面设置有带有盖80a的端子箱80。在端子箱80的内部设置有外部连接用的三个正极电源端子81A、81B、81C以及外部连接用的一个负极电源端子82。并且，也可以用导电条（bus bar）替代电缆。
在图1的20台的电池模块中，一台是由根据本发明的具有连接端子的电池模块B’构成，剩余的19台是由不具有连接端子的电池模块B构成。以下，首先示出不具有连接端子的电池模块B的一例，之后说明根据本发明的具有连接端子的电池模块B’。
图2是示出电池模块B的结构的部分剖切侧视图。该电池模块B是例如设置于电气铁路的变电站的电池模块，较佳的是作为主要的构成元件具备由多个（本实施形态中是30个）作为密闭式的矩形电池的电池单元C以电池单元C的厚度方向叠层的电池叠层体1、将电池叠层体1以叠层方向X系紧固定用的侧面板3、压缩板5及系紧螺栓7，这些主要的构成元件通过由绝缘材料构成的外壳9覆盖。
如图3所示，电池单元C具备矩形的框型构件14、第一盖构件15、及第二盖构件16，由框型构件14、第一盖构件15及第二盖构件16构成的空间内容纳有镍氢电池（未图示），从而整体构成电池单元。
并且，在本实施形态中，第一盖构件15及第二盖构件16两者由镀镍的钢板形成，将第一及第二的盖构件15、16分别与所述镍氢电池的正极及负极连接。即，第一及第二的盖构件15、16分别兼有电池单元C的正极侧端子及负极侧端子的功能。
接着，说明利用电池单元C构成的电池模块B的结构。如图2所示，本实施形态示例中的电池模块B的电池叠层体1是，将电池单元C和放热板31叠层的电池叠层体，然而如图3所示，电池单元C是在相邻接的电池单元C的一个的第一盖构件15和另一个的第二盖构件16相互对置的方向上叠层，此外，电池单元C之间夹有放热板31。在放热板31上设置有用于通过制冷剂的流通孔（未图示）。并且，在本实施形态中，对于两组电池单元C夹有一个放热板31，但是也可以是每个电池单元C，即电池单元C的两面夹有放热板31。
图4是将作为电池模块B的主要部分的模块本体47部分剖切示出的立体图。并且，在以下说明中，电池叠层体1的正极侧（图4的近侧）称为前侧，负极侧（图4的里侧）称为后侧。在电池叠层体1的叠层方向X的两侧面上配置有由一组沿着叠层方向X延伸的板状的构件构成的侧面板3，覆盖电池叠层体1的两侧面。在侧面板3的叠层方向X的前端部及后端部上，分别通过侧面螺栓32固定有作为板状的压缩构件的压缩板5，通过前后的各压缩板5、5覆盖电池叠层体1的叠层方向X的前表面及后表面。并且，在电池叠层体1的叠层方向X的上方及下方分别配置有作为沿着叠层方向X延伸的板状构件的上面板33及下面板34。上面板33及下面板34用螺栓连接固定在侧面板3上。
图5是沿着图4的V-V线剖切的剖视图。如图5所示，作为正极侧的集电构件的第一集电板35与电池单元C重叠配置在位于电池叠层体1的最前部的电池单元C的第一盖构件15（参照图3）的前侧。此外，绝缘板37及绝缘板保护板39以该顺序重叠配置在该第一集电板35的前侧。
在压缩板5的螺纹孔50中，在电池叠层体1的叠层方向X从前方螺合有多个系紧螺栓7，贯通压缩板5。系紧螺栓7的前端与绝缘板保护板39接触，并通过绝缘板保护板39、绝缘板37及第一集电板35向叠层方向X的后方按压电池叠层体1。电池叠层体1的后端部也具有与图5所示的前端部相同的结构，系紧螺栓7通过绝缘板保护板39、绝缘板37及第二集电板36（参照图7）向叠层方向X的前方按压电池叠层体1的后端部。
在绝缘板37及绝缘板保护板39的各中央部形成有圆形的开口37a、39a，在这些开口37a、39a内，起到电池模块B的正极端子11的功能的正极端子螺栓45螺合于第一集电板35的约中央部的螺纹孔44。并且，与前端部相同，负极端子12（参照图7）螺合于第二集电板36（参照图7）而安装在电池叠层体1的后端部。
接着，利用图6说明根据本发明的具有连接端子的电池模块B’的实施形态。并且，与电池模块B的共同部分省略说明，并用相同的符号示出。
图6A是电池模块B’的俯视图，图6B是其侧视图，图6C是图6B的局部放大图。在图6所示的实施形态中，放热板31设置于电池单元C的两侧，但是如图2所示，也可以在两组的电池单元C上仅设置一个。
在本实施形态中，在作为正极集电部的第一集电板35和作为负极集电部的第二集电板36之间，两个中间集电体20分别设置在电池单元C之间。即，中间集电体20配置为使中间集电体20的一侧面与电池单元C的第一盖构件15（图3）接触，并使中间集电体20的另一侧面与另一个电池单元C的第二盖构件16（图3）接触。而且，在后端侧的中间集电体20和第二集电板之间叠层9个电池单元C，在前端侧的中间集电体20和第一集电体35之间叠层9个电池单元C，在两个中间集电体20之间叠层10个，总共叠层28个构成电池模块B’。较佳地是中间集电体20是在导电性良好的导体的铝（或者是铝合金）上镀镍而成。中间集电体20并不限于铝（或者铝合金），只要是导电性良好的导体即可，例如也可以是不锈钢等。实施镀镍可以减少接触电阻，但是也可以不施镀。
中间集电体20为导电性良好的导体，因此可以有效地将相邻接的一个电池单元C中的电传递至相邻接的另一个电池单元C里。
由于中间集电体20的厚度制作为与将电池单元C和两个放热板31加起来的厚度相同，因此在电池模块B中，取出电池单元C和两个放热板31后安装中间集电体20即可形成电池模块B’，因此可以沿用电池模块B的设计，可以实现部件及组装的共用化。
在电池模块B中，两组电池单元C上组合一个放热板31时，可以使中间集电体20的厚度达到将电池单元C和放热板31加起来的厚度。
在中间集电体20上也可设置用于通过制冷剂的流通孔（未图示）。中间集电体20对电池的冷却有用。
在中间集电体20的上表面的约中央部设置有螺纹孔23，在作为螺纹孔23的上方的外壳9的顶板及上面板33上分别形成有圆形的开口9a、33a，在开口9a、33a内，连接端子螺栓22从上方螺合于螺纹孔23，以将连接端子21安装于中间集电体20。
在开口9a的上表面配置有由中央部开设有使连接端子21通过的孔的绝缘体构成的堵塞圆板24，防止从外部进入异物。在不设置连接端子21的中间集电体20的上方的开口9a、33a上配置有中央部不具有使连接端子21通过的孔的堵塞圆板25。
在连接端子21上连接有电缆（未图示），电缆引导至柜体K的外部外侧，与电池系统的正极电源端子连接。与电池模块B’形成对极的电池模块B的负极端子12上连接有电缆（未图示），电缆引导至柜体的外部外侧，与电池系统的负极电源端子连接。
接着，利用附图说明电池系统的输出电压的调节方法。图7A是说明具有连接端子的电池模块B’的连接状况的图，图7B是说明通常的电池模块B的连接状况的图。电池模块B由30个电池单元构成，另一方面，电池模块B’由28个电池单元构成，并可以在每9个或10个电池单元中由连接端子导出电。电池模块B的叠层数（电池单元数）可以是30以外的值，并且电池模块B’的连接端子可以是1～4中的任意数。
在图7A中，连接端子21a、21b设置为可安装向外部导出电用的电缆66a、66b，正极端子11设置为可安装电缆62。并且，负极端子12通过电缆64与相邻接的电池模块B的正极端子11连接。此外，电池模块B的负极端子12通过电缆64依次与其邻接的电池模块B的正极端子11连接，在最后段的电池模块Bb负极端子12上连接有电缆65。其结果是作为整体电池系统形成如图7C所示的连接状况。
即，电池系统的位于最高电位侧的电池模块B’的正极端子11通过电缆62与柜体K的正极电源端子81A（参照图1）电连接，连接端子21a、21b分别通过电缆66a、66b与柜体K的正极电源端子81B、81C（参照图1）电连接。于是，电池系统的位于最低电位侧的电池模块B的负极端子12通过电缆65与柜体K的负极电源端子82（参照图1）电连接。
电池系统的柜体K搬入现场后，首先电池系统的负极电源端子82与接触网的负极侧（例如，接地处理的轨道）连接，三个正极电源端子81A、81B、81C中的任意一个与成为负荷的接触网的正极侧连接。
此时，电池系统由19台的电池模块B和一台的电池模块B’构成，其开路输出电压为30×1.367V×19+28×1.367=817V。因负荷的状况及其他设备的运转状况，在电压高的情况下，将电位比电缆62仅低9个电池单元（12V）的量的电缆66a与接触网的正极侧连接。即使那样输出电压也高的情况下将电位比电缆66a还低10个电池单元的量的电缆66b与接触网的正极侧连接。这样，将接触网和电池系统之间的连接处调节为从高电位的位置移动至低电位的位置，最终决定与接触网连接的一个正极电源端子，以此在实际运用状态中可以实现处于使用状态的电池单元C的使用记录的均等化，减少电池单元C之间的不均匀性。并且，也可以将电池模块B’配置在电池系统的最低电位侧，并将地线和电池模块B’之间的连接处调节为从低电位的位置移动至高电位的位置，从而最终决定在电池模块B’中与地线连接的一个端子。
在图7所示的实施形态中，将电池模块B’配置在电池系统的正极侧，但是也可以将它配置在负极侧而构成电池系统。在电池系统的负极侧配置电池模块B’的方法在电压调节的安全方面更有利。
图8是具备本发明的实施形态的电池系统的电气铁路电力供给系统的概略结构图。对于电气铁路用变电站100，根据本发明的电池系统108通过馈电线105与接触网109直接连接。电池系统108的正极端子与馈电线105连接，负极端子通过配线115与回线（轨道）107连接。换而言之，电池系统108与接触网109连接，无需通过控制充放电电压的充放电控制装置。
电气铁路电力供给系统99具备从来自电力公司等的交流电源101中通过交流电线102接收电力的变压器103和与变压器103连接的整流装置104，整流装置104的正极端子与接触网109连接，负极端子与回线107连接。
从整流装置104输出的直流电力从馈电线105通过接触网109供给至电气车辆110。在电气车辆110中，将接收的直流电力通过例如车上的电力控制装置112转换成交流电，并供给至行驶用的电动马达113及辅机。
例如，如果电气车辆110是处于制动状态的再生车辆，除此之外没有需要再生电力的电气车辆时，接触网电压会上升，再生电力向电池系统108充电。另一方面，电气车辆110为加速车辆时，接触网电压降低，从电池系统108通过接触网109向加速车辆供给电力。
综上，在电池系统108中，接触网109和回线107之间的电压高于电池系统108的电池电压时充电，低时放电。这样，电池系统108起到补偿接触网109上的电力的过量和不足，确保节能和电气车辆的运行。
发生再生电力的情况下，如果电池系统108的电压高于接触网电压，则再生电力不能向电池系统108充电。并且，如果有加速车辆时电池系统108的电压低于接触网电压，则不会从电池系统108向接触网109供给电力。电池系统108在有效吸收再生电力以达到节能，并将不足电力供给至加速车辆确保运行时，如果电池系统108的电压不合适，则电池系统108不能充分发挥其作用。为了避免相关的不合适的状况，需要调节电池系统108的电压。
此外，在用于根据本发明的电池系统的电池中，较佳地是SOC在约70%至约80%附近使用。这是因为如果SOC过高则吸收再生电力的余地减少，如果过低则需要电池系统的电力时发生电池系统的电力不足。于是，在现场试图调节根据本发明的电池系统时，需要将输出电压选择为使SOC达到约70%至80%、较佳地是80%附近。
如后面所述，镍氢电池的相对SOC的电压变化小，具有无需在通常的电池中需要的用于调节电压的充放电控制装置的特性。为了维持该特性的同时使电池系统充分发挥其作用，需要精细调节电池系统的输出电压，并需要具有根据本发明的带有连接端子的电池模块的电池系统。
图9是示出各种电池等相对于的SOC（荷电状态）的电压变化的SOC特性图。曲线a示出镍氢电池的电压变化，曲线b示出铅蓄电池的电压变化，曲线c示出锂离子电池的电压变化，曲线d示出双电层电容器的电压变化。
相对SOC的变化的电压变化在镍氢电池中约为0.1，在铅蓄电池中约为1.5，在锂离子电池中约为2.0，在双电层电容器中约为3.0。如果允许相同的电压变化幅度，则可以将镍氢电池的电压变化减小到铅蓄电池的1/15，锂离子电池的1/20，双电层电容器的1/30。
如图9所示，曲线a中示出的镍氢电池与其他电池等相比在SOC的宽范围S下具有稳定的电压特性。即，镍氢电池在SOC的宽范围下电压的变化小。与此相比，在曲线b、c、d中示出的其他电池等中，相对于SOC的变化电池电压的变化大。例如，从SOC的中央值观察，使用镍氢电池时使中央值的电压作为V1，并使电压变化控制在范围dV1内的情况下，基本上在SOC的整个范围内可以使用，可以有效利用电池容量。与此相反，使用铅蓄电池时使中央值的电压作为V2，并使电压变化控制在范围dV2内的情况下，只有在SOC狭窄的范围下可以使用，难以有效利用电池容量。同样地，使用锂离子电池时使中央值的电压作为V3，并使电压变化控制在范围dV3内的情况下，只有在SOC狭窄的范围下可以使用，难以有效利用电池容量。在这里，电压变化范围的大小用电压的中央值归一化，从而使其变成dV1/ V1= dV2/ V2= dV3/ V3。
于是，将SOC为范围S的中间附近，即SOC为50～70%时的电池电压与图8的电气铁路电力供给系统的额定输出电压相等或略相等的电池系统108与图8所示的接触网109直接连接的情况下，即使因电池系统108重复充放电其充电状态（SOC）发生变化，电池电压的变化仍然小，因此可以有效利用电池容量。
因此，根据本发明的电池系统接触网电压的变化允许的范围覆盖大部分的SOC的范围，因此即使没有设置充放电控制装置，也可以有效利用电池容量。 

Claims (12)

1.一种电池系统，
所述电池系统是由多台电池模块串联连接构成的电池系统，所述电池模块是由多个电池单元叠层构成；
在多个所述电池模块中至少一个电池模块的正极端子和负极端子之间设置有用于导出电的连接端子。
2.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，在所述至少一个电池模块中设置有多个所述连接端子，所述多个连接端子分别连接在该电池模块内的相互不同电位的多个位置上。
3.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，所述电池单元是镍氢电池。
4.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，对于所述电池模块，在所述电池单元和所述电池单元之间设置中间集电体，在该中间集电体上安装所述连接端子。
5.根据权利要求4所述的电池系统，其特征在于，所述中间集电体镀有镍。
6.根据权利要求4所述的电池系统，其特征在于，在所述电池模块中，在所述电池单元和所述电池单元之间配置有散发电池单元中产生的热的散热板，所述中间集电体的厚度与将所述电池单元和一片或两片散热板加起来的厚度相等。
7.根据权利要求6所述的电池系统，其特征在于，所述电池模块收纳在柜体内。
8.根据权利要求7所述的电池系统，其特征在于，
在所述柜体内设置有外部连接用的多个电源端子；
所述多个电源端子与所述连接端子、所述正极端子及所述负极端子电连接。
9.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，所述连接端子能够拆卸。
10.一种电气铁路用电力供给系统，
所述电气铁路用电力供给系统是用于具有从交流电线接收电的变压器、与该变压器连接的整流装置及与该整流装置连接的馈电线的电气铁路用的变电站的电力供给系统；
其中，将多个电池单元叠层构成的多台电池模块串联连接构成的电池系统与所述馈电线直接连接；
在多个所述电池模块中至少一个电池模块的正极端子和负极端子之间设置有用于导出电的连接端子。
11.一种电池模块，包括：
所述电池模块是由多个镍氢电池单元叠层构成的电池模块；
在所述电池单元和所述电池单元之间设置实施镀镍的中间集电体，在该中间集电体上安装所述连接端子。
12.根据权利要求11所述的电池模块，其特征在于，在所述电池模块中，在所述电池单元和所述电池单元之间配置有散发电池单元中产生的热的散热板，所述中间集电体的厚度与将所述电池单元和一片或两片散热板加起来的厚度相等。
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