JP5039219B2 - Battery module, battery box, and railcar equipped with the same - Google Patents

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Description

本発明は、エネルギーマネジメント用として複数個の電池モジュールからなる電池箱に関し、特に、ハイブリッド型の鉄道車両に搭載されて好適な高電圧、大容量の電池モジュール、電池箱およびこれを備える鉄道車両に関するものである。 The present invention relates to a battery box composed of a plurality of battery modules for energy management, and more particularly to a high voltage, large capacity battery module suitable for being mounted on a hybrid type railway vehicle , a battery box, and a railway vehicle including the same. Is.

リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの高出力密度の電池セル複数個からなる二次電池システムは、産業用途に広く用いられている。特に近年ではハイブリッド自動車用の蓄電システムとして、高電圧化、大容量化された二次電池システムが普及し始めている。
これに対し、鉄道車両の分野においても、省エネルギー化を目的に、ディーゼルエンジンで駆動される発電機と二次電池システムを組み合わせて、モーターに電力を供給するハイブリッド鉄道車両の開発が活発に行われている。ハイブリッド鉄道車両では、車両減速時に発生するエネルギーを回生させて二次電池システムに充電させることで、従来のディーゼルエンジンのみで駆動する気動車では不可能だった回生エネルギーの再利用が可能となり、省エネルギー化を実現することができる。さらに、車両走行時には二次電池システムから放電することで加速アシストすることが可能であるため、高速鉄道車両に対応することもできる。
ここで、ハイブリッド自動車に搭載される二次電池システムの電圧は２００Ｖ程度、容量は数ｋＷｈ程度であるのに対し、ハイブリッド鉄道車両用の二次電池システムでは通常７５０〜１５００Ｖの電圧、および数十〜数百ｋＷｈの容量が必要となる。
一方、電池セルの保守点検の容易性、安全性、輸送性などを考慮すると、電池セルは数個〜数十個単位でモジュール化されていることが望ましい。これに対し、ハイブリッド自動車用の二次電池システムは、必要電圧と容量の関係から数個〜数十個の電池セルを搭載した電池モジュールとして構成されることが多い。 Secondary battery systems composed of a plurality of high-power-density battery cells such as lithium ion batteries and nickel metal hydride batteries are widely used in industrial applications. In particular, in recent years, secondary battery systems with higher voltages and larger capacities have begun to spread as power storage systems for hybrid vehicles.
On the other hand, in the field of railway vehicles, for the purpose of energy saving, hybrid railway vehicles that supply electric power to motors by combining a generator driven by a diesel engine and a secondary battery system are actively developed. ing. In hybrid railway vehicles, by regenerating energy generated when the vehicle decelerates and charging the secondary battery system, it is possible to reuse regenerative energy, which was impossible with conventional diesel powered diesel engines. Can be realized. Furthermore, since acceleration assistance can be performed by discharging from the secondary battery system when the vehicle is traveling, it is possible to deal with high-speed railway vehicles.
Here, the voltage of the secondary battery system mounted on the hybrid vehicle is about 200 V and the capacity is about several kWh, whereas the secondary battery system for a hybrid railway vehicle normally has a voltage of 750 to 1500 V and several tens of hours. A capacity of up to several hundred kWh is required.
On the other hand, considering the ease of maintenance and inspection of battery cells, safety, transportability, etc., it is desirable that the battery cells are modularized in units of several to several tens. On the other hand, a secondary battery system for a hybrid vehicle is often configured as a battery module on which several to several tens of battery cells are mounted because of the relationship between necessary voltage and capacity.

このような背景から、ハイブリッド型の鉄道車両ではハイブリッド自動車用の電池モジュールを複数個組み合わせた電池箱を構成することが想定される。
車両に搭載される二次電池システムの一例として、特許文献１に示すような電池箱が知られている。
この電池箱は、図１７に示すように、複数個の電池セルを搭載した複数台の電池モジュール５０と、各電池モジュール５０に対応して冷却風を導入するためのブロア５１と、複数台の電池モジュール５０を収納する電池ケース５２と、複数台のブロア５１を収納するブロアケース５３とを含む。ブロアケース５３は各電池モジュール５０と同数のブロア５１を収納し、電池ケース５２の吸気側に接続されている。 From such a background, it is envisaged that a hybrid type railway vehicle constitutes a battery box in which a plurality of battery modules for a hybrid vehicle are combined.
As an example of a secondary battery system mounted on a vehicle, a battery box as shown in Patent Document 1 is known.
As shown in FIG. 17, the battery box includes a plurality of battery modules 50 having a plurality of battery cells, a blower 51 for introducing cooling air corresponding to each battery module 50, and a plurality of battery modules 50. A battery case 52 that houses the battery module 50 and a blower case 53 that houses a plurality of blowers 51 are included. The blower case 53 houses the same number of blowers 51 as the battery modules 50 and is connected to the intake side of the battery case 52.

このような電池箱において、冷却用の空気は、ブロアケース５３に設けられた吸気口５４からブロアケース５３内に導入される。ブロアケース５３内に導入された空気は、各ブロア５１に吸い込まれて各電池モジュール５０に送り込まれる。その後、空気は、各電池モジュール５０内で図示しない電池セルと熱交換され、さらに、電池ケース５２内に排出された後、電池ケース５２に設けられた排気口５５から電池ケース５２の外部に排出される。   In such a battery box, cooling air is introduced into the blower case 53 from an air inlet 54 provided in the blower case 53. The air introduced into the blower case 53 is sucked into each blower 51 and sent into each battery module 50. Thereafter, the air is heat-exchanged with battery cells (not shown) in each battery module 50 and further discharged into the battery case 52, and then discharged outside the battery case 52 through the exhaust port 55 provided in the battery case 52. Is done.

特開２００５−１９２３１号公報JP 2005-19231 A

前記特許文献１を始めとするハイブリッド自動車用の電池箱では、車外に比べて清浄な車内から冷却風を取り込むことを想定していることが多い。   In the battery box for hybrid vehicles including the above-mentioned Patent Document 1, it is often assumed that cooling air is taken in from a clean interior as compared to the outside of the vehicle.

一方、鉄道車両においては、駆動システムを構成する機器類は、一般に、車体床下に搭載され、機器類の冷却が必要な場合には、その冷却用の空気として車両床下部の空気を取り込むようにしている。ここで、鉄道車両の床下環境は、車輪とレールの粘着力を増すために研磨子が散布されたり、また、車輪やレールから発生する鉄粉が巻き上げられたりして、塵埃の多い環境となっている。このため、電池箱を車両の床下に搭載すると、このような塵埃を含む空気が電池箱内へ冷却用の空気として取り込まれることになる。   On the other hand, in a railway vehicle, the devices constituting the drive system are generally mounted under the floor of the vehicle body, and when the devices need to be cooled, the air under the vehicle floor is taken in as cooling air. ing. Here, the underfloor environment of a railway vehicle is a dusty environment in which abrasives are scattered to increase the adhesion between the wheels and rails, or iron powder generated from the wheels and rails is rolled up. ing. For this reason, when the battery box is mounted under the floor of the vehicle, air containing such dust is taken into the battery box as cooling air.

仮に、電池箱内にある電源コネクタや電池セルの電極等が取り込まれた空気の流通路上に配置されていると、これらの部品に空気に含まれる塵埃が付着して電気的不具合等を生じる虞がある。
また、前記の通り、ハイブリッド型の鉄道車両では、１０００Ｖ程度の電圧が必要となるため、ハイブリッド自動車と比較してより多くの電池モジュールを搭載する必要がある。しかしながら、特許文献１に記載の電池箱では、一つの電池モジュールについて、例えば、保守点検作業を行う場合でも、複数の電池モジュールが搭載された電池ケースをまるごと取り外す必要があり、メンテナンス性が悪く、その作業が煩雑となっていた。 If the power connector in the battery box, the electrode of the battery cell, etc. are arranged on the air flow path taken in, the dust contained in the air may adhere to these parts and cause an electrical failure. There is.
In addition, as described above, since a voltage of about 1000 V is required in a hybrid railway vehicle, it is necessary to mount more battery modules than in a hybrid vehicle. However, in the battery box described in Patent Document 1, for one battery module, for example, even when performing maintenance and inspection work, it is necessary to remove the entire battery case on which a plurality of battery modules are mounted, and maintenance is poor. The work was complicated.

本発明は、冷却用の空気に塵埃が含まれる環境への設置を可能とし、電池モジュールの着脱が容易でメンテナンス性に優れた電池モジュール、電池箱およびこれを備えた鉄道車両を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a battery module, a battery box, and a railcar equipped with the battery module, which can be installed in an environment where dust is included in the cooling air, and the battery module is easy to attach and detach and has excellent maintainability. Objective.

前記した目的を達成するための手段として、本発明の電池モジュールは、電気的に接続された複数の電池セルと、前記複数の電池セルを収納する筺体と、を有する電池モジュールにおいて、前記電池セルは、電極が設けられた電極部と、電極が設けられていない胴部と、を有しており、前記筺体は、前記筺体内に空気を取り込むための吸気口と、前記筺体内から空気を排気する排気口と、を有しており、前記電極部と前記胴部とを気密に仕切り、前記吸気口および前記排気口に連結される通路の少なくとも一部を構成する仕切部材と、前記電極部を内側に有する密閉化された空間部と、を備えるように構成した。これにより、電池セルの胴部が冷却用の空気で好適に冷却されることとなり、また、側方の空間部に対して空気が流れ込むこともない。これによって、好適な冷却を行うことができるとともに、電極部が配置される空間部を冷却用の空気が通流する通流路から遮断して密閉することができる。
また、空間部の内側に、ガスを検知するためのセンサが配置されている構成とした。これにより、電極部からのガスのリークを好適に検出することができる。
また、本発明の電池箱は、電池モジュールを着脱自在に複数個搭載する電池箱であって、前記電池モジュールを着脱自在に複数個収容可能な収容部と、前記吸気口に連通して空気を電池モジュール内部へ導入可能な導入口を有する第一部材と、前記排気口に連通して空気を電池モジュール内部から導出可能な導出口を有する第二部材と、を備え、前記収容室は、前記第一部材および前記第二部材により密閉される構成とした。これにより、収容室のシール箇所を少なくすることができる。また、第一部材および第二部材によって、収容室の前面側および後面側の広い範囲を閉塞（密閉）することができるので、簡易な構成でありながらも、収容室の密閉化を良好に行うことができる。
また、本発明の電池箱を鉄道車両システムに組み込むことで、高電圧、大容量の電池箱を利用したハイブリッド型の鉄道車両が得られる。 As a means for achieving the above-described object, the battery module of the present invention is a battery module having a plurality of electrically connected battery cells and a housing for housing the plurality of battery cells. Has an electrode part provided with an electrode and a body part not provided with an electrode, and the casing has an intake port for taking air into the casing, and air from the casing. A partition member that hermetically partitions the electrode portion and the body portion, and forms at least a part of a passage connected to the intake port and the exhaust port, and the electrode And a sealed space portion having a portion inside . Thereby, the trunk | drum of a battery cell will be cooled suitably with the air for cooling, and air will not flow into the side space part. Accordingly, it is possible to perform suitable cooling, and it is possible to seal the space portion in which the electrode portion is disposed from the flow path through which the cooling air flows.
Moreover, it was set as the structure by which the sensor for detecting gas is arrange | positioned inside the space part . Thereby, the leak of the gas from an electrode part can be detected suitably.
Further, the battery box of the present invention is a battery box in which a plurality of battery modules are detachably mounted, wherein the battery module communicates with the intake port and a housing part capable of detachably storing the battery modules. A first member having an introduction port that can be introduced into the battery module; and a second member having a lead-out port that communicates with the exhaust port and can lead out air from the battery module. The first member and the second member are hermetically sealed . Thereby, the seal location of a storage chamber can be decreased. In addition, since the first member and the second member can close (seal) a wide range of the front surface side and the rear surface side of the storage chamber, the storage chamber is well sealed even with a simple configuration. be able to.
Further, by incorporating the battery box of the present invention into a railway vehicle system, a hybrid railway vehicle using a high voltage, large capacity battery box can be obtained.

本発明によれば、冷却用の空気に塵埃が含まれる環境への設置を可能とし、電池モジュールの着脱が容易でメンテナンス性に優れた電池モジュール、電池箱およびこれを備えた鉄道車両が得られる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the installation to the environment where dust is contained in the air for cooling is possible, and the battery module which was easy to attach or detach a battery module, and was excellent in maintainability, and a rail vehicle provided with the same are obtained. .

本発明の一実施形態に係る電池箱の主たる構成を示した構成図である。It is the block diagram which showed the main structures of the battery box which concerns on one Embodiment of this invention. 電池箱の外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of a battery box. 電池箱に収容される電池モジュールの斜視図である。It is a perspective view of the battery module accommodated in a battery box. 電池モジュールの模式断面図である。It is a schematic cross section of a battery module. 電池セルの支持状態を示した拡大斜視図である。It is the expansion perspective view which showed the support state of the battery cell. 電池モジュールの模式横断面図である。It is a model cross-sectional view of a battery module. 電池箱における空気の流れを示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the flow of the air in a battery box. ハイブリッド型の鉄道車両を示した構成図である。It is the block diagram which showed the hybrid type railway vehicle. 他の実施形態の電池箱に採用される電池モジュールを示した斜視図である。It is the perspective view which showed the battery module employ | adopted as the battery box of other embodiment. 同じく他の実施形態の電池箱に採用される電池モジュールの模式横断面図である。It is a model cross-sectional view of the battery module similarly employ | adopted for the battery box of other embodiment. 他の実施形態の電池箱における空気の流れを示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the flow of the air in the battery box of other embodiment. 他の実施形態の電池箱をハイブリッド型の鉄道車両に搭載したときの搭載例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of mounting when the battery box of other embodiment is mounted in a hybrid type railway vehicle. 他の実施形態のハイブリッド型の鉄道車両を示した構成図である。It is the block diagram which showed the hybrid type railway vehicle of other embodiment. ハイブリッド型の鉄道車両における搭載例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of mounting in a hybrid type railway vehicle. 他の実施形態のハイブリッド型の鉄道車両を示した構成図である。It is the block diagram which showed the hybrid type railway vehicle of other embodiment. 電池箱搭載室における空気の流れを示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the flow of the air in a battery box mounting chamber. 従来技術の説明図である。It is explanatory drawing of a prior art.

以下、本発明の電池箱について図面を参照して詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の電池箱１は、電池モジュール１０が着脱自在に複数個収容可能な収容室２や、制御室３、吸気側チャンバー６ａ、排気側チャンバー６ｂを備え、収容室２の一側（ここでは前面側）に配置された板状の第一部材２０と、収容室２の他側（ここでは後面側）に配置された第二部材３０とを備えている。そして、電池モジュール１０は、これらの第一部材２０と第二部材３０との間に、挟持される状態に保持されて収容室２内に配置されるようになっている。 Hereinafter, the battery box of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the battery box 1 of the present embodiment includes a storage chamber 2 in which a plurality of battery modules 10 can be detachably mounted, a control chamber 3, an intake side chamber 6a, and an exhaust side chamber 6b. A plate-like first member 20 arranged on one side (here, the front side) of the chamber 2 and a second member 30 arranged on the other side (here, the rear side) of the storage chamber 2 are provided. The battery module 10 is arranged in the accommodating chamber 2 while being held between the first member 20 and the second member 30.

収容室２は、それぞれ上下一対配置された前フレーム１ａ、後フレーム１ｂ、左右フレーム１ｃ、１ｅ、中フレーム１ｄ、およびこれらを連結する複数の縦フレーム１ｆに仕切られて、左右に２つ設けられている。本実施形態では、それぞれの収容室２に対して縦方向に計４つの電池モジュール１０が収容可能となっている（図１では、片側の収容室２の電池モジュール１０のみ図示）。   The storage chamber 2 is divided into a front frame 1a, a rear frame 1b, a left and right frame 1c, 1e, a middle frame 1d, and a plurality of vertical frames 1f connecting them, and two storage chambers 2 are provided on the left and right. ing. In the present embodiment, a total of four battery modules 10 can be accommodated in the vertical direction with respect to the respective accommodation chambers 2 (only the battery module 10 of the one-side accommodation chamber 2 is shown in FIG. 1).

収容室２の内部には、電池モジュール１０を左右から支持するガイドレール２ａが電池モジュール１０ごとに設けられており、このガイドレール２ａの後部側には、後記する縦フレーム１ｆに支持されて、電気的接続部として機能する端子部２ｂが配置されている。この端子部２ｂは、電池モジュール１０の後記するコネクタ１９ｂ（図６参照）に電気的に接続される。   Inside the storage chamber 2, a guide rail 2a for supporting the battery module 10 from the left and right is provided for each battery module 10, and on the rear side of the guide rail 2a, supported by a vertical frame 1f described later, A terminal portion 2b that functions as an electrical connection portion is disposed. This terminal portion 2b is electrically connected to a connector 19b (see FIG. 6) described later of the battery module 10.

収容室２の前面側に配置される第一部材２０は、電池モジュール１０の前面側を覆う部材であり、上下一対の前フレーム１ａ、１ａとこれらを連結する３本の縦フレーム１ｆに対して図示しないボルト等の固定手段を用いて着脱可能に取り付けられる。つまり、ボルト等の固定手段を用いて収容室２の前面側に第一部材２０で収容室２を塞ぐように（密閉するように）固定することができ、また、メンテナンス時等において、電池モジュール１０を収容室２から取り外す必要等がある場合には、ボルト等による締結を解除して、収容室２の前面側から第一部材２０を取り外すことができる。   The 1st member 20 arrange | positioned at the front side of the storage chamber 2 is a member which covers the front side of the battery module 10, and with respect to the three vertical frames 1f which couple these upper and lower front frames 1a and 1a and these. It is detachably attached using fixing means such as a bolt (not shown). That is, it is possible to fix the storage chamber 2 so as to be closed (sealed) with the first member 20 on the front side of the storage chamber 2 using a fixing means such as a bolt, and at the time of maintenance or the like, the battery module When it is necessary to remove 10 from the storage chamber 2, the first member 20 can be removed from the front side of the storage chamber 2 by releasing the fastening with a bolt or the like.

第一部材２０には、冷却用の空気を導入するための横長四角状の導入口２１が複数設けられている。この導入口２１は、電池モジュール１０の前面側に設けられた吸気口１１のそれぞれに連通するように吸気口１１に対応して形成されており、後記するように、吸気口１１に密着して電池モジュール１０内に冷却用の空気を導入する役割をなす。
第一部材２０の前面側には、吸気側チャンバー６ａに臨むように、電池モジュール１０および収容室２内への塵埃の侵入を防止するためのフィルター２３が設置される。また、フィルター２３の前面側には、電池箱１内への水分の侵入を防止しつつ冷却用の空気を電池箱１内へ取り込むための吸気側ルーバー２４が設置されている。 The first member 20 is provided with a plurality of horizontally-long rectangular inlets 21 for introducing cooling air. The introduction port 21 is formed corresponding to the intake port 11 so as to communicate with each of the intake ports 11 provided on the front side of the battery module 10, and is in close contact with the intake port 11 as described later. It serves to introduce cooling air into the battery module 10.
A filter 23 for preventing dust from entering the battery module 10 and the storage chamber 2 is installed on the front side of the first member 20 so as to face the intake side chamber 6a. Further, on the front side of the filter 23, an intake side louver 24 is provided for taking cooling air into the battery box 1 while preventing moisture from entering the battery box 1.

一方、収容室２の後面側に配置される第二部材３０は、電池モジュール１０の後面側を覆う部材であり、上下一対の後フレーム１ｂ、１ｂとこれらを連結する３本の縦フレーム１ｆに対して、溶接等の固定で取り外し不能に取り付けられる。つまり、電池モジュール１０の後面側は、第二部材３０で常に覆われた状態となっており、電池モジュール１０の後面側の保持剛性が高められている。なお、第二部材３０に対しても、前記した第一部材２０と同様に、ボルト等の固定手段を用いて収容室２の後面側に着脱可能に取り付けられるように構成してもよい。この場合には、電池モジュール１０の後面側のメンテナンスを第二部材３０を取り外すことによって容易に実行することができる。   On the other hand, the second member 30 disposed on the rear surface side of the storage chamber 2 is a member that covers the rear surface side of the battery module 10, and includes a pair of upper and lower rear frames 1b and 1b and three vertical frames 1f connecting them. On the other hand, it is attached so that it cannot be removed by welding or the like. That is, the rear surface side of the battery module 10 is always covered with the second member 30, and the holding rigidity of the rear surface side of the battery module 10 is enhanced. Note that, similarly to the first member 20 described above, the second member 30 may be configured to be detachably attached to the rear surface side of the storage chamber 2 using a fixing means such as a bolt. In this case, the maintenance on the rear side of the battery module 10 can be easily performed by removing the second member 30.

第二部材３０には、電池モジュール１０内に導入された冷却用の空気を後方のファンユニット３３に向けて導出するための、横長四角状の導出口３１が複数設けられている。この導出口３１は、電池モジュール１０の後面側に設けられた排気口１２のそれぞれに連通するように、排気口１２に対応して形成されており、排気口１２に密着して電池モジュール１０内を通過した冷却用の空気を導出する役割をなす。   The second member 30 is provided with a plurality of horizontally elongated outlets 31 for leading the cooling air introduced into the battery module 10 toward the rear fan unit 33. The lead-out port 31 is formed corresponding to the exhaust port 12 so as to communicate with each of the exhaust ports 12 provided on the rear surface side of the battery module 10. It plays the role of deriving the cooling air that has passed through.

第二部材３０の後面側には、電池モジュール１０内を通過して、後記するように熱交換された空気を、外部に排出するためのファンユニット３３が設置されている。本実施形態では、ファンユニット３３に、上下左右に計４個のファン３３ａが設置されている。また、ファンユニット３３の後面側には、電池箱１内への水分の侵入を防止しつつ、空気を排出するための排気側ルーバー３４が設置されている。
電池箱１は、図２に示すように、周部に側板１ｈ等が固定されて、内側に形成される前記収容室２（図１参照、以下同じ）が、外部から遮断されて密閉された状態となるように構成されている。なお、電池箱１の上面には、吊り下げ用のリング部１ｇが露出しているが、これは、適宜取り外し可能である。 A fan unit 33 is disposed on the rear surface side of the second member 30 to discharge the air that has passed through the battery module 10 and has undergone heat exchange as will be described later. In the present embodiment, a total of four fans 33 a are installed on the fan unit 33 in the vertical and horizontal directions. An exhaust side louver 34 is provided on the rear side of the fan unit 33 to discharge air while preventing moisture from entering the battery box 1.
As shown in FIG. 2, the battery box 1 has a side plate 1 h and the like fixed to the peripheral portion, and the storage chamber 2 (see FIG. 1, hereinafter the same) formed inside is sealed off from the outside. It is comprised so that it may be in a state. In addition, although the ring part 1g for suspension is exposed on the upper surface of the battery box 1, this can be removed suitably.

このような電池箱１に収容される電池モジュール１０は、図３に示すように、全体が略直方体形状を呈する筺体１０ａと、この筺体１０ａ内において、長手方向に複数個並設された電池セル１３（図４参照）とを備える。
筺体１０ａには、その上面に突出するように、筺体１０ａ内から排気口１２に向かう上り傾斜状の排気側通路１４が形成されている。また、筺体１０ａには、その下面に突出するように、吸気口１１から筺体１０ａ内に向かう上り傾斜状の吸気側通路１５が形成されている。 As shown in FIG. 3, the battery module 10 accommodated in such a battery box 1 includes a casing 10a having a substantially rectangular parallelepiped shape as a whole, and a plurality of battery cells arranged in parallel in the longitudinal direction in the casing 10a. 13 (see FIG. 4).
The casing 10a is formed with an exhaust-side passage 14 that is inclined upward from the casing 10a toward the exhaust port 12 so as to protrude from the upper surface of the casing 10a. Further, an upwardly inclined intake side passage 15 that extends from the intake port 11 into the housing 10a is formed in the housing 10a so as to protrude from the lower surface thereof.

空気の流れ方向で上流側となる吸気側通路１５は、図４に示すように、吸気口１１に連通しており、前記した第一部材２０（図１参照、以下同じ）の導入口２１（図１参照、以下同じ）を通じて導入された空気を、電池セル１３に導く役割をなす。吸気口１１は、第一部材２０の後面に当接されるようになっており、前記したように第一部材２０の導入口２１に連通する。吸気口１１のフランジ部１１ａには、フランジ面に沿うシール材１１ｂが設けられており、このシール材１１ｂによって、吸気口１１は、導入口２１に密着し、気密に連通する。   As shown in FIG. 4, the intake-side passage 15 which is upstream in the air flow direction communicates with the intake port 11, and introduces the first member 20 (refer to FIG. 1, the same applies hereinafter) 21 ( It plays the role which guide | induces the air introduce | transduced through FIG. The intake port 11 comes into contact with the rear surface of the first member 20 and communicates with the introduction port 21 of the first member 20 as described above. The flange portion 11a of the intake port 11 is provided with a sealing material 11b along the flange surface, and the intake port 11 is in close contact with the introduction port 21 and communicates in an airtight manner.

また、排気側通路１４は、排気口１２に連通しており、筺体１０ａ内を通過して熱交換された空気を前記した第二部材３０（図１参照、以下同じ）の導出口３１（図１参照、以下同じ）に導く役割をなす。排気口１２は、第二部材３０の前面に当接されるようになっており、前記したように第二部材３０の導出口３１に連通する。排気口１２のフランジ部１２ａには、フランジ面に沿うシール材１２ｂが設けられており、このシール材１２ｂによって、排気口１２は、導出口３１に密着し、気密に連通する。   Further, the exhaust side passage 14 communicates with the exhaust port 12, and the outlet 31 (see FIG. 1) of the second member 30 (see FIG. 1, the same applies hereinafter) that has exchanged heat through the housing 10a. 1), the same shall apply hereinafter). The exhaust port 12 comes into contact with the front surface of the second member 30 and communicates with the outlet 31 of the second member 30 as described above. The flange portion 12a of the exhaust port 12 is provided with a sealing material 12b along the flange surface. By this sealing material 12b, the exhaust port 12 is in close contact with the outlet port 31 and communicates in an airtight manner.

また、筺体１０ａの前面側には、電池モジュール１０を収容室２に対して出し入れする際に使用する起倒自在な把持部１６が設けられている。また、筺体１０ａの両側面（図３では片側のみ図示）には、収容室２内に設けられた左右のガイドレール２ａ（図１参照）に係合する、前後方向に突条とされた係合突部１７が設けられている。
なお、この係合突部１７は、前記した吸気側通路１５の下面１５ａおよび排気側通路１４の上面１４ａが、図４に示すように、収容室２内に電池モジュール１０が収容された状態において、水平状態となるように、これらの下面１５ａおよび上面１４ａと略平行に設けられている。
また、筺体１０ａの両側部には、略Ｌ字形状のストッパ１０ｃが設けられている。このストッパ１０ｃは、その折曲部１０ｄが収容室２を構成する縦フレーム１ｆ（図１参照、以下同じ）に対応する位置に設けられており、収容室２への収容時に、縦フレーム１ｆに対してこれが当接して、電池モジュール１０の挿入位置を規制するようになっている。これにより、電池モジュール１０が収容室２内の所定の位置に保持されるようになり、過剰に挿入される等の不具合が阻止される。また、後記するコネクタ１９ｂ（図６参照）と、収容室２側の端子部２ｂ（図１参照）とが接続する際の、位置決め用部材としても機能する。 In addition, on the front side of the housing 10a, a tiltable gripping portion 16 that is used when the battery module 10 is taken in and out of the storage chamber 2 is provided. Further, on both side surfaces (only one side is shown in FIG. 3) of the housing 10a, a ridge that protrudes in the front-rear direction is engaged with the left and right guide rails 2a (see FIG. 1) provided in the storage chamber 2. A mating protrusion 17 is provided.
In addition, the engagement protrusion 17 has the above described lower surface 15a of the intake side passage 15 and upper surface 14a of the exhaust side passage 14 in a state where the battery module 10 is accommodated in the accommodation chamber 2 as shown in FIG. The lower surface 15a and the upper surface 14a are provided substantially parallel to the horizontal state.
Further, substantially L-shaped stoppers 10c are provided on both side portions of the housing 10a. The stopper 10c is provided at a position where the bent portion 10d corresponds to a vertical frame 1f (see FIG. 1; the same applies hereinafter) that constitutes the storage chamber 2. When the stopper 10c is stored in the storage chamber 2, the stopper 10c is attached to the vertical frame 1f. On the other hand, this abuts to regulate the insertion position of the battery module 10. Thereby, the battery module 10 comes to be hold | maintained in the predetermined position in the storage chamber 2, and malfunctions, such as inserting too much, are prevented. Moreover, it functions also as a member for positioning at the time of connecting the connector 19b (refer FIG. 6) mentioned later and the terminal part 2b (refer FIG. 1) by the side of the storage chamber 2. FIG.

筺体１０ａ内に並設される電池セル１３は、図４に示すように、吸気側から排気側へ向けて下り傾斜状に並設され、筺体１０ａの略対角方向に配置されている。
各電池セル１３は、図５に示すように、胴部１３ａと、この胴部１３ａの両側に設けられた電極部１３ｂとを有しており、仕切部材としての左右２枚の支持板１８ａ、１８ｂによって、胴部１３ａと両側の電極部１３ｂとが気密に仕切られた状態で筺体１０ａ内に支持されている（図４、図６参照）。支持板１８ａ、１８ｂは、図４に示すように、筺体１０ａ内において、吸気側通路１５の内面と排気側通路１４の内面とに亘る大きさを有してこれらの両方に気密に接続されており、図６に示すように、筺体１０ａ内を、胴部１３ａが配置されることとなる吸気側通路１５（排気側通路１４）と、電極部１３ｂが配置されることとなる、密閉化された空間部Ｓとに仕切るようになっている。つまり、胴部１３ａは、吸気側通路１５（排気側通路１４）にのみ配置され、また、電極部１３ｂは、筺体１０ａ内の密閉化された空間部Ｓにのみ配置されることとなる。
なお、胴部１３ａと支持板１８ａ、１８ｂとの間は、シール材１８ｃでシールされている。 As shown in FIG. 4, the battery cells 13 arranged in parallel in the housing 10a are arranged in a downwardly inclined manner from the intake side to the exhaust side, and are arranged in a substantially diagonal direction of the housing 10a.
As shown in FIG. 5, each battery cell 13 has a body portion 13a and electrode portions 13b provided on both sides of the body portion 13a, and two left and right support plates 18a as partition members, By 18b, the trunk | drum 13a and the electrode part 13b of both sides are supported in the housing 10a in the state airtightly partitioned (refer FIG. 4, FIG. 6). As shown in FIG. 4, the support plates 18a and 18b have a size extending between the inner surface of the intake-side passage 15 and the inner surface of the exhaust-side passage 14 in the housing 10a, and are hermetically connected to both of them. As shown in FIG. 6, the housing 10a is hermetically sealed so that the intake side passage 15 (exhaust side passage 14) where the body portion 13a is arranged and the electrode portion 13b are arranged. The space part S is divided. That is, the trunk portion 13a is disposed only in the intake side passage 15 (exhaust side passage 14), and the electrode portion 13b is disposed only in the sealed space portion S in the housing 10a.
In addition, between the trunk | drum 13a and support plate 18a, 18b is sealed with the sealing material 18c.

空間部Ｓには、電池セルが異常動作した際に電極部１３ｂからリークするガスを検出するためのセンサ１９ａが配置されている。センサ１９ａからの検出信号は、前記制御室３（図１参照）に収容される制御装置４（図１参照）に送出され、この制御装置４によってガス漏れか否かが検知されるようになっている。なお、センサ１９ａは、筺体１０ａ内において、他の空間部Ｓに配置してもよい。   In the space portion S, a sensor 19a for detecting gas leaking from the electrode portion 13b when the battery cell operates abnormally is disposed. A detection signal from the sensor 19a is sent to the control device 4 (see FIG. 1) accommodated in the control chamber 3 (see FIG. 1), and the control device 4 detects whether or not there is a gas leak. ing. In addition, you may arrange | position the sensor 19a in the other space part S in the housing 10a.

また、図６に示すように、筺体１０ａの後部には、コネクタ１９ｂが配設されている。このコネクタ１９ｂには、前記した収容室２の後部に設けられた端子部２ｂ（図１参照、以下同じ）が電気的に接続可能であり、端子部２ｂの対向する部位に設けられている。つまり、電池モジュール１０を収容室２内に収容する際に、電池モジュール１０を収容室２の後方へ移動する収容操作を行うことで、このコネクタ１９ｂに対して端子部２ｂが自動的に係合し、これらが電気的に接続されることとなる。なお、コネクタ１９ｂは、端子部２ｂが挿入される部分をテーパー状に形成して、接続が良好に行われるようにしてもよい。   Further, as shown in FIG. 6, a connector 19b is disposed at the rear portion of the housing 10a. The connector 19b can be electrically connected to a terminal portion 2b (see FIG. 1, the same applies hereinafter) provided at the rear portion of the accommodation chamber 2, and is provided at a portion facing the terminal portion 2b. That is, when the battery module 10 is accommodated in the accommodating chamber 2, the terminal portion 2b is automatically engaged with the connector 19b by performing an accommodating operation of moving the battery module 10 to the rear of the accommodating chamber 2. These are electrically connected. The connector 19b may be tapered so that the terminal portion 2b is inserted into a tapered shape so that the connection can be made satisfactorily.

このような電池モジュール１０は、図７に示すように、収容室２内に収容されて、前後を第一部材２０および第二部材３０で挟持される状態に保持固定される。このように保持固定された状態で、第一部材２０の導入口２１には、シール材１１ｂを介して吸気口１１のフランジ部１１ａが気密に当接しており、また、第二部材３０の導出口３１には、シール材１２ｂを介して排気口１２のフランジ部１２ａが気密に当接している。これによって、導入口２１から導出口３１に至る通流路が形成される。
したがって、ファンユニット３３のファン３３ａが駆動されると、吸気側から吸い込まれた冷却用の空気が、フィルター２３を通じて第一部材２０の導入口２１から吸気口１１に流れ込み、電池モジュール１０の筺体１０ａ内の吸気側通路１５（図４参照）および排気側通路１４（図４参照）を通過して、排気口１２から導出口３１を通じてファンユニット３３のファン３３ａに吸引され、排気側ルーバー３４から外部に排気される。そして、吸気側通路１５および排気側通路１４を空気が通過する際に、電池セル１３（胴部１３ａ）が冷却される。 As shown in FIG. 7, such a battery module 10 is housed in the housing chamber 2 and is held and fixed in a state where the front and rear are sandwiched between the first member 20 and the second member 30. In the state of being held and fixed in this manner, the flange portion 11a of the intake port 11 is in airtight contact with the introduction port 21 of the first member 20 via the sealing material 11b, and the second member 30 is guided. The flange 31a of the exhaust port 12 is in airtight contact with the outlet 31 via the sealing material 12b. As a result, a flow path from the inlet 21 to the outlet 31 is formed.
Therefore, when the fan 33 a of the fan unit 33 is driven, the cooling air sucked from the intake side flows into the intake port 11 from the introduction port 21 of the first member 20 through the filter 23, and the casing 10 a of the battery module 10. The air passes through the intake side passage 15 (see FIG. 4) and the exhaust side passage 14 (see FIG. 4), and is sucked from the exhaust port 12 through the outlet port 31 to the fan 33a of the fan unit 33, and from the exhaust side louver 34 to the outside. Exhausted. When the air passes through the intake side passage 15 and the exhaust side passage 14, the battery cell 13 (body portion 13a) is cooled.

ここで、図６に示すように、電池モジュール１０の筺体１０ａ内の吸気側通路１５および排気側通路１４は、支持板１８ａ，１８ｂによって仕切られているので、電池セル１３の胴部１３ａが吸気された空気で好適に冷却されるようになり、側方の空間部Ｓに対して空気が流れ込むことなく、下流側へ排出されることとなる。   Here, as shown in FIG. 6, since the intake side passage 15 and the exhaust side passage 14 in the housing 10a of the battery module 10 are partitioned by support plates 18a and 18b, the body portion 13a of the battery cell 13 is inhaled. Thus, the air is suitably cooled, and the air is discharged to the downstream side without flowing into the side space S.

また、電池モジュール１０の保守点検時等には、図１に示すように、吸気側ルーバー２４、フィルター２３および第一部材２０を取り外し、電池モジュール１０の前面の把持部１６を手前に引いて、電池モジュール１０をガイドレール２ａに沿わせて引き出すことで、電池モジュール１０をモジュール単位で取り外すことができる。なお、収容室２から電池モジュール１０を引き出す際には、コネクタ１９ｂ（図６参照）と端子部２ｂとの接続が自動的に外れることとなり、電気的な取り外し作業が自動的になされる。   Further, at the time of maintenance and inspection of the battery module 10, as shown in FIG. 1, the intake side louver 24, the filter 23 and the first member 20 are removed, and the grip 16 on the front surface of the battery module 10 is pulled forward, By pulling out the battery module 10 along the guide rail 2a, the battery module 10 can be removed in module units. Note that when the battery module 10 is pulled out from the storage chamber 2, the connection between the connector 19b (see FIG. 6) and the terminal portion 2b is automatically disconnected, and the electrical removal operation is automatically performed.

次に、電池箱１が適用されるハイブリッド型の鉄道車両への搭載例について、図８を参照して説明する。
図８はハイブリッド型の鉄道車両における一搭載例を示す図であり、ハイブリッドシステム（車両駆動システム）としては、電池箱１、ディーゼルエンジン６０、発電機６１、コンバータ６２、インバータ６３、モーター６４等を備える。この例では、電池箱１が、電源車Ｃ１の床下に３台搭載されている。また、車両進行方向による電池箱１への空気の流入条件の差を少なくすることや、電池箱１の保守点検時に電池モジュール１０（図３参照）を電源車Ｃ１の側面方向に着脱できるようにすることを考慮すると、吸気側ルーバー２４（図１参照）および排気側ルーバー３４（図１参照）は、車両進行方向に対して直交する方向に向くように、電池箱１を設置するのが望ましい。 Next, an example of mounting on a hybrid railway vehicle to which the battery box 1 is applied will be described with reference to FIG.
FIG. 8 is a diagram showing an example of mounting in a hybrid railway vehicle. As a hybrid system (vehicle drive system), a battery box 1, a diesel engine 60, a generator 61, a converter 62, an inverter 63, a motor 64, and the like are provided. Prepare. In this example, three battery boxes 1 are mounted under the floor of the power supply vehicle C1. Further, it is possible to reduce the difference in the inflow condition of the air into the battery box 1 depending on the traveling direction of the vehicle, and to allow the battery module 10 (see FIG. 3) to be attached to and detached from the side surface of the power supply car C1 during maintenance and inspection of the battery box 1. Therefore, it is desirable to install the battery case 1 so that the intake side louver 24 (see FIG. 1) and the exhaust side louver 34 (see FIG. 1) face in a direction orthogonal to the vehicle traveling direction. .

電源車Ｃ１において、ディーゼルエンジン６０で駆動する発電機６１によって得られた交流電流は、コンバータ６２によって直流電流に変換される。このコンバータ６２からの直流電流と電池箱１からの直流電流は、モーター車Ｃ２に搭載されるインバータ６３により任意の周波数の交流電流に変換されてモーター６４の駆動電力となり、鉄道車両を駆動させる。なお、電池箱１および発電機６１の出力は運転モードによって適宜制御される。   In the power supply vehicle C <b> 1, the alternating current obtained by the generator 61 driven by the diesel engine 60 is converted into direct current by the converter 62. The direct current from the converter 62 and the direct current from the battery box 1 are converted into an alternating current of an arbitrary frequency by an inverter 63 mounted on the motor vehicle C2 to be a driving power for the motor 64 to drive the railway vehicle. The outputs of the battery box 1 and the generator 61 are appropriately controlled according to the operation mode.

以下では、本実施形態において得られる効果を説明する。
（１）本実施形態では、収容室２の一側に配置された板状の第一部材２０と、収容室２の他側に配置された板状の第二部材３０とによって複数の電池モジュール１０を保持するように構成したので、電池モジュール１０を第一、第二部材２０、３０で挟持するようにして一括で固定することができる。したがって、電池モジュール１０が複数個搭載される構成でありながらも、これらの固定作業を簡単に行うことができる。
（２）収容室２は、これらの第一部材２０および第二部材３０によって実質的に密閉されることとなるので、その分、シール箇所を少なくすることができる。また、第一部材２０および第二部材３０によって、収容室２の前面側および後面側の広い範囲を閉塞（密閉）することができるので、簡易な構成でありながらも、収容室２の密閉化を良好に行うことができる。
（３）第一部材２０および第二部材３０で収容室２が実質的に密閉されることとなるので、フィルター２３で捕塵できないほどの小さな塵埃が侵入するのを好適に阻止することができ、塵埃に弱い部品、例えば、コネクタ１９ｂ等の部品を好適に保護することができる。
（４）第一部材２０を収容室２から着脱可能としたので、保守点検等の作業時には、この第一部材２０を収容室２から取り外すことによって、電池モジュール１０の前面側を露出させることができ、必要であれば、電池モジュール１０を個別に引き出してメンテナンス等を行うことができる。したがって、保守点検等の作業を容易に行うことができる。
（５）収容室２から電池モジュール１０を引き出す際や収容室２に電池モジュール１０を収容する際には、コネクタ１９ｂと端子部２ｂとの接続または接続の解除が同時に行われることとなるので、電気的な取り付け、取り外し作業が自動的になされ、電池モジュール１０の確実な着脱を実現することができる。したがって、保守点検等の作業が簡単であり、作業時間の短縮も図れる。
（６）第一、第二部材２０、３０に設けた導入口２１、導出口３１が各電池モジュール１０の吸気口１１、排気口１２と気密を保って連通するようになっているので、電池箱１内の電池モジュール１０の周りに冷却用の空気が流れ込むのを阻止することができ、空気に含まれる塵埃等が電池箱１内の電気部品等に付着するのを好適に防止することができる。したがって、塵埃等に起因する不具合を好適に回避することができ、冷却用の空気に塵埃が含まれる環境への電池箱１の設置も可能となる。
（７）電池モジュール１０の筺体１０ａ内の吸気側通路１５および排気側通路１４は、支持板１８ａ，１８ｂによって仕切られているので、電池セル１３の胴部１３ａが冷却用の空気で好適に冷却されることとなり、また、側方の空間部Ｓに対して空気が流れ込むこともない。これによって、好適な冷却を行うことができるとともに、電極部１３ｂが配置される空間部Ｓを冷却用の空気が通流する通流路から遮断して密閉することができる。
（８）電極部１３ｂが配置される空間部Ｓを密閉することができるので、仮に、電極部１３ｂからガスがリークしても、これを空間部Ｓに確実に閉じ込めることができる。
（９）空間部Ｓには、センサ１９ａが配置されているので、電極部１３ｂからのガスのリークを好適に検出することができる。
（１０）電池箱１を鉄道車両の駆動システムに組み込むことで、高電圧、大容量の電池箱１を利用したハイブリッド型の鉄道車両が得られる。 Below, the effect acquired in this embodiment is demonstrated.
(1) In the present embodiment, a plurality of battery modules include a plate-like first member 20 disposed on one side of the storage chamber 2 and a plate-shaped second member 30 disposed on the other side of the storage chamber 2. 10 is held, the battery module 10 can be fixed in a lump so as to be sandwiched between the first and second members 20 and 30. Therefore, although it is the structure in which a plurality of battery modules 10 are mounted, these fixing operations can be easily performed.
(2) Since the storage chamber 2 is substantially sealed by the first member 20 and the second member 30, the number of seal portions can be reduced accordingly. In addition, since the first member 20 and the second member 30 can close (seal) a wide range of the front surface side and the rear surface side of the storage chamber 2, the storage chamber 2 is hermetically sealed while having a simple configuration. Can be performed satisfactorily.
(3) Since the storage chamber 2 is substantially sealed by the first member 20 and the second member 30, it is possible to suitably prevent the entry of small dust that cannot be captured by the filter 23. Thus, it is possible to suitably protect the parts that are vulnerable to dust, for example, the parts such as the connector 19b.
(4) Since the first member 20 is detachable from the storage chamber 2, the front side of the battery module 10 can be exposed by removing the first member 20 from the storage chamber 2 when performing maintenance and inspection. If necessary, the battery module 10 can be pulled out for maintenance. Therefore, operations such as maintenance and inspection can be easily performed.
(5) When the battery module 10 is pulled out from the storage chamber 2 or when the battery module 10 is stored in the storage chamber 2, the connection or release of the connector 19b and the terminal portion 2b is performed simultaneously. Electrical attachment and removal are automatically performed, and the battery module 10 can be securely attached and detached. Therefore, operations such as maintenance and inspection are simple, and the working time can be shortened.
(6) Since the inlet port 21 and outlet port 31 provided in the first and second members 20 and 30 communicate with the air inlet 11 and the air outlet 12 of each battery module 10 in an airtight manner, the battery Cooling air can be prevented from flowing around the battery module 10 in the box 1, and dust and the like contained in the air can be suitably prevented from adhering to the electrical components and the like in the battery box 1. it can. Therefore, it is possible to preferably avoid problems caused by dust and the like, and it is possible to install the battery box 1 in an environment in which dust is contained in the cooling air.
(7) Since the intake side passage 15 and the exhaust side passage 14 in the housing 10a of the battery module 10 are partitioned by the support plates 18a and 18b, the body portion 13a of the battery cell 13 is suitably cooled with cooling air. In addition, air does not flow into the side space S. Accordingly, it is possible to perform suitable cooling, and it is possible to seal the space portion S in which the electrode portion 13b is disposed from the flow path through which the cooling air flows.
(8) Since the space portion S in which the electrode portion 13b is disposed can be sealed, even if gas leaks from the electrode portion 13b, it can be reliably confined in the space portion S.
(9) Since the sensor 19a is disposed in the space portion S, it is possible to suitably detect a gas leak from the electrode portion 13b.
(10) By incorporating the battery box 1 into the railway vehicle drive system, a hybrid railway vehicle using the battery box 1 having a high voltage and a large capacity can be obtained.

図９、図１０は、他の実施形態の電池箱に採用される電池モジュールを示した図であり、この例では、前記のように二つ設けた吸気口１１および排気口１２を、各々結合し、また、結合して形成された吸気口１１Ａおよび排気口１２Ａの幅が、通気口１１ｃ、１２ｃの幅よりも広く設けられている。   FIG. 9 and FIG. 10 are views showing a battery module employed in a battery box according to another embodiment. In this example, the two intake ports 11 and the exhaust ports 12 provided as described above are combined. In addition, the width of the intake port 11A and the exhaust port 12A formed in combination is wider than the width of the vent holes 11c and 12c.

このように形成することによって、吸気口１１Ａおよび排気口１２Ａにおける圧力損失を低減することができるようになり、空気のスムーズな流れを実現して、効率の良い冷却を実現することができる電池箱１（図１参照）が得られる。なお、吸気口１１Ａ、排気口１２Ａに対応させて図１に示した導入口２１および導出口３１の幅を広く設けてもよい。   By forming in this way, it becomes possible to reduce the pressure loss at the intake port 11A and the exhaust port 12A, realize a smooth flow of air, and realize efficient cooling. 1 (see FIG. 1) is obtained. Note that the width of the inlet port 21 and the outlet port 31 shown in FIG. 1 may be widened so as to correspond to the intake port 11A and the exhaust port 12A.

図１１は、他の実施形態の電池箱を示した図であり、この電池箱１では、前面側にファンユニット３３を設置し、後面側にフィルター２３を設置してある。つまり、この構成における電池箱１内の空気の流れは、図中矢印で示すような流れとなり、冷却用の空気が後面側から電池箱１内へ導入され、前面側から電池箱１の外部に排気されるように構成されている。また、電池モジュール１０の取り外し方向は、前記した取り外し方向と同じであり、電池モジュール１０を電池箱１から取り外す際には、前面側のファンユニット３３、第一部材２０を取り外し、電池モジュール１０を排気側にスライドさせて、電池箱１から取り外すことができる。   FIG. 11 is a diagram showing a battery box of another embodiment. In this battery box 1, a fan unit 33 is installed on the front side and a filter 23 is installed on the rear side. That is, the air flow in the battery box 1 in this configuration is as shown by the arrows in the figure, and cooling air is introduced into the battery box 1 from the rear surface side, and from the front side to the outside of the battery box 1. It is configured to be exhausted. Moreover, the removal direction of the battery module 10 is the same as the above-described removal direction. When the battery module 10 is removed from the battery box 1, the front fan unit 33 and the first member 20 are removed, and the battery module 10 is removed. The battery box 1 can be removed by sliding to the exhaust side.

このような電池箱１を、図８に示したような電源車Ｃ１に取り付けた場合のレイアウト例を、図１２に示す。図１２では、下方側から電池箱１を見たときの様子を模式的に示しており、各電池箱１は、電源車Ｃ１の床下において、車両進行方向に３台、枕木方向に２台、計６台搭載されている。また、電池箱１は、枕木方向（左右方向）に適当な配置スペースを空けて搭載されており、この配置スペースを通じて空気を取り込むようになっている。取り込んだ空気は、電源車Ｃ１の両側面部から側方へ向けて排気される。   FIG. 12 shows a layout example when such a battery box 1 is attached to the power source vehicle C1 as shown in FIG. FIG. 12 schematically shows a state when the battery box 1 is viewed from the lower side. Each battery box 1 has three units in the vehicle traveling direction and two units in the sleeper direction under the floor of the power supply vehicle C1. A total of 6 units are installed. The battery box 1 is mounted with a suitable arrangement space in the sleeper direction (left and right direction), and air is taken in through this arrangement space. The taken-in air is exhausted from both side surfaces of the power supply vehicle C1 to the side.

電池モジュール１０を電池箱１から取り外す際には、電池箱１から排気側ルーバー３４、ファンユニット３３、第一部材２０を取り外した状態で枕木方向にスライドさせる。これによって、電源車Ｃ１の両側面部から電池モジュール１０を取り外すことが可能である。   When removing the battery module 10 from the battery box 1, the battery module 10 is slid in the sleeper direction with the exhaust louver 34, the fan unit 33, and the first member 20 removed from the battery box 1. Thereby, it is possible to remove the battery module 10 from both side portions of the power supply vehicle C1.

また、図１３は他の実施形態の鉄道車両を示しており、この例では、電池箱１に冷却風を供給するための冷却ブロア７１が電源車Ｃ１内に搭載され、冷却ブロア７１の出口に接続された床下ダクト７０から電池箱１内へ空気が供給されるように構成してある。
この構成においては、例えば、図１４に示すように、電池箱１は、車両進行方向に３台、枕木方向に２台、計６台搭載され、前記図１１に示した構成の電池箱１が、ファンユニット３３等（図１１参照）を取り外した状態で、床下に延びる床下ダクト７０の両側面に配置される。床下ダクト７０側には、電池箱１の第二部材３０側が面するように電池箱１が接続される。 FIG. 13 shows a railway vehicle according to another embodiment. In this example, a cooling blower 71 for supplying cooling air to the battery box 1 is mounted in the power supply vehicle C1 and is connected to the outlet of the cooling blower 71. Air is supplied into the battery box 1 from the connected underfloor duct 70.
In this configuration, as shown in FIG. 14, for example, three battery boxes 1 are mounted in the vehicle traveling direction and two in the sleeper direction, for a total of six, and the battery box 1 having the configuration shown in FIG. The fan unit 33 and the like (see FIG. 11) are removed and arranged on both side surfaces of the underfloor duct 70 extending under the floor. The battery box 1 is connected to the underfloor duct 70 side so that the second member 30 side of the battery box 1 faces.

ここで、この構成における電池箱１内の空気の流れは、図１２に示した空気の流れと同様であり、冷却ブロア７１（図１３参照）からの空気は、床下ダクト７０から各電池箱１へ供給される。そして、各電池モジュール１０内の図示しない電池セル１３（図６参照）と熱交換した空気は、第一部材２０側から電池箱１の排気側チャンバー６ｂを介して排気側ルーバー３４から電池箱１の外部へ排出される。
この場合にも、電池箱１内に収容される電池モジュール１０は、電池箱１から排気側ルーバー３４、第一部材２０を取り外した状態で枕木方向にスライドさせることによって、電源車Ｃ１の両側面部から取り外すことが可能である。 Here, the air flow in the battery case 1 in this configuration is the same as the air flow shown in FIG. 12, and the air from the cooling blower 71 (see FIG. 13) flows from the underfloor duct 70 to each battery case 1. Supplied to. Then, air exchanged with battery cells 13 (not shown) in each battery module 10 (see FIG. 6) is exchanged from the first member 20 side through the exhaust side chamber 6b of the battery case 1 to the battery case 1 from the exhaust side louver 34. It is discharged outside.
Also in this case, the battery module 10 housed in the battery box 1 is slid in the sleeper direction with the exhaust-side louver 34 and the first member 20 removed from the battery box 1, so It is possible to remove from.

また、図１５に示す他の実施形態の鉄道車両では、電源車Ｃ１内に、電池箱１を複数台搭載した電池箱搭載室８０が設置されている。図１６に示すように、電池箱１は電池箱搭載室８０内において、鉛直方向に４台、枕木方向に２台、計８台搭載されている。また、冷却用の空気は、電源車Ｃ１の天井から電池箱搭載室８０内に取り込まれ（不図示）、電池箱１内を通過した後、電源車Ｃ１の側面部に面して枕木方向に設置された排気口（不図示）から電源車Ｃ１の外部に排出される。また、電池箱１内の電池モジュール１０は、枕木方向にスライドさせることによって、電池箱搭載室８０に対して着脱可能である。   Further, in the railway vehicle according to another embodiment shown in FIG. 15, a battery box mounting chamber 80 in which a plurality of battery boxes 1 are mounted is installed in the power supply car C1. As shown in FIG. 16, a total of eight battery boxes 1 are mounted in the battery box mounting chamber 80, four in the vertical direction and two in the sleeper direction. The cooling air is taken into the battery box mounting chamber 80 from the ceiling of the power supply car C1 (not shown), passes through the battery box 1, and then faces the side surface of the power supply car C1 in the direction of sleepers. It is discharged from the installed exhaust port (not shown) to the outside of the power supply vehicle C1. Further, the battery module 10 in the battery box 1 can be attached to and detached from the battery box mounting chamber 80 by sliding in the direction of the sleepers.

このような鉄道車両では、電源車Ｃ１内に電池箱１を高密度に搭載することができ、また、電池箱搭載室８０内において電池箱１を作業性良くメンテナンスすることも可能である。   In such a railway vehicle, the battery box 1 can be mounted in the power supply car C1 with high density, and the battery box 1 can be maintained in the battery box mounting chamber 80 with good workability.

以上、ハイブリッド型の鉄道車両における搭載例を挙げたが、ハイブリッドシステムを構成する電池箱１、ディーゼルエンジン６０、発電機６１、コンバータ６２、インバータ６３は、電源車Ｃ１およびモーター車Ｃ２の車内および床下のいずれに設置されてもよく、ハイブリッドシステムの構成条件および車内の居住空間等との兼ね合いによって適宜設置することができる。   As mentioned above, although the example of mounting in a hybrid-type railway vehicle was given, the battery box 1, the diesel engine 60, the generator 61, the converter 62, and the inverter 63 which comprise a hybrid system are the inside and under floor of the power supply vehicle C1 and the motor vehicle C2. It may be installed in any of the above, and can be appropriately installed depending on the configuration conditions of the hybrid system and the living space in the vehicle.

１ 電池箱
２ 収容室
２ｂ 端子部（電気的接続部）
１０ 電池モジュール
１０ａ 筺体
１１ 吸気口
１２ 排気口
１３ 電池セル
１３ａ 胴部
１３ｂ 電極部
１８ａ、１８ｂ 支持板（仕切部材）
１９ｂ コネクタ（接続手段）
２０ 第一部材
２１ 導入口
３０ 第二部材
３１ 導出口
３３ ファンユニット
Ｃ２ モーター車
Ｓ 空間部 1 Battery box 2 Storage room 2b Terminal part (electrical connection part)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Battery module 10a Housing 11 Intake port 12 Exhaust port 13 Battery cell 13a Body part 13b Electrode part 18a, 18b Support plate (partition member)
19b connector (connection means)
20 First member 21 Inlet 30 Second member 31 Outlet 33 Fan unit C2 Motor vehicle S Space

Claims (4)

電気的に接続された複数の電池セルと、前記複数の電池セルを収納する筺体と、を有する電池モジュールにおいて、In a battery module having a plurality of electrically connected battery cells and a housing for housing the plurality of battery cells,
前記電池セルは、電極が設けられた電極部と、電極が設けられていない胴部と、を有しており、The battery cell has an electrode portion provided with an electrode and a body portion provided with no electrode,
前記筺体は、前記筺体内に空気を取り込むための吸気口と、前記筺体内から空気を排気する排気口と、を有しており、The housing has an intake port for taking air into the housing, and an exhaust port for exhausting air from the housing,
前記電極部と前記胴部とを気密に仕切り、前記吸気口および前記排気口に連結される通路の少なくとも一部を構成する仕切部材と、A partition member that hermetically partitions the electrode portion and the body portion, and constitutes at least part of a passage connected to the intake port and the exhaust port;
前記電極部を内側に有する密閉化された空間部と、を備えることを特徴とする電池モジュール。A battery module comprising: a sealed space portion having the electrode portion inside. 請求項１に記載の電池モジュールにおいて、The battery module according to claim 1,
前記空間部の内側に、ガスを検知するためのセンサが配置されていることを特徴とする電池モジュール。A battery module, wherein a sensor for detecting gas is disposed inside the space. 請求項１または請求項２に記載の電池モジュールを着脱自在に複数個搭載する電池箱であって、
前記電池箱は、
前記電池モジュールを着脱自在に複数個収容可能な収容部と、
前記吸気口に連通して空気を電池モジュール内部へ導入可能な導入口を有する第一部材と、
前記排気口に連通して空気を電池モジュール内部から導出可能な導出口を有する第二部材と、を備え、
前記収容室は、前記第一部材および前記第二部材により密閉されることを特徴とする電池箱。 A battery box on which a plurality of battery modules according to claim 1 or 2 are detachably mounted,
The battery box is
An accommodating part capable of detachably accommodating a plurality of the battery modules;
A first member having an inlet that communicates with the inlet and is capable of introducing air into the battery module;
A second member having a lead-out port that communicates with the exhaust port and allows air to be led out from the inside of the battery module,
The battery box is sealed by the first member and the second member. 請求項３に記載の電池箱を搭載することを特徴とする鉄道車両。A railway vehicle comprising the battery box according to claim 3.
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