CN106688137A - 车辆用蓄电池装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆用蓄电池装置，其排出反复充放电而生成的热。车辆用蓄电池装置(10)具备：壳体(12)；多个电池箱(14)，配置在壳体的内部，收纳构成车辆电源的单电池，且具有将在电池箱的内部生成的热传输到电池箱的外部的传热部；以及共同冷却流路(16)，配置在壳体的内部，引进流体的吸入口(16a)以及排出经过流路内部的流体的排出口(16b)朝向不同于车辆的行驶方向的方向开口，并且多个电池箱各自的传热部露出于流路内部。

Description

车辆用蓄电池装置
技术领域
本发明的实施方式涉及车辆用蓄电池装置。
背景技术
以往，已知一种电力贮藏装置(电源装置、电池装置)，其具备壳体、配置在壳体内的电池以及通过将冷却用空气吹向电池而冷却电池等的冷却装置。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4053577号说明书
专利文献2：日本特开2010-15931号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在将这种电池装置搭载于车辆上使用的情况下，需要一种强牢固性冷却结构，其高效地排出反复充放电而生成的热从而冷却电池。另外，在使用外部空气作为冷却介质的情况下，优选以使含有电池和配线等的电气零部件尽可能避免与尘土和水分等接触的方式构成电池装置。
用于解决技术问题的方案
实施方式所涉及的车辆用蓄电池装置例如具备：壳体、多个电池箱以及共同冷却流路。多个电池箱配置在壳体的内部，收纳构成车辆电源的单电池。另外，电池箱具有将在该电池箱的内部生成的热传输到电池箱的外部的传热部。共同冷却流路配置在壳体的内部，引进流体的吸入口以及排出经过流路内部的流体的排出口朝向不同于车辆的行驶方向的方向开口。另外，共同冷却流路使多个电池箱各自的传热部露出于流路内部。
附图说明
图1是说明构成实施方式所涉及的车辆用蓄电池装置的蓄电池模块的概略结构的俯视图。
图2是说明实施方式所涉及的、收纳在构成车辆用蓄电池装置的蓄电池模块中的电池箱与连接到电池箱的传热部的结构的侧视图。
图3是说明将实施方式所涉及的车辆用蓄电池装置配置在车辆的地板下的状态的侧视图。
图4是说明将实施方式所涉及的车辆用蓄电池装置分别配置在车辆的地板下、车宽方向的两侧的状态的说明图。
图5是说明将实施方式所涉及的车辆用蓄电池装置配置在车辆的地板下的其他例子的说明图。
图6是说明将实施方式所涉及的车辆用蓄电池装置固定在车辆的地板下部的情况下的固定结构与冷却用的流体的流动的说明图。
图7是说明将实施方式所涉及的车辆用蓄电池装置固定在车辆的车顶上部的情况下的固定结构与冷却用的流体的流动的说明图。
图8是示出在实施方式所涉及的车辆用蓄电池装置中，能够选择固定在车顶上部与固定在地板下部的外装盒的结构的图，是示出固定在地板下部的形态的图。
图9是示出在实施方式所涉及的车辆用蓄电池装置中，能够选择固定在车顶上部与固定在地板下部的外装盒的结构的图，是示出固定在车顶上部的形态的图。
图10是实施方式所涉及的车辆用蓄电池装置的外装盒的顶视图。
具体实施方式
在下面的示例性实施方式和变形例中，包含相同的结构要素。因此，下面对相同的结构要素赋予相同的标记，并且省略重复说明。
图1是说明构成实施方式所涉及的车辆用蓄电池装置的蓄电池模块10的概略结构的俯视图。另外，图2是说明收纳在蓄电池模块10中的单电池与连接到单电池的传热部18的结构的侧视图。此外，如图1所示，蓄电池模块10在大致方形的壳体12的内部支撑着多个电池箱14，所述多个电池箱14收纳构成车辆电源的单电池。车辆例如可以是通过蓄电池模块10的电力驱动驱动源(电机)而行驶的电气机车或者、具有电机与引擎作为驱动源的混合动力机车。另外，也可以是电动汽车、混合动力车等的汽车、卡车、公共汽车等。蓄电池模块10的电力也可以向车辆的电力组件(辅助类)供给电力。另外，蓄电池模块10也可以用作驱动源只有引擎的车辆的电力组件。
在壳体12的内部形成有多个隔壁12a，侧壁12b、内部壁12c以及底面壁12d、上面壁(未图示)划分出了收纳室12e。图1中，示出了划分出6个收纳室12e的例子。也就是，在本实施方式中，6个电池箱14在两侧夹着将在后面进行说明的共同冷却流路16各配置3个。各电池箱14通过配置在收纳室12e内从而实质性地不暴露在外部空气中。其结果是，能够实质性地防止电池箱14与灰尘和尘土、水分等接触。此外，构成壳体12的原材料只要是能够确保在预先设计阶段等确定的规定级别的刚性、防尘性、防滴性、抗振动性等即可，例如也可以是树脂(塑料等)或金属。
在电池箱14的内部例如收纳有串联或者并联连接的多个单电池(电池、单电池部、单电池单元、未图示)。单电池例如可以构成为二次电池(蓄电池、充电式电池)。另外，在电池箱14中具有检测收纳的单电池的电压和温度的传感器(未图示)。虽然省略了图示，但是在电池箱14中还具有与内部的单电池电连接的电极端子(正极端子、负极端子)，相邻的电池箱14的单电池之间通过省略了图示的配线串联或者并联地电连接着。而且，电连接的多个单电池与收纳在将在后面进行说明的设备壳体中的断路器或电池管理系统等电连接，实现充放电控制。
单电池例如能够分别构成为锂离子二次电池。此外，单电池也可以是镍氢电池、镍镉蓄电池、铅蓄电池等其他二次电池。
如图2所示，电池箱14具备将收纳的各单电池进行充放电而在内部生成的热传输到电池箱14的外部的传热部18。传热部18包括电池箱14的一部分、例如热连接到下面部的热管18a、和将通过该热管18a传输的热散热的散热部18b。热管18a例如能够使用将挥发性的热传输流体封入管的内部空间、或者使其浸渗在内壁等中的管道。热管18a也可以直接连接到电池箱14的底面(壁面)。另外，例如也可以在金属制成的板状部件上形成多个槽，构成为使热传输流体穿过该槽中或者使热传输流体浸渗在该槽中的结构，从而使该板状部件与电池箱14的壁面连接。这样，例如与将铜板等具有热传导性的部件粘贴在电池箱14上的情况相比，通过使用热管18a能够高效地进行热传输。另外，与水冷式等相比，便于保养检修。散热部18b例如可以是散热器。图2中，散热器沿图2中箭头Z方向空开规定的间隔配置板状部件。此外，散热器的配置只是一例，也可以沿图2的纸面背面方向(与箭头Z方向正交的方向)配置板状部件。这样，包括热管18a与散热器的传热部18结构简单且牢固性强，能够实现高效的热传输。另外，散热部18b也可以使用散热扇，以取代散热器。在这种情况下，散热扇连接到或者配置在热管18a的端部，能够通过强制性地形成热的流动从而散热。这样，电池箱14具备传热部18，能够高效地进行电池箱14内部的冷却。此外，也可以将如图2所示的、电池箱14、传热部18(热管18a、散热部18b)整合在了一起的结构称作次级组件。
在壳体12的内部形成有共同冷却流路16。图1中，共同冷却流路16横贯壳体12的大致中央部，在其两端部具备引进冷却用的流体的吸入口16a以及排出经过流路内部区域A(流路内部)的流体的排出口16b。作为冷却用的流体例如可以使用外部空气(空气)。此外，吸入口16a以及排出口16b形成为朝向不同于搭载该蓄电池模块10的车辆的行驶方向的方向开口。另外，共同冷却流路16使壳体12支撑的多个电池箱各自的传热部18(散热部18b)露出于流路内部区域A。图1中，示出了使用壳体12的内部壁12c、底面壁12d以及上面壁形成共同冷却流路16的例子，但是不局限于此，也可以将单独形成的筒状共同冷却流路16配置在壳体12内部。
在使传热部18的散热部18b露出于共同冷却流路16的流路内部区域A的情况下，在内部壁12c上设置开口部，使散热部18b通过该开口部向流路内部区域A侧突出(露出)。在这种情况下，在开口部的周围配置密封部件等，使流通共同冷却流路16的流路内部区域A的流体(例如外部空气)不泄漏到收纳室12e侧。这样，通过使将从各电池箱14传输的热散热的散热部18b露出于共同冷却流路16的流路内部区域A，能够有效地进行热交换。另外，如图1所示，通过夹着共同冷却流路16在两侧配置电池箱14，能够将从多个电池箱14传输的热汇集起来在共同冷却流路16进行热交换，能够进行高效的冷却。另外，通过在共同冷却流路16汇集多个散热部18b，壳体12内的空间效率提高。进一步，由于能够实质性地将收纳有单电池的区域与外部空气经过的共同冷却流路16内的区域分离开，因此能够减轻单电池等电力组件的污损。也就是，能够减少电力组件的故障发生频率，或者防止故障的发生。进一步，通过将共同冷却流路16设置为实质上无分支的直线形状，能够减轻流速(风速、风力)的降低，因此能够有助于冷却效率的提高。另外，通过使多个散热部18b在共同冷却流路16汇集起来，能够实现简单结构的冷却结构，该冷却结构的牢固性得以提高，并且能够得到抗振动性、防尘、防滴性好的结构。
在图1所示的蓄电池模块10的情况下，通过在共同冷却流路16的吸入口16a的附近、例如在吸入口16a配置作为流体搬运装置而发挥功能的送风扇20，从而积极地将作为冷却用的流体的外部空气送进了共同冷却流路16的流路内部区域A内。另外，在送风扇20的上游侧配置有支撑在吸入侧辅助壳体12f上的过滤装置22。在吸入侧辅助壳体12f与壳体12的侧壁12b之间的连接部配置有垫片等的密封部件24，防止不经过过滤装置22的外部空气(冷却用的流体)流进吸入口16a侧。图1中，配置了两层密封部件24，提高了连接可靠性。
另一方面，本实施方式的过滤装置22配置在偏离送风扇20或者吸入口16a的吸入侧正面的位置(错开的位置)。图1中，两个过滤装置22以不位于送风扇20或者吸入口16a的正面的位置的方式分开配置。经过了过滤装置22的外部空气(空气)通过由隔壁12a与吸入侧辅助壳体12f形成的吸入流路R流进送风扇20或者吸入口16a。尤其是，在将送风扇20设置在吸入口16a的情况下，通过如图1将过滤装置22配置在偏离送风扇20的吸入侧正面的位置，能够分散送风扇20相对于过滤装置22的吸引力(吸气力)。例如，在送风扇20的吸入侧正面配置了过滤装置22的情况下，送风扇20的吸引力容易作用在过滤装置22上的特定部分，可能导致部分造成由外部空气中含有的尘土等引起的污染。在这种情况下，可能导致过滤装置22的功能减退和寿命缩短。通过进行如图1所示的由送风扇20与过滤装置22的配置引起的吸引力的分散，能够缓解或者抑制如上所述的过滤装置22的部分污染。也就是，能够延长过滤装置22的寿命，有助于维修频率的降低。
过滤装置22只要是能够除去灰尘和尘土等异物或水分等，以使共同冷却流路16的流路内部区域A和送风扇20等能够维持规定的清洁度即可，可以选择各种过滤结构。例如，既可以是一层型，也可以是多层型。在多层型的情况下，例如也可以是惯性过滤与布过滤的组合。
如前所述，排出口16b形成为朝向不同于车辆的行驶方向的方向开口。图1中，共同冷却流路16的排出口16b配置在位于吸入口16a的延长线上的位置(直线位置)。在本实施方式的情况下，考虑相邻配置多个蓄电池模块10的情况下的流体的排出效率，从排出口16b排出的流体被排出到在图1中纸面背面侧。图1中，在通过密封部件24连接到了壳体12的排出侧辅助壳体12g上，一个方向的一侧(例如图1的纸面背面侧方向)形成有多个排出孔26。在这种情况下，排出孔26也朝向不同于车辆的行驶方向的方向开口。此外，图1所示的排出孔26的形状只是一例，也可以是角孔等，也可以为形成面的整体或者一部分是网格结构的形状。另外，也可以是使排出孔26实质性地连续的夹缝形状或者大孔(长孔、角长孔等)。此外，也可以在排出孔26上设置过滤器或与之相当的装置，以防止从外部侵入异物。
另一方面，如上所述的蓄电池模块10也可以用作例如铁路车辆用的电源模块。在铁路车辆的情况下，可能会往返运行于线路，因而存在使行驶方向在去程与回程相反的情况。例如，在吸入口16a(过滤装置22)朝向铁路车辆的前进方向开口的情况下，去程为顺风，因此能够以送风扇20的吸引力以上的吸引力高效地引进外部空气(冷却用的流体)。相反，回程时，外部空气引进仅靠送风扇20的吸引力，因此去程与回程产生吸引能力的差异，也就是，去程与回程产生了冷却能力的差异。同理，在排出口16b(排出孔26)朝向铁路车辆的前进方向开口的情况下，在去程中外部空气的流动朝向排出口16b侧，因此能够高效地排出空气(用于冷却的外部空气)。相反，回程时，外部空气从排出口16b(排出孔26)流进共同冷却流路16的流路内部区域A，导致来自流路内部区域A的外部空气的排出效率降低。也就是，去程与回程产生排出能力的差异，其结果是，去程与回程在冷却用的流体的排出上也产生冷却能力的差异。因此，本实施方式的蓄电池模块10使共同冷却流路16的吸入口16a的开口方向(过滤装置22的外部空气引进方向S)以及排出口16b的开口方向(排出孔26的开口方向)均朝向不同于铁路车辆的行驶方向的方向开口。例如，使吸入口16a(过滤装置22)朝向铁路车辆的车宽方向(侧方)。这样，通过使吸入口16a(过滤装置22)朝向铁路车辆的侧方，能够与铁路车辆的行驶方向无关地、稳定地进行外部空气的引进。也就是，使去程与回程难以产生外部空气引进效率的差异。同理，通过使排出口16b(排出孔26)例如朝向铁路车辆的车辆上方或者车辆下方开口，能够与铁路车辆的行驶方向无关地、稳定地进行外部空气的排出。也就是，使去程与回程难以产生外部空气排出效率的差异。其结果是，通过使蓄电池模块10中的冷却效率与铁路车辆的行驶方向无关地相等，实现了稳定的蓄电池模块10的冷却。
如上所述构成的蓄电池模块10既可以作为如图1所示的支撑6个电池箱14的单层模块而搭载于铁路车辆，也可以作为将多层单层模块沿图1的纸面背面方向层叠起来的层叠模块而搭载于铁路车辆。在为层叠模块的情况下，过滤装置22既可以设置在各层，也可以沿层叠方向配置长过滤装置22。另外，在为层叠模块的情况下，排出孔26也可以与层叠模块的最下层或者最上层的单层模块相对应地设置。
如上所述，本实施方式的蓄电池模块10为将外部空气作为冷却用的流体而引进到共同冷却流路16中的空冷冷却方式。如图1所示，与水冷冷却方式的结构相比，本实施方式的空冷冷却结构简单且牢固性强，因此即使是在如铁路车辆等行驶中时常受到振动的情况下，也能够抑制振动冲击造成冷却结构的故障和损坏。
图3、图4、图5是说明将如上所述的蓄电池模块10配置在了车辆一例、即铁路车辆28的地板下的状态的侧视图。如前所述，蓄电池模块10能够通过朝向铁路车辆28的车宽方向(侧面)配置过滤装置22，与铁路车辆28的前进方向无关地、稳定地引进外部空气(冷却用的流体)。在本实施方式的情况下，蓄电池模块10由外装盒30支撑并固定于铁路车辆28。此外，对于外装盒30将在后面进行详细说明。在图3至图5中，示出了将多个蓄电池模块10以相邻的状态并列配置的例子。由外装盒30支撑着的蓄电池模块10的集合体能够固定在铁路车辆28的前后的台车32之间的空间。此外，在铁路车辆28的地板下，除了蓄电池模块10以外，还配置有各种设备。因此，如图4所示，能够根据其他设备的配置，用以在铁路车辆28的车宽方向上左右分开的状态配置的独立外装盒30支撑蓄电池模块10。在这种情况下，在外装盒30内以直线状设置有支撑区域，沿着车辆前进方向支撑多个蓄电池模块10(壳体12)。关于支撑区域将在后面进行说明。在如图4所示的蓄电池10的布局的情况下，也可以使从铁路车辆28的侧方引进的外部空气如排出孔26所示排出到车辆下方。另外，图4的例子中，配置在车宽方向左右的外装盒30之间存在车宽方向的间隙，因此也可以将排出孔26朝向该间隙配置。在这种情况下，由于能够相对于共同冷却流路16(参照图1)的流路内部区域A直线地配置排出孔26，因此能够减小排出阻力，能够有助于冷却效率的提高。此外，在这种情况下，优选使支撑在车宽方向左右的外装盒30上的蓄电池模块10的排出孔26相互不对置。例如，通过使支撑在车宽方向左侧的外装盒30上的蓄电池模块10的排出孔26与支撑在车宽方向右侧的外装盒30上的蓄电池模块10的排出孔26错开位置配置，能够减轻配置在车宽方向左右的外装盒30之间的间隙充满排气。
另一方面，图5的例子中，由外装盒30统一支撑着多个蓄电池模块10。在这种情况下，在外装盒30内也以直线状设置有支撑区域，沿着车辆前进方向支撑多个蓄电池模块10(壳体12)。在如图5所示的蓄电池10的布局的情况下，使从铁路车辆28的侧方引进的外部空气如排出孔26所示排出到车辆下方。冷却用的流体的排出也能够通过使排出孔26朝向不同于铁路车辆28的行驶方向的方向开口，从而与铁路车辆28的前进方向无关地、稳定地排出外部空气(冷却用的流体)。
在蓄电池模块10中，存在过滤装置22，作为需要保养检修的零部件的一种。如上所述，在本实施方式的情况下，蓄电池模块10中的过滤装置22如图3所示配置在铁路车辆28的侧面。如在图1中说明的那样，由于过滤装置22支撑在吸入侧辅助壳体12f上，因此能够容易地从铁路车辆28的侧方拆装。另外，通过取下吸入侧辅助壳体12f，能够容易地接入配置在共同冷却流路16的吸入口16a侧的送风扇20，能够容易地进行维修和更换作业。进一步，根据需要也能够通过从铁路车辆28的侧方的接入而容易地实施蓄电池模块10自身的拆装。这样，能够容易地更换维修周期比较短的过滤装置22，由此能够高效地进行蓄电池模块10的保养检修作业。
另一方面，蓄电池模块10需要各种电气零部件，用于进行收纳的多个单电池的充放电控制和状态管理等。例如，实施各电池箱14的温度和单电池的充放电状态的监视的电池单元管理系统或电池管理系统的基板、实现主电路与单电池之间的开放接触动作的塑壳断路器(MCCB：Molded Case Circuit Breaker)以及服务断开连接器等。其他还包括：控制电路的基板、电路用电源、保安装置、温度传感器等各种传感器、安全显示灯、保护电路的基板以及互锁机构等。这些电气零部件既能够配置在各蓄电池模块10的内部，也能够一并配置。在本实施方式中，将这些电气零部件收在与蓄电池模块10的壳体12实质上为相同形状、大小的密闭性的设备壳体34中。而且，如图4、图5所示，使用在外装盒30内形成的多个支撑区域中的一个将设备壳体34支撑在蓄电池模块10的附近。这样，通过与其他蓄电池模块10(壳体12)相同地用外装盒30支撑设备壳体34，使设备壳体34的拆卸和安装变得容易，并能够高效地进行与单电池的寿命不同的寿命的电气机械的维修。另外，通过将电气零部件收纳在设备壳体34，能够实质性地切断外部空气的进入，能够减少由灰尘和尘土、水分的混入造成的电气零部件的故障的发生。
图6、图7是从路线方向观察铁路车辆28的情况下的图，是说明将支撑在外装盒30内的蓄电池模块10(车辆用蓄电池装置)固定在铁路车辆28上的情况下的具体例子的图。图6是说明将蓄电池模块10固定在铁路车辆28的地板下部的情况下的固定结构与冷却用的流体的流动的说明图。图7是说明将蓄电池模块10固定在铁路车辆28的车顶上部的情况下的固定结构与冷却用的流体的流动的说明图。
图6是与图5相对应的结构，由外装盒30统一支撑多个蓄电池模块10。在外装盒30上，上面侧形成有地板下固定用凸缘30a(下部固定部)，构成为能够连接固定到在铁路车辆28的地板下28a形成的地板下固定基座28b。例如能够使用螺钉或者螺母等实施地板下固定用凸缘30a与地板下固定基座28b之间的紧固连接。在将外装盒30固定在铁路车辆28的地板下部的情况下，外部空气(冷却用的流体)从铁路车辆28的侧方通过过滤装置22被吸进蓄电池模块10。图6中，蓄电池模块10层叠有三层，从过滤装置22吸入的外部空气如图6中箭头所示，流通各层的蓄电池模块10各自的共同冷却流路16(参照图1)。然后，经过排出口16b通过在车辆下方开口的排出孔26排出到外装盒30外。如前所述，外部空气的引进在铁路车辆28的侧方，外部空气的排出在车辆下方，因此吸入以及排出均不受铁路车辆28的前进方向的影响。因此，能够防止去程行驶时以及回程行驶时的蓄电池模块10中的冷却效率产生差异，实现高效且稳定的冷却。
图7与图6的结构相同，由外装盒30统一支撑多个蓄电池模块10。在外装盒30上，下面侧形成有车顶上固定用凸缘30b(上部固定部)。外装盒30构成为，在铁路车辆28中用于躲避雨、雪等的车顶28c与、作为与车室侧之间的隔壁的顶棚28d之间形成的车顶上部B中，能够使在顶棚28d的上面侧形成的车顶上固定基座28e与车顶上固定用凸缘30b之间紧固连接。例如能够使用螺钉或者螺母等实施车顶上固定用凸缘30b与车顶上固定基座28e之间的紧固连接。在将外装盒30固定在铁路车辆28的车顶上部B的情况下，外部空气(冷却用的流体)从铁路车辆28的侧方通过过滤装置22被吸进蓄电池模块10。由于车顶上部B被车顶28c覆盖，因此在过滤装置22的附近的车顶28c上形成有通气口28f，外部空气能够容易地进出。图7中，蓄电池模块10层叠有三层，从过滤装置22吸入的外部空气如图7中箭头所示，流通各层的蓄电池模块10各自的共同冷却流路16(参照图1)。然后，经过排出口16b通过在车辆上方开口的排出孔26排出到外装盒30外。如前所述，外部空气的引进在铁路车辆28的侧方，外部空气的排出在车辆下方，因此吸入以及排出均不受铁路车辆28的前进方向的影响。因此，能够防止去程行驶时以及回程行驶时的蓄电池模块10中的冷却效率产生差异，实现高效且稳定的冷却。此外，从排出孔26排出的冷却用的流体(空气)虽然能够从通气口28f排出，但是通过设置与排出孔26的开口位置相对应的通气口，能够抑制已利用的冷却用的流体(被加热的空气)被再次从过滤装置22吸入，有助于冷却效率的提高。
图8、图9是说明前面所述的外装盒30的变形例的图。图8、图9所示的外装盒36是能够应用在图6中说明的地板下固定与图7中说明的车顶上固定两者中的通用外装盒。外装盒36的基本结构虽然与图6、图7所示的外装盒30相同，但是在外装盒36的情况下，具有地板下固定用凸缘36a(下部固定部)以及车顶上固定用凸缘36b(上部固定部)两者。另外，外装盒36具备：下方开口预定部38，用于在通过地板下固定用凸缘36a固定的情况下，将冷却用的流体排出到车辆下方；以及上方开口预定部40，用于在通过车顶上固定凸缘36b固定的情况下，将冷却用的流体排出到车辆上方。而且，上方开口预定部40与下方开口预定部38中的某一个在不使用时通过封闭部件42封闭。
图8是将外装盒36固定在铁路车辆28的地板下的情况下的封闭部件42的应用例。在这种情况下，上方开口预定部40通过封闭部件42封闭，下方开口预定部38为开口状态。也就是，从过滤装置22吸入的冷却用的外部空气经过蓄电池模块10的共同冷却流路16(参照图1)，从非封闭的下方开口预定部38排出到车辆下方。也就是，在外装盒36固定在地板下时，已利用的冷却用的流体不会流向由于存在地板下28a而排出效率低的地板面侧。
图9是将外装盒36固定在铁路车辆28的车顶上部B的情况下的封闭部件42的应用例。在这种情况下，下方开口预定部38通过封闭部件42封闭，上方开口预定部40为开口状态。也就是，从过滤装置22吸入的冷却用的外部空气经过蓄电池模块10的共同冷却流路16(参照图1)，从非封闭的上方开口预定部40排出到车辆上方。也就是，在外装盒36固定在车顶上时，已利用的冷却用的流体不会流向由于存在顶棚28d而排出效率低的车顶面侧。
封闭部件42可以是阻碍冷却用的流体的流动的部件，例如能够由金属板或树脂板构成。另外，在非封闭侧、也就是在未安装封闭部件42的下方开口预定部38或者上方开口预定部40上，为了防止异物等混入排出口侧，也可以安装网格板等。另外，也可以事先在下方开口预定部38以及上方开口预定部40安装网格板，再用封闭部件42封闭需要封闭的一侧。另外，也可以事先通过与外装盒36一体的配件使下方开口预定部38以及上方开口预定部40在初期的状态下为封闭状态，再除去(取下、破坏)封闭着设成非封闭状态的一侧的下方开口预定部38或者上方开口预定部40的配件。
这样，通过使用可应用在地板下固定与车顶上固定两者的外装盒36，实现了零部件的通用，能够有助于制造成本削减和安装作业的简化等。
图10是车顶上固定用的外装盒30(外装盒36)的顶视图。外装盒30(外装盒36)例如是由金属构成的箱形框架，设置有以排列多个的状态支撑壳体12(蓄电池模块10)的多个支撑区域44。例如，通过从支撑区域44的上方以落入的方式插入蓄电池模块10，从而使蓄电池模块10支撑在外装盒30(外装盒36)内。另外，也可以使用螺钉等紧固连接部件将蓄电池模块10固定在外装盒30(外装盒36)内。图10中，示出为连结有两个具有两个支撑区域44的外装盒30的状态，但是支撑区域44的形成数不局限于此，也可以是一个或者三个以上。此外，如在图5中说明的那样，在多个支撑区域44中的至少一个上配置有收纳与单电池不同的电气零部件的设备壳体34。因此，在图10中，在支撑于三个支撑区域44的蓄电池模块10上如箭头C所示吸入有外部空气，剩下的一个支撑区域44则由于存在设备壳体34而导致外部空被切断。在外装盒30的下端两端部形成有车顶上固定用凸缘30b。使用在该车顶上固定用凸缘30b上形成的螺钉用孔30c，进行外装盒30与车顶上固定基座28e的紧固连接。此外，在外装盒36的情况下，从顶视可以看见地板下固定用凸缘30a。另外，在外装盒30内的支撑区域44与支撑区域44之间，形成有用于将冷却用的流体排出到车顶上方的排出孔26(在外装盒36的情况下为上方开口预定部40)。图10中，排出孔26(上方开口预定部40)形成为两条长孔形状。排出孔26(上方开口预定部40)上也可以设置有网格板。在将外装盒36用作地板下固定用的情况下，如图8所示，上方开口预定部40通过封闭部件42封闭。此外，外装盒30(外装盒36)为了确保框架刚性，例如配置有向纸面垂直方向延伸的多个加强部件46。
在图10所示的外装盒30(外装盒36)中，示出了在车宽方向配列支撑区域44的例子。另一方面，在如图4所示将外装盒30(外装盒36)分别配置在铁路车辆28的车宽方向的两侧的情况下，也可以沿着铁路车辆28的前进方向直线状地配置多个支撑区域44。在这种情况下，连结多个外装盒30时为沿着铁路车辆28的前进方向连结。这样，通过使用具有支撑区域44的外装盒30(外装盒36)，能够可靠地进行蓄电池模块10和设备壳体34的支撑。另外，在通过外装盒30(外装盒36)支撑蓄电池模块10和设备壳体34的情况下，通过在两者的接触部分夹置例如防振部件等，能够容易地提高抗振动性。
如上所述，本实施方式的车辆用蓄电池装置具备壳体12、多个电池箱14以及共同冷却流路16。电池箱14配置在壳体12的内部，收纳构成车辆电源的单电池，并且具有将在电池箱14的内部生成的热传输到电池箱14的外部的传热部18。共同冷却流路16配置在壳体12的内部，引进流体的吸入口16a以及排出经过流路内部的流体的排出口16b朝向不同于车辆的行驶方向的方向开口，并且多个电池箱14各自的传热部18露出于流路内部。根据该结构，例如能够高效地排出反复充放电而生成的热，有效地冷却电池。另外，外部空气作为冷却媒介在共同冷却流路16的内部流通，只与传热部18的一部分接触。也就是，外部空气作为冷却媒介与电池箱14内的单电池不接触。其结果是，由于含有电池的电部件能够尽可能避免与灰尘和水分等接触，因此能够抑制电池的污损。另外，通过使多个散热部18b在共同冷却流路16内汇集起来，能够实现简单结构的冷却结构，能够提高该冷却结构的牢固性。进一步，由于使冷却用的流体的吸入口16a以及排出口16b朝向不同于铁路车辆28的行驶方向的方向开口，因此能够与铁路车辆28的前进方向无关地、稳定地进行外部空气(冷却用的流体)的吸入以及排出。其结果是，能够在铁路车辆28的去程行驶以及回程行驶中实现相同程度的高效的冷却。
另外，本实施方式的车辆用蓄电池装置的排出口16b例如也可以将流体排出到车辆上方或者车辆下方的任意一侧。根据该结构，例如由于能够与车辆的行驶方向无关地、稳定地进行流体排出，因此能够抑制行驶方向造成的冷却效率的偏差。
另外，本实施方式的车辆用蓄电池装置例如也可以具备外装盒30、36，所述外装盒30、36设置有以排列多个的状态支撑壳体12的多个支撑区域44。根据该结构，例如能够稳定地支撑多个蓄电池模块10。另外，由于支撑方式共同，因此便于拆装蓄电池模块10，能够有助于提高维修性。
另外，本实施方式的车辆用蓄电池装置例如也可以在外装盒30、36的多个支撑区域44中的至少一个上配置有收纳与单电池不同的电气零部件的设备壳体34。根据该结构，由于通过单独收纳驱动或者保养蓄电池模块10的电气零部件，能够与蓄电池模块10的冷却结构分离，因此能够从冷却用的流体中可能含有的尘土和灰尘、水分等保护电气零部件。
另外，本实施方式的车辆用蓄电池装置的外装盒36也可以具备：车顶上固定用凸缘36b(上部固定部)，用于固定在车辆的车顶上部；地板下固定用凸缘36a(下部固定部)，用于固定在车辆的地板下部；上方开口预定部40，用于在通过车顶上固定用凸缘36b固定的情况下，将流体排出到车辆上方；以及下方开口预定部38，用于在通过地板下固定用凸缘36a固定的情况下，将流体排出到车辆下方。根据该结构，例如即使是在将车辆用蓄电池装置设置在车辆的车顶上的情况或者设置在地板下的情况下，也能够利用相同的外装盒36。其结果是，能够共享零部件，能够有助于制造成本削减和组装作业的简化。
另外，本实施方式的车辆用蓄电池装置的上方开口预定部40与下方开口预定部38中的某一个例如也可以通过封闭部件42阻碍流体的排出。根据该结构，例如即使是在将车辆用蓄电池装置设置在车辆的车顶上的情况或者设置在地板下的情况下，也能够通过封闭部件42容易地变为可应用方式。其结果是，能够有助于使用共同零部件的组装作业的简化、制造成本削减。
另外，本实施方式的车辆用蓄电池装置例如也可以在外装盒30、36上以直线状设置有支撑区域44，以使沿着车辆前进方向支撑多个壳体12。根据该结构，例如能够使相对于外装盒30、36支撑的壳体12和设备壳体34的接入方向为一定方向。其结果是，蓄电池模块10和电气零部件的维修性提高，能够容易地实施保养检修。
另外，本实施方式的车辆用蓄电池装置的传热部18也可以包括热连接到电池箱14的壁面的热管18a、和热连接到该热管18a的一端且露出于共同冷却流路16的内部的散热部18b。根据该结构，例如能够高效地将在电池箱14的内部生成的热传输到共同冷却流路16内部，有助于冷却效率的提高。
另外，本实施方式的车辆用电池装置例如也可以进一步具备：过滤装置22，配置在偏离吸入口16a的吸入侧正面的位置；以及吸入流路R，连接过滤装置22与吸入口16a。根据该结构，例如能够分散吸入口16a相对于过滤装置22的吸气力。其结果是，能够抑制吸气力作用在过滤装置22上的特定部分，导致流体中含有的灰尘和尘土等造成部分污染，能够抑制过滤装置22的功能减退和寿命缩短。
以上，虽然对本发明的实施方式和变形例进行了说明，但是上述实施方式和变形例是作为例子提出的，并非旨在限定发明的保护范围。这些实施方式和变形例能够以其他各种方式实施，在不偏离发明宗旨的范围内，可以进行各种省略、替换、组合、变更。这些实施方式或其变形包含在发明的保护范围或宗旨中，并且，包含在权利要求书所记载的发明和其等同的保护范围内。另外，各实施方式和变形例的结构也能够通过部分地调换而实施。

Claims (9)

1.一种车辆用蓄电池装置，其特征在于，具备：
壳体；
多个电池箱，配置在所述壳体的内部，收纳构成车辆电源的单电池，且具有将在所述电池箱的内部生成的热传输到所述电池箱的外部的传热部；以及
共同冷却流路，配置在所述壳体的内部，引进流体的吸入口以及排出经过流路内部的所述流体的排出口朝向不同于所述车辆的行驶方向的方向开口，并且所述多个电池箱各自的所述传热部露出于所述流路内部。
2.根据权利要求1所述的蓄电池装置，其特征在于，
所述排出口将所述流体排出到车辆上方或者车辆下方的任意一侧。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的车辆用蓄电池装置，其特征在于，
具备外装盒，所述外装盒设置有以排列多个的状态支撑所述壳体的多个支撑区域。
4.根据权利要求3所述的车辆用蓄电池装置，其特征在于，
在所述外装盒的所述多个支撑区域中的至少一个上配置有收纳与所述单电池不同的电气零部件的设备壳体。
5.根据权利要求3或权利要求4所述的车辆用蓄电池装置，其特征在于，
所述外装盒具备：
上部固定部，用于固定在所述车辆的车顶上部；
下部固定部，用于固定在所述车辆的地板下部；
上方开口预定部，用于在通过所述上部固定部固定的情况下，将所述流体排出到车辆上方；以及
下方开口预定部，用于在通过所述下部固定部固定的情况下，将所述流体排出到车辆下方。
6.根据权利要求5所述的车辆用蓄电池装置，其特征在于，
所述上方开口预定部与所述下方开口预定部中的某一个通过封闭部件阻碍所述流体的排出。
7.根据权利要求3至权利要求6中任一项所述的车辆用蓄电池装置，其特征在于，
在所述外装盒内以直线状设置有支撑区域，以使沿着车辆前进方向支撑多个所述壳体。
8.根据权利要求1至权利要求7中任一项所述的车辆用蓄电池装置，其特征在于，
所述传热部包括热连接到所述电池箱的壁面的热管、和热连接到该热管的一端且露出于所述共同冷却流路的内部的散热部。
9.根据权利要求1至权利要求8中任一项所述的车辆用蓄电池装置，其特征在于，进一步具备：
过滤装置，配置在偏离所述吸入口的吸入侧正面的位置；以及
吸入流路，连接所述过滤装置与所述吸入口。
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