TW201002550A - Electric railway power-supply system - Google Patents

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201002550 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種對電氣鐵軌用之架線供給電力之電氣 鐵軌用電力供給系統。 【先前技術】 一般而言，電氣鐵軌用變電所係將例如從電力公司所供 給之交流電力、或從鐵軌公司擁有之發電廠所供給之交流 電力，轉換為直流電力並供給往饋電線。供給至饋電線之 直流電力係經過空中架線，通過集電弓而供給至電氣車 輛。或者，直流電力係從饋電線經由第三軌而供給至電氣 車輛。電氣車輛係將供給之電力，經由搭載於車輛之電力 控制裝置而供給至行駛用之馬達（旋轉馬達或線性馬達）， 於該處將電氣能量轉換為行駛能量而行駛。 電氣車輕所消耗之能量之量係因應車輛之行駛狀態而變 化。具體而言，於加速時，電氣車輛係於短時間之間消耗 大量電力。其結果，架線或第三軌之電壓、進而饋電線之 電壓會暫時下降。為了應付該類暫時性之電壓降低，具備 附再生功能之電氣車輛之鐵執設備係於減速時，行駛用之 旋轉馬達或線性馬達會作為發電機發揮作用，將電氣車輛 所具有之行駛能量轉換為電氣能量，以謀求電力回收。以 該回收之電力彌補供給電壓之暫時性電壓下降。 專利文獻1:日本特開2000-341874號公報 專利文獻2:曰本特開2001-260719號公報 專利文獻3:曰本特開2002-2334號公報 138885.doc 201002550 【發明内容】 發明所欲解決之問題 附再生功能電氣車輛在減速時，於馬達所產生並回收之 電力係藉由電氣車輛之電力控制裝置，從架線或第三軌送 至饋電線。此時，於鐵路線上若有加速中之其他電氣車 輛，則再生電力會被該電氣車輛消耗。然而，於鐵路線上 若無加速中之電氣車輛之情況下，由於再生之電力，架線 或第三軌之電壓會透過電氣車輛内之電力配線而暫時上 升此日守之包壓上升若甚小，則不會構成問題，但電壓上 升若甚大，則對設置在電氣車輛之電力設備或鐵軌設備之 電氣設備之運轉發生妨礙。特別是上升之電壓超過電 氣設備之耐電墨之情況下，該設備亦可能損壞。 為了解決該類問題，電氣車輛之電力控職置係進行_ 再生之集中—抑制超過特定電麗之再生電力產生之控制。 於架線等之電壓極端高之情況下，電力控制裝置係 仃止電力再生之控制。其結果，發生再生失效κ

2若5丨起再生集中或失效，則電氣車輛為了確保必要之 、而使用機械煞車’行駛能量轉換為熱能量而 耗。而且:亦磨損煞車塾，導致維護f用上升。餘W „'、為了防止再生失效’已提案-種使用再生截波 =雪以電阻器將再生電力轉換為熱之 於 變電所，芍®曰+ , 阳且’於 頻器，將再生電力^再生電力轉換為交流電力之能力之變 力系統，或於車站^為商用頻率交流’從變電所送回電 一、車站§又備使用之技術已實用化。 138885.doc 201002550 而且’於專利文獻！記載一種為了謀长 化進，電線連接錯蓄電池之電氣鐵:用充々平準 進一步於專利文獻2'3,揭示—種 电農置。 次電池或電氣雙重電容器之電力儲存裝將具有二 波盗等充放電控制裝置連 &升降壓截 給系統(電源設備)。 饋-線之電氣鐵軌用電力供 然而’使用上述再生截波器 為熱能量之方法會多餘地消耗再生電力==生電力轉換 於變電所之變頻器，將上述再生且，使用設置 車站設備使用之方法的確會有效利用再生:力系先，或於 要昂貴的變頻器，因此具有設備力，但由於需 *且，專利文 鐵軌用電力供給系統。其理由如下。電氣:二:::速氣 初期消耗大量電力，另-方面’具有再生功能 係於減速初期使大量再生電力產生。因此乳車麵 給系統之蓄電池需要可M W ’連接於電力供 … 要了應付急遽之負载變動之充放電能 力。然而，紹蓄電池未有可充分應付該類急遽之負載變動 之充放電能力。因此，為了將鉛蓄電池利用於再生電力之 儲存’需要許多錯蓄電池。因此，需要廣大之設置面積。 而且’於專利文獻2、3所揭示之電氣鐵軌用電力供給系 4電源設備）所利用之充放電控制裝置具有非常昂貴的問 I而且’由於充放電控制裝置之反應性不佳，因此盈法 效率良好地儲存(充電)急遽增加之再生電力。進一步而 言，可作為充放電控制裝置使用之升降壓截波器，會有產 138885.doc 201002550 生對信號裝置成為障礙之高調波雜訊之虞。而且，若由於 從電力公司所供給之受電電壓之變動，從電氣鐵軌用變電 所供給往饋電線之電壓變動，則無法保證充放電控制裝置 之正常動作。 而且，饋電線係由於其本身所具有之電阻，隨著從電氣 鐵軌用變電所遠離而導致大幅之電壓下降。因此，位於從 電氣鐵軌用變電所遠離之場所之電氣車輛加速之情況時， 唯恐由於電壓下降而對車輛行駛帶來妨礙。 進一步而言，即使是從遠離電氣鐵軌用變電所之場所之 電氣車輛再生電力之情況，由於從減速中之電氣車輛所再 生之電力，饋電線電壓急遽上升，唯恐導致再生集中或再 生失效。 本發明係為了解決上述問題所完成者，其目的在於提供 一種不需要廣大設置面積，而急速充放電特性良好，且低 價之電氣鐵軌用電力供給系統。本發明之目的在於提供一 種即使在從變電所遠離之地點，仍可維持電氣車輛之安定 行駛性能，不會由於再生失效等而多餘地消耗行駛能量之 電氣鐵軌用電力供給系統。 解決問題之技術手段 為了達成該等目的，本發明之具備鎳氫電池之電氣鐵執 用電力供給系統係於電氣鐵軌用之變電所，其係包含：變 壓器，其係從交流電力線路受電；整流裝置，其係連接於 前述變壓器；及饋電線，其係連接於前述整流裝置；其中 包含鎳氫電池作為直流電力設備，前述鎳氫電池直接連結 138885.doc 201002550 於别述饋电線而成。於此’所謂「直接連結 不經由充放電控制裝罟 」係心未者 u而直接連接於饋電線。 本發明宜使用鎳氫電池。 咖㈣e〇fchargmfr 電阻小，且由 小’可有效利用電池容量，因此^甘蚊m動 合里因此比起其他二次電、、也， 小容量的電池即可直接連接於饋大 面積。而且’由於鎳氫電池之電壓變動小== 需要充放電控制裝置之設置空間::： =1P貝之充放電控制裝置，因此作為裳置整體低廉4 者，由於鎳虱電池之體積能量密度高，因此亦不需要 之設置面積。而且，錄氫電池亦未有如 穿 :動作延遲’急速充放電特性良好。而且，若省略= =制裝置使用之升降壓截波器，則亦無產生成為信號 、置障礙之馬次諧波雜訊之虞。再者，鎳氫電池之内部電 阻小’且由SOC之變動所造成之電屡變動小，因此於電氣 車輛加速時，於極短時間需要大電流之情況下，較其他電 池更適合從鎳氫電池進行放電以壓制電壓降低。再者，鎳 氯電池即使由於電氣車輛進行再生而於極短時間產生大電 々’!·’仍較其他電池更適合進行充電以壓制電壓上升。因 此，可谋求饋電線電壓之安定化，有助於電氣車輛運行之 效率化。 而且’鎳氫電池係由1個以上之電池模組所構成；前述 電池模Μ係於對向設置之1對板狀之集電體之間，包含由 分隔件所區隔之正極胞與負極胞之複數單位電池疊層為互 138885.doc 201002550 為相鄰之一方俞；+…。， 池之負極胞相正極胞與另一方前述單位電 與另-方前述單位1=互為相鄰之一方前述單位電池 °又置录作刖述一方單位雷爷 之正極胞與前述另一 平位罨'也 單位包池之負極胞之隔牆之板狀之 ，、通集電體，前述共通集電體包含由 傳熱媒體之流通路徑亦可。 體所、’且成之 依據δ亥結構，可古4阵 化，可m 制錄氣電池發熱’抑制電池劣 “％池之使用壽命增長。 如上述形成疊層有… 精由將電池模組 &有早位電池之結構’可更小地 組之等效内部電阻。佶田Λ L χ β 包池拉 使用如上述豐層有單位電池之電、、也禮 組來構成鎳氫電池，藉此可 '、 積。 1化，鈿小設置面 述共通集電體亦可由多孔質之金屬板所纪成。 之、义、*路：述共通集電體亦可由設置有作為前述傳熱媒體 之视通路径之複數通流孔之金屬板所組成 使㈣板，則導電性良好，且可良好地進行敎傳導板右 前述錄氫電池係⑽㈣上之電轉組㈣成 =二組係分別具有對向設置之板狀之正極集電體及負：集 电體、配置於前述正極集電體與前述負極集電體之間之: ^件、相接於前述正極集電體之正極胞、及刀 極集電體之負極胞之複數單位電池疊層為互為相鄰：二二 前述單位電池之正極集電體與另一方前述單位電一方 集電體相對而成，且於互為相鄰之前述單位電池之 有由氣體或液體所組成之傳熱媒體之流通路徑亦可。°又 138885.doc 201002550 依據該結構，可有效壓制鎳 化，可謀求電池之使用壽命增長。而：，=:電池劣 :上述形成疊層有單位電池之結構，可將C:::: 内部電㈣制得更小。使用如上述疊層有單位電兔之^ 積：—風電池’藉此可謀求更小型化，縮小設置面 :::述錄氣電池係由1個以上之電池模组所構成； 别遠電池模組係分別於對向設置之板狀之正 極集電體之間，填充電解質溶液，並且以含有正，、負 質之正極片材與含有負極活性物質之負極片材交互 =極=述極集電體配置複數“ I且仗則述負極集電體向前述正極 述負極片材，且包含使分隔件介在前述各:極 互為相鄰广材之間而成之構造之複數單位電池4層為 為相4之-方前述單位電池之正極集電 :::池之負極集電體相對而成，且於互為相鄰之::: 路I亦有由氣體或液體所組成之傳熱媒體之流通 依據該結構，可有效壓制錄氯電池發熱，抑制電 :’可謀求電池之使用壽命增長。而a，藉由將電池模组 σ上述形成疊層有單位電池之結構，可將電池模詛之 内部電阻壓制得更小”吏用如上述疊層有單位電池:也 :組來構成錄氯電池，藉此可謀求更小型化’縮小設置面 138885.doc 201002550 而且，於互為相鄰之— 位電池之間，以與n %述單位電池與另一方前述單 另-方單位電池之負極：方單位電池之正極集電體與前述 傳熱媒體之流通…人'電體相接之方式，插入有於前述 而且，前述前述;二:=::傳_可。 低，熱傳導率亦良好。 —板所、、且成。鋁板之電阻 電阻會變小，因此較適宜者’藉由於1呂板施以鍍鎳’接觸 而且，於互為相鄰二前述單位電 位電池之間，以分別與 /方則迷早 置前述傳熱媒體之流通且於各個之間設 亦可。 二 式，插入有複數導電構件 而且’前述導電構件亦 成。銘板之電阻低，莽由Μ &以鑛鎳之1呂板所組 小，因itb竹A A -":八施以鍍鎳，接觸電阻會變 J因此作為則述導電構件較適宜。 又 係成’述目的，本發明之電氣鐵軌用電力供 、《系、.先係由連接於電氣車 ’、 給直流雷力夕弊带ώ 攸别述變電所供 置 —貝…及具備鎳氫電池之電力儲存供給裝 、且成，可述镖氫電池直接連結於前述饋 、 電力儲存供給農置安置在與前述 且則述 而成。 < 电所之场内不同之場所 特別是於從變電所遠離之地點之饋電線， 與變雷夕tbMrr 於變電所 電所之中間附近之饋電線、或對應於鐵路線 始立而之饋電線之端部直接連結錦氨電、'、端或 再战電力儲存供 138885.doc 10- 201002550 給農置’藉此可在從變電所遠離之地點，壓制饋電線之大 幅電麼下降，充分將電氣車輛之行駛性能引出，並且壓制 饋電表之大巾田電塵上升，可屋制由於再生失效等所造成之 電氣車柄行馼能量之多餘消耗。而且’將錄氫電池直接連 結於饋電線而叙電力儲存供給裝置比變電所低廉。 此外月，】：4 %内」為需要場所，包含電氣使用場所， 係使用電氣之場内全部。於此所謂場内，㈣圍牆或| 溝、_、溝渠等所隔開之地區、或設施持有人以及其相 關人貝以外的人無法自由進出之地區、或者地形上及其他 在：會-般概念上可視為相當於該等之地區。 月ίι述「與前述變電所 野内不同之％所」係於電氣鐵軌 用電力供給系統中，亦磁泛似； 亦稱為供電所之場所或設備。於該供 電所未設置普通變壓5|， 給設備。 ^ U有二次電池等電力儲存供 【實施方式】 C. 發明之效果 兩特付了提供"'種不需要廣大設置面積，而急速放 :特良好，且廉價製作之電氣鐵軌用電力供給系統之效 … 。 電轧鐵軌用電力供給系統對於節能、再 生失政對策、尖峰斷電、靼 辦冤木線電壓下降對策等有效。 再者’本發明取得可摇徂 伃了槌彳，、—種即使在從變動所離遠之地 …仍充分將電氣車輛之行駛性妒引ψ，、， 生失效等所造成之電氣車輛/ ，亚纟制由於再 軌用電力供給系統之效果。而日 電虱鐵 且’即使是變電所由於停電 138885.doc -11 · 201002550 或障礙而無法送電之情況，藉由變電所具備之鎳氫電池或 包含鎳氫電池之電力儲存供給裝置，可不停止車輛之輔機 而使車輛行駛至最近車站。再者，若為短時間，亦可將變 電所具備之鎳氫電池或包含鎳氫電池之電力儲存供給裝置 取代變電所來使用，因此可容易進行變電所之維修整備。 以下，參考圖式來說明本發明之適宜之實施型態。 第1實施型態 1.電氣鐵軌用電力供給糸統之結構、動作 圖1係表示關於本發明之第1實施型態之電氣鐵軌用電力 供給系統之概略結構。 如圖1所示，電氣鐵軌用變電所（以下稱為「變電所」）9 具備：變壓器3，其係從連接於電力系統之交流電源1，經 由交流電力線路2受電；整流裝置4，其係連接於變壓器 3 ;鎳氫電池（詳細待後述）8，其係並聯連接於整流裝置4。 整流裝置4係其正側端子連接於饋電線5，負側端子藉由配 線14連接於回流線7。鎳氫電池8直接連結於饋電線5及配 線1 5。更具體而言，鎳氫電池8係其正極側外部端子連接 於饋電線5，負極側外部端子經由配線1 5連接於回流線7 (軌道）7。換言之，鎳氫電池8係不經由充放電電壓或充放 電電流、或控制充放電電壓或充放電電流之充放電控制裝 置而連接於饋電線5。 如以上所構成之電氣鐵軌用電力供給系統中，整流裝置 4係將來自變壓器3之交流電壓轉換為直流電壓，並輸出至 饋電線5。從整流裝置4所輸出之直流電力係經過饋電線 138885.doc 12· 201002550 5並、二由作為架線之電車線而供給至電氣車輛u & 11匕。 於電氣車輛Ua，llb，藉由例如車上之電力控制褒置u 將供給之直流電力轉換為交流，並供 Η忐結拖 久电動機 或辅機。而且，於電氣車輛na，nb產生之再 經由饋電線5而供給至鎳氫電池8， 力係 研乳包也8，將鎳虱電池8充電。 且’儲備於錄氫電池8之電力係於其後因應饋電線 狀悲而供給至電氣車輛11a, 11b。 例如電氣㈣lla為處於制動狀態之再生車輛 輛lib為處於加速狀態之加速車輛時，來之 生電流供給往加速車輛’並且剩餘之再生電流經 在錄虱電池8流人，將錄氫電池8充電。另一方面 氣車輛1U，Ub均為加速車輛時， ，電 土 ^ ,认陡 干神才果自鎳虱電池8之放電雷 流會從饋電線5經由電車線而供 更电 ^ ^ 丨、、α任加速車輛。以上為锂 虱電池8之充電時及放雷 上馬錄 了及敌電時之例不，不限於上述例。 總之，鎳氫電池8係於饋電線5與回流線7之間之電壓(以 下稱為「饋電線電壓丨）高於鋥_ _ 壓（以 ^ 」）问於鎳虱電池8之電動勢（以下稱為 「電池電壓」）時奋Φ ^ Γ轉為 W充電，於低時放電。如此， 行浮動充電及浮動放電 包池8進 相#於私士心 鎳虱電池8係構成為具有 才田於饋電線電壓之平均值之電池電壓。 如以上’於本實施型 變電所9呈有將鐵軌用電力供給系統，於 又电r/] 7八,將鎳乳電池吉 直接仏㈣電線5及配線15之 、-、α構。因此，可建構全體結 n ,. , 门勿 急速充放電特性良妊 且成本低之電力供給系統。 艮好 整流裝置4為全波整流 人卞夜整流态均可，或使用 138885.doc -13- 201002550 制元件所構成之電力轉換器、即所—轉 :::。交流電源1多為商用電力系統，但不限定於 此，自家發電等之電力系統亦可 疋於 走於地上之電車以外，地下… $氧車輛除了行 , 電車、路面電車、LRV(超 低地板路面電車)等亦可。於圖!所示之變電所9,裝備: 變壓器3、整流梦署4芬辟今+ L 衣1甭有 裝置4及鎳虱電池8，但亦可裝備如以往技 術之結構例之升降截波器等 生電力送回交流電力線路之變頻器制裝置、或用以將再 鎳氫電池8亦可由 池雷壓厂。一 * 饋電線電壓之平均值之電 亦 早-數目之電池模組所構成。而且，氫電池8 tIL 接複數電池模組之結構(以下稱該結構為 %龟池模組」），以便可輸出相當於饋電線電壓之平 =值t電池電H —步而t ’並聯連接上述單—數目之 電池模組或上述串聯電池模組而構成亦可1並聯連接， 則電池容量變大，但等價之内部電阻降低。此外，電池模 組係串聯連接複數單位電池而成之結構。 圖2係表示本實施型態之鎳氫電池8之結構之-例之圖。 圖2所不之結構之情況下，錄氫電池8係並聯連接4個單元 8A〜8D而構成。各單UA〜8D亦可由上述單—數目之電池 杈組所構成，或由上述串聯電池模組所構成。 於圖2，作為構成各單元8A〜81)之電池短路時之保護電 路，設置有高速遮斷器21，22。高速遮斷器21配置於饋電 配置於與回流”連接之配線15 貝，’電抗外ea叫23配置於錄氫電池8與高速遮斷器”之 138885.doc -14- 201002550 間。如此，藉由設置電抗器2 3，可使短路時之電流上升和 緩，減輕加在高速遮斷器21，22之負擔，可確實地遮斷事 故電流。此外，電抗器23亦可配置於高速遮斷器22與鎳氫 電池8之間。 此外，視情況亦可省略高速遮斷器2 1，22及電抗器23。 而且，設置所謂斷路器（disconnector)以取代高速遮斷器 2 1, 22亦可。斷路器雖無負載電流之遮斷能力，但在將電 氣電路開路並進行維修作業時有效。 2. 鎳氫電池之特性 以下，一面與其他種類之二次電池比較，一面說明使用 於本實施型態之電氣鐵軌用電力供給系統之鎳氫電池之特 性。 圖3係表示對於各種電池等之SOC(state of charge :充電 狀態）之電壓變化之SOC特性圖。曲線a表示鎳氫電池之電 壓變化，曲線b表示鉛蓄電池之電壓變化，曲線c表示鋰離 子電池之電壓變化，曲線d表示電氣雙層電容器之電壓變 化。 對於SOC之變動之電壓變化（AVMSOC)係鎳氫電池約 0.1，鉛蓄電池約1.5，鋰離子電池約2，電氣雙層電容器約 3。 總言之，若設想相同之電壓變化，鎳氫電池可縮小電 池容量至鉛蓄電池之1/15，鋰離子電池之1/20，電氣雙層 電容器之1/30。故，可相應於其而縮小電池尺寸。 如圖3所示，以曲線a所示之鎳氫電池係與其他電池等比 較，具有對於電壓變動之SOC變動之範圍S較寬廣之特 138885.doc -15- 201002550 性。亦即，鎳氫電池係對於SOC之變動，其電池電壓之變 動小。與此相比，以曲線b, c，d所示之其他電池等係對於 S0C之變動，其電池電壓之變動大。例如若以SOC之中央 值來看，於鎳氫電池，將中央值之電壓設為^^，電壓變動 平息在範圍dV!内而使用之情況時，可於SOC之範圍S之大 致全部使用，可有效利用電池容量。相對於此，於鉛蓄電 池，將中央值之電壓設為V2，電壓變動平息在範圍dV2内 而使用之情況時，僅可於S0C狹窄之範圍使用，無法有效 利用電池容量。同樣地，於鋰離子電池，將中央值之電壓 設為V3，電壓變動平息在範圍dV3内而使用之情況時，僅 可於S0C狹窄之範圍使用，無法有效利用電池容量。於 此，電壓變動範圍之大小為dVVV^dVVVfdVVVs。 若從電壓變動的觀點考察，SOC在範圍S之中間（例如 SOC為40〜60百分比）時，將鎳氫電池8如圖1直接連結於饋 電線5之情況下，即使由於重複鎳氫電池8之充放電，其充 電狀態變動，仍可將電池電壓之變動壓制在非常小。另一 方面，其他電池（例如鋰離子電池）之情況下，電池電壓之 變動變大。總言之，鎳氫電池可有效利用電池容量。 此外，饋電線電壓之變動容許範圍係對於標稱目標電壓 (例如750 V或1500 V)為加減20%程度之範圍。 於饋電線直接連結電池之情況時，電池全體所具有之能 量之量中可充放電之範圍係限定於，以對於饋電線電壓之 變動之SOC特性所示之範圍。總言之，只有在對於饋電線 電壓之變動之SOC特性所示之範圍，電池内所具有的電力 138885.doc -16- 201002550 未有效活用。 鎳氫電池係於饋電線電壓之變動容許範圍，涵蓋s〇c特 性之大部分’因此電池内之容量會有效利用。

另一方面，與鎳氫電池比較，其他種類之二次電池由於 對於soc之電壓變化之傾斜大，因此於饋電線 減20%程度之範圍，有效之電池容量變得比較少。亦即， 若將鎳氫電池以外之鉛蓄電池或鋰離子電池等二次電池直 接連結於鑛電線使用，則與鎳氫電池比較，結果需:許多 电池，需要廣大設置面積，設備費更加昂貴。 圖係撷取鎳氫電池8及鎳氫電池除外之變電所部分％而 二曰亦即，變電所9a及鎳氫電池8對於負載之電氣 車輛並聯連接之結構。 包孔 若饋電線之送出電壓設為V1，鎳氫電池8之端子電壓設 為V2 ’錄氯電池8之内部電阻設為^，冑電所％之阻抗設 為R1 ’則流至鎳氫電池8之電流12係以下式表示。 I2=(V1-V2)/R2 越多電流流至鎳氫 此，鎳氫電池8之内部電阻越小 電池8,可充放電之電氣量越大。 、例如於饋電線之標稱目標電壓為75"之情況下，串聯 連接個單位電錢構成之電池模組若㈣連接個而構 個單元，貝"個單元為75〇 v、2〇〇 Ah，内部電阻為 240 。若並聯連接2個該單元而構成鎳氫電池8， :内部電阻成為8〇〜12()⑽1並聯連接4個該單元而構 成録氫電池8,則内部電阻成為4G〜6Gmfi，可構成内部電 138885.doc 201002550 阻小之鎳氫電池8。 另一方面，與鎳氫電池8比較，同容晉之妒 部電阻約為銼气予 门谷里之釓畜電池之内 為鎳虱電池8之1〇倍’而且 之内部電阻約為鎳氫電池⑷倍。 離子電池 因此，藉由電氣車輛所產生 蓄電池或鍾離子電池流有 U錄1^池比敍 多。 充電至一次電池之電氣量 而且’電氣車輛加速之# 有之阻抗4 T，由於因應變電所％所具 速用之負裁^^之比，而分擔電氣車輛加 圮用之負載電流’因此若二次 充分利用存於二次〜N電阻円，則無法 所之阻抗約。:。〗Ω二因量。由於25°〇…級之變電 〇別Ω，則變電所^此右考^錄氯電池之内部電阻 另-方f μ 之負載分擔大約為5: !。 载分擔大約為50··】，比起链# + 、·々〇·5 Ω，因此負 分謀求活用存於電池之電氣量。於錯1 =係無法充 型之二次電池，此亦同理。 “池以外之其他類 k:上來看’錄氣電池8係與同容量之其他二 :二於内部電阻小，因此流有許多電流 ’ t 乳量大。原本在敍蓄電池或鐘離子電 電之電 連接許多，則可縮小内部電阻，但需要^況時，若並聯 費更昂貴的設備費。 S大设置面積，花 如以上，從對於s〇c之電麗變化之點亦 點來看，若將錯蓄電池或鐘離 。電阻之 接連結於饋電線， 】38885.doc 201002550 花費更 則需要龐大數量之電池，並且 I且而要廣大設置面積 昂貝的設備費’因此並不實用。 為了消除該類不便，其他種 只—夂電池不得曰 貝之充放電控制裝置之升降璧 φ .收益错由操控充電電壓 末進订為了使用許多電池容量之控制。 3.實證試驗結果 進行第1實施型態之具備鎳氣 乳鐵執用雷六乂丘 給系統之實證試驗。於圖) _ ’、 — W⑼表不其實證試驗結果。 貫證試驗係於曰本某複線區間之電氣鐵軌用變電所， 如圖！所示將鎳氫電池8直接連結於饋電線$而進行 實證試驗，整流裝置4之《規袼為WV，錄氫電池81 規格為750 V、800 Ah。整流裝置4及 ^我罝4及鎳虱電池8係連接於 連接在上订車輛用及下行車輛用之電車線之饋電線。於此 所用之錄氫電池8係例如圖2所示並聯連接75q v、_ Μ 之4個單元8Α〜8D。各單亓SA Λ ω 早兀8A〜8D係串聯連接20個37.5 V、

200 Ah之電池模組而構成。而曰 々♦ L 而且，各电池模組係串聯連接 30個單位電池而構成。於 作為電池杈組係使用例如後 述之圖12〜圖14所示q ^士 4致/， 所之弟3結構例，但使用其他結構例亦 *5J* 〇 圖⑽係表示從實證試驗曰上午1〇點至u點之錄氯電池8 之ι_ν(電流-電壓）特性。圖5(b)係表示從同日上午^點至 12點之鎳氫電池8之〜特性。圖5⑷係表示從同日上午η 點至"點之鎳氫電池8之口特性。圖5⑷係表示從同曰上 午！3點至14點之錄氫電池8之^特性。於此，電流為負值 138885.doc 201002550 時表示充電，正值時表示放電。 圖5(a)〜（d)之ϊ·ν特性係以直線_表示 V=-0.05I + 775。 、e〜h大致為 從實證試驗可知，於直線e〜h，電池電壓 度，而且内部電阻為0.05 Ω程度。 欠助马1 V程 該試驗之實際取得資料係於圖5⑷〜⑷令以 從該等黑點可知重複許多次充放電。如此，若重… 電，則S〇C會變動，但如·…線·二:充敌 於SOC之寬廣之範圍8呈 ，臬虱-¾池係 靶固8具有女定之電壓特性， 電阻小，因此整體而言可縮小變動。 且由於内部 例如取代鎳氫電池8而將錯蓄電池直接連〜卜 情況時，由於鉛蓄電池之内部電阻大 、貝-線之 為例如以短劃㈣所示之I-v特性 於圖5(:’成 變動，則如圖3之曲線b所示，電壓亦大幅二：广

特性從短劃線Η變動為例如短劃線 -V 連接非常多鉛蓄雷外品7 ρ使精由並聯 中夕％畜電池而可縮小内部電阻， SOC之變動，ί-ν特性学 —上迷，由於 仍自父：動。因此，斜荃雷

作為充放電裝置使用。 田/不適S 而且，鐘離子蛩从> /之情況時，若S〇C變動，如 曲線C所示’電壓亦大幅 圖 入*从/ L ^ 多至離于電池亦不適 s直接連結於饋電線，作為充放電裝置使用。 如以上所述，由沐达+ 之電壓f動1 > ;為内。卩電阻小，且soc之變動所造成 之电壓贪動小之鎳氫電 作為充放電裝置使用：因此可直接連結於饋電線5而

;本貫施型態，以可使用由於SOC ί 38885.doc -20· 201002550 之變動所造成之電壓變動小 式，設定電池容量。 之範圍（例如圖3之範圍s)之方

於錯蓄電池及鋰離子雷％ , ^ ^ ± + 窀池，由於直接連結於饋電線，因 此若極端增大容量，則需 則而要非常大之設置面積，而且由於 成本亦變得非常高，因此不適合實用。 、 錄氫電池8之内部雷卩日t , … （門邛電阻小，且由於SOC之變動所造成之 電壓變動小。因此，由於電氣車輛進行加速而瞬間需要大 電流，即使彳㈣氫電池8進行放電，仍可壓制電壓降低。 與其同時’即使由於電氣車輛進行再生，瞬間產生大電 藉由錄氫電池進行充電，仍可壓制電壓上升。如此， 具備鎳虱電池之電氣鐵執用電力供給系統可謀求饋電線電 壓之安定化。此可藉由前述實證試驗來確認。 4.電池模組之結構例 “以下，敘述關於構成本發明之第丨實施型態所用之鎳氫 電池8之電池模組之結構例。以下所說明之電池模組之結 構例亦可同樣適用於後述本發明之第2實施型態之電氣鐵 軌用電力供給系統之鎳氫電池。 4.1弟1結構例 圖6(a)為第1結構例之電池模組之概略剖面結構圖，圖 6(b)係表示同電池模組之一部分之立體圖。 。亥電池模組40係如圖6(a)所示，作為一例而為串聯連結6 個單位電池41之構造。各單位電池41係由使離子穿透中間 4 ’但使電子不穿透之聚丙烯纖維之不織布所組成，具有 以未施以親水化處理之疏水性之分隔件42所區隔之正極胞 138885.doc •21 - 201002550 (cell)43及負極胞44。左端之單位電池41之正極胞43之左 端壁作為正極集電體45，右端之單位電池4 1之負極胞44之 右端壁作為負極集電體46發揮功能。左端之單位電池4 1之 負極胞44之右端壁及右端之單位電池41之正極胞43之左端 壁，係由兼作隔牆之集電構件47所組成。位於中間之4個 單位電池4 1之間，亦配置兼作隔牆之集電構件47。這樣一 來，從左端之單位電池4 1至右端之單位電池4 1係經由集電 構件47串聯連接。於各正極胞43及負極胞44，作為共通之 電解質溶液而填充有KOH水溶液。而且，於正極胞43之 KOH水溶液混入羥化鎳粉A，於負極胞44之KOH水溶液混 入儲氫合金粉B。 作為集電構件之材質，可使用鎳金屬板、鎳金屬箔、石炭 板、電鍍有鎳之鐵、電鍍有鎳之不銹鋼或電鍍有鎳之碳等 材料，且於鹼電解質溶液中，不會腐蝕等而變質，離子不 會通過，並具有電氣傳導性之物。 如前述，於負極胞44，填充作為負極之粉體活性物質而 裝入有儲氫合金粉B之電解質溶液，於正極胞43，填充作 為正極之粉體活性物質而裝入有羥化鎳粉A之電解質溶 液。此時，由於分隔件42為疏水性，因此於負極胞44及正 極胞43之内部填充電解質溶液時，採取使電池内部成為減 壓下（約1 000 Pa以下之内壓）之狀態以將電解質溶液推入之 方法。 作為負極與正極之粉體活性物質之組合，可使用例如儲 氫合金與羥化鎳之組合。作為儲氫合金之一例，可舉出 138885.doc -22- 201002550

La0.3(Ce、Nd)0.15Zr0.05Ni3.8Co0.8AI0.5。 而且’作為電解質溶液可使用例如K〇H水溶液、Na〇H 水溶液、LiOH水溶液等。 分隔件4 2係以未施以親水化處理之疏水性材料來製造。 由於分隔件42係在始終與驗性電解質溶液接觸之條件下使 用，因此使用於分隔件42之疏水性材料之化學藥品耐受性 宜良好。例如聚乙烯纖維、聚丙浠纖維等聚烯烴系纖維、 聚苯硫键纖維、聚氟乙烯系纖維、聚醯胺系纖維等係由於 化學藥品耐受性良好，因此可適宜作為分隔件42來使用。 從該等纖維可形成例如紡織品、編織品、不織布、棉線花 邊、扁平條帶等纖維片姑兮策 〗纖、.隹片材。5亥荨之中尤其是紡織品或 :之拉伸強度高，型態安定性良好，電池組裝時不易破 二望因此I適且。作為該紡織品亦可採平織、锻織、斜紋 彳面，作為不織布可藉由例如下述方法來取 付.將藉由梳棉法、翁 U紡黏法、溶噴法等所形成之 =纖：由針軋法、水流等予以絡合之方法;將包含熱 理予以Γ維網予以熱處理’或藉由熱處理及加壓處 耆之方法，及藉由接著劑黏著纖維網之方法。告 然’纺織品或不織布不限定於該等。 ^ 而且，於圖6(a)所示之第丨結 有高壓氧氣之梟〜 構例之-池換組，可從封入 池 _ 48經過壓力調整閥49,對於各單位電 即，藉由/胞43及負極胞44經過路徑5G而供給氧氣。亦 各分==;V並開閉設置於到達6個正一 ，b’ 51c，51d，51e及51f、及設置於到 138885.doc ·23· 201002550 達6個負極胞44之各分岔路之閥門52a，52b，52c，52d，52e 及52f以將氧氣供給至正極胞43及負極胞A*雙方、或僅 供給至正極胞43亦或負極胞44,藉此可使該氧氣與殘留於 負極胞44之剩餘氫氣反應而轉換為水。亦即，供給至負極 胞44之氧氣係與殘留於負極胞44内之剩餘氫氣反應而轉換 為X仏、、至正極胞43之氧氣係穿透分隔件42，與殘留於 負極胞44内之剩餘氫氣反應而轉換為水。 '、 、 接著’於圖6⑷所示之結構之密閉型鎳氫電池之模組 中’進行確認從封入有高覆(2〇 kg/cm2)之氧氣之氧氣筒 48:經過壓力調整閥49’將2,細2之氧氣供給至6個單位 電池41之各正極胞43及各負極胞料雙方之情況下之負極胞 44之内壓上升抑制效果之實驗，故進行說明。 _於實驗巾冑正極集電體45及負極集電體Μ連接於未圖 示之作為負載之白熾燈，開始放電，於H、時後，6個單位 電池41之各負極胞44之内壓上升至1 MPa。於此，各負極 胞44之無電解質溶液之空出部分之容積為〇〇〇心3。 於是’若從氧氣筒48經過壓力調整閥49,將2 kg/cm2之 氧氣供給至6個單位電池41之各正極胞Μ及各負極胞料雙 方’則於1小時後’ 6個單位電池41之各負極胞44之内 低至 0.1 MPa。 + 然而，電池製造者一般合 θ面臨如何處理起因於電池反j 之發熱的問題。特別是密 ’ 構造之電池無法忽視發熱f 通 选閉構造之電池宜且供、ife 1 且具備適切之傳熱構造。 以往之圓筒形電池或角形 電池係々卻電池箱外側，將j 138885.doc •24- 201002550 氫電池製成圓筒形電池或角形電池 卻效果。此係由於圓筒形電池或角形電池均之冷 或活性物質之配置方向往直角方* 勺為對於分隔件 、、兄πτΒ, 在直角方向，例如圓柱狀電池之卜主 严件^半徑方向傳遞熱之構造，總言之為透過叠層之二 ^件及活性物質往外部傳遞熱之構造。 層之刀 广係關於圓筒形電池之一例之圖。如圖7所示 豐正極活性物質片材6 j齙 序重 _3及離子透隔件…負極活性 圓件62,捲取為_狀，藉此構成 囫同形电池。於該圓筒形電 正炻挫工面 相64為負極端子，蓋65為 4子。圖8係關於角形電池之一例之圖 依序重疊正極活性物質71、離子穿透性分隔件斤： 2質73及離子穿透性分隔件72，藉此構成角形電池。"於 =角:電池’-端部壁74為正極端子，另一端部壁乃為負 極知子。側部壁76, 77為絕緣體。 、 圖7所示之構造必須對於活性物質片材及分隔件之配置 向（圓周方向），在直角方向（半徑方向）傳遞熱，但難以 經過重疊多層之物質良好地達成熱傳導，各層反而可視為 發揮幾近於隔熱材之作用。特別由於疊層有熱傳導性低之 纖維或多孔質之塑膠原材料之分隔件’因此熱傳導性特別 低同才水地，圖8所不之構造必須對於活性物質片材及分 隔件之配置方向（水平方向），往直角方向（半徑方向）傳遞 熱’但難以經過重疊多層之物質良好地達成熱傳導，各層 反而可視為發揮幾近於隔熱材之作用。 而且’右電池變大’則傳熱面積僅與容量之（2/3)次方成 138885.doc 201002550 比例而增加，而且傳熱距離亦變長。 所示之電池，即使冷$ & 八 ;圖7及圖8 溫度。 使相外側’電池内部仍未冷卻至必要 因此’於圖6⑷之電池構造，若將兼作_ 47之構造製成例如多孔質’以增加傳熱面積，則；多= 集電構件47亦發揮作為傳熱構件之作用，因二：：質 構件充分發散由電池反應所產生之熱。藉此，可 m一方面’除了將該集電構件47作為散熱構件利用 以外，亦可作為蓄熱構件利用。總言之，由電'、也“用 生之熱滯留於密閉構件之Φ /反應所產 適宜，…方面1 會促進電池劣化，故不 件宜處於-定之溫度—因：=? :::::件47強制散熱，視情況為了使電池構成構件： 為 疋溫度以上，例如忐皂奶〇 〇 例如成為約25 C以上，亦可於一部分 二孔貝木電構件47之外面黏貼隔熱材以壓制散熱。同 二：：扇強制：卻散熱板之構造中，於電池構成構件為 ―又以下之h況時，可藉由使風扇稼動以壓制散熱。 電池大型化，則表面積亦變大，僅冷卻表面的話 之冷卻多半不充分。因此，如圖6⑷所示，於電池 ^曰有複數單位電池之構造之情況下，若冷卻作為區隔 早立電池之隔牆之集電構件47 ’則亦可有效冷卻電池内 部。作為隔牆之集電構件47之導電性良好，如圖6⑻所 ”有由夕孔質之鋁板所組成之集電構件Ο、及以分隔 牛所之正極胞及負極胞之單位電池41係緊密地連接。 138885.doc -26- 201002550 因此 熱0 可透過集電構件47 不僅傳遞電子以可較佳地傳遞 ;圖6(a)所不之結構之鎳氫電池模組，進行將用以供給 冷卻用空氣之風扇53設置於下方，以便有效率地藉由隼電 構㈣進行散熱之實驗（參考圖6(b))。首先，於停止風扇 之狀L下，於至溫下進行丨2〇%過充電，於2小時後，設 置於電池内部之溫度計之溫度上升至約HHTC。 ^

於疋啟動風扇53，辈月向由6個單位電池所組成之電池 模組供給冷風’進行12〇%過充電，即使經過2小時後，設 置於電池内部之溫度計之溫度僅從室溫（2 51 )上升約阶 程度。 此外，於集電構件47,亦可使用例如設置有用於往上下 方向流動冷媒之許多通流孔之銘板等金屬才反以取代多孔 質之鋁板等。 而且，於該電池模組4〇，例如於正極集電體45之中央 部，安裝與後述之圖〖〇所示之正極端子94同樣之外部連接 用之正極端子，於負極集電體1〇6之中央部，安裝與後述 之圖10所示之負極端子95同樣之外部連接用之負極端子亦 可。 4.2第2結構例 圖9係表示將第2結構例之電池模組8丨進行強制冷卻之風 扇及藉由風洞（空氣流通空間）進行冷卻之結構之立體圖。 電池模組8 1係於下部具備空氣所流通之空氣流通空間8 2。 藉由吸氣風扇83a及吸氣風扇83b所吸入之空氣係經過下部 138885.doc -27- 201002550 之空氣流通空間82 氣流通空間84而放 動方向。 电池模組8 1内之傳熱空間及上部之空 出至外部。圖9之箭頭係表示空氣之流 圖10(a)為第2結構例之電、、也 一 电池杈、、且之縱剖面圖。圖10(b)係 表示於圖1〇⑷配置於從箭之方向觀看之㈣池模Μ 正極板及負極板之間之墓啻 岭電構件之剖面圖。圖10(c)係表示 配置於構成第2結構例之電池模組之（以下所說明之）單位電 Μ⑲^卜部之導電構件之立體圖。圖1G⑷之箭頭X以 外之前頭係表示空氣之流動方向。 。亥电池模組8丨係作為_例而疊層有6個單位電池。各單 位電池係於作為正極集電體之正極板85與作為負極集電體 之負極板86之間’裝人電解質溶液，並且使在驗電解液中 不會腐料而變質，離子會穿過但不使電子穿過之分隔件 87 ”在正極胞858與負極胞86S之間，於正極胞85S内裝 入正極活〖生物貝，於負極胞86S内裝入負極活性物質之結 構。然後，於相鄰2個單位電池之間，設置有從吸氣風扇 83a及吸氣風扇83b吸入之空氣所流通之上下方向之空氣流 通路徑88。 此外，空氣流通路徑88並非遍及正極板85與負極板％相 對面之部分之全部而設置，而是如圖10(b)及圖1〇(匀所 示 °又置於正極板85及負極板86之中央部之上下方向。於 空氣流通路徑88之兩側，配置有導電構件89，正極板85與 負極板86係藉由導電構件89連接。 作為分隔件8 7，可使用例如四氟化乙烯樹脂 '聚乙烯、 J38885.doc -28· 201002550 $龍聚丙稀等之紡織品、不織布或薄膜過濾器等。作為 W構件89’可❹電錢有鎳之紹板等鎳金屬板、錄金屬 >白 '山石反板、電錢有鎳之鐵、電鍍有鎳之不錄鋼或電鑛有錄 之反等材料，且於驗電解質溶液中，不會腐钱等而變質， 離子不會通過，並具有電氣傳導性。 各單位廷池係由絕緣板93，92圍住上下。下部及上部之 空氣流通空間82, 84係由絕緣板90, 91圍住各個之下方及上 方。進一步於圖10所示之左端之正極板85之中央部，安裝 有卜P連接用之正極端子94。於如圖1〇所示之右端之負極 板86之中央部’安裝有外部連接用之負極端子95。、 :圖1 0(a) ’亦可使用具有圖6所示之多孔質之集電構件 47之電池模組40,以取代電池模組81。 #而且’亦可使用圖11所示之傳熱板96，以取代設置有空 乱抓通路㈣之導電構件89。該傳熱板％係以链作為原材 料、，並經施以錦電鍍，因此於上下方向設置有許多空氣之 肌通路徨97。可取代導電構件89而將該傳熱板96插入於正 極板85與負極板86之間，使藉由吸氣風扇83a及吸氣風扇 斤吸入之工&⑽通至流通路徑9。傳熱板料相接於正 極板8 5及負極板8 6，用，、/ π y , 使正極板85與負極板86電氣地連 +之構件’亦具有電氣傳導性。關於該點，由於銘之電氣 电阻比較低，熱傳導率比較大，因此具有作為傳熱板96適 ㈣氧化的缺點。因此’於銘板施以錄 黾鑛’不僅會抑制氧化， 且由於施以鎳電鍍，接觸電阻 會降低，因&更加適宜作為傳熱板％。 138885.doc -29* 201002550 4 · 3第3結構例 圖12為第3結構例之電池模組之橫剖面圖。圖 圖12之電池模組之傳熱板内之空氣之流動方向之圖’，、直: 略圖12所示之絕緣板1〇7,⑽。圖14係表示圖12二^ 組内之熱之傳達方向之圖 包池杈 該電池模組98係疊層有複數單位電池。於各單位*、、也 於對向設置之正極集電體99與負極集電體1〇〇之間 電解液中不會腐姓等而變質，離子會穿過但不使電子％ 蛇腹狀之分隔件101配置為交互靠近兩集電體。進 各單位電池，在由蛇腹狀之分隔件1〇1及正極集電體ς所 $分之空間内’配置電解質溶液1G2連同含有正極活性物 質之正極片材103，在由蛇腹狀之分隔件101及負極集電體 100所劃分之空間内，配置電解質溶液1〇2連同含有負極舌 性物質之負極片材104，正極片材103及負極片材柳: 分隔件⑻而交互排入。而且，正極片材⑻係相接於:極 集電體99 ’負極片材1〇4係相接於負極集電體1〇〇。然後， 於相鄰2個單位電池之間’以一單位電池之正極集：體㈧ 與另一單位電池之負極集電體1〇〇相接之方式，插入圖U 所不之傳熱板96。該傳熱板96之空氣流通路徑97之方向係 與正極片材103及負極片材104之上下方向—致。各單位電 池之正極集電體99與負極集電體10〇之間，藉由分隔件101 予以二分割為正極胞及負極胞，以分隔件1〇1及正極集電 體99所劃分、配置有正極片材1〇3之區域成為正極胞二 分隔件ιοί及負極集電體100所劃分 '配置有負極片材 138885.doc -30· 201002550 之區域成為負極胞。 ^如於圖9,藉由使用本結構例之電池模組⑽ …構例之電池模組81 ’可構成為冷卻電池模㈣8。 如圖12所示，以導電性良好並且熱傳導性佳之全 =正：集電體99及負極集電體_，係分別與正極片： 揮“：遠片材1(M直接接觸’而且各集電體"，1〇°係與發 揮“地連起正極集電體99與負極集電體1〇〇之 熱板96接觸。藉此，對於沿著以圖13之箭頭所示 =傳熱板96之空氣流通路徑97之空氣，電池反應之I; 所產生之熱係沿著圖14之箭頭所示之方向有效率地傳^， 亚放出至外部。如此，電池模 地執行電池反應之適當範圍。之-度係維持於可順利 如圖12所示’於正極之端部設置有統籌正 Ο 於負極之端部設置有統籌負極集電體1()6。/^體 組％之側部設置有絕緣板1〇7，⑽。於统籌正極集電體二 之中央部，安裝有例如與圖10所示之正極端子％ :端子，於統籌負極集電體1〇6之中央部，安裝有例如= 圖10所不之負極端子95同樣之負極端子。 ” 正極片材103係例如於基板上，㈣正極活性物質 電性填充劑及樹脂中加入溶劑而製成糊狀之物， 狀亚使其硬化。負極片材1〇4例如於基板上，塗布負極^ 性物質、導電性填充劑及樹脂中加入溶劑而製成輙 物，成形為板狀並使其硬化。作為正極活性物質及負極活 性物質可使用所有習知之活性物質材料。作為導電性 138885.doc -31 201002550 劑可單獨或組合下絲使用：碳纖維、於碳纖維電锻有錄 之物、碳粒子、於碳粒子電鑛有錄之物、於有機纖維電錄 有鎳之物、纖維狀鎳、鎳粒子或㈣。作為樹脂可使用軟 化溫度至i2(TC之熱塑性樹脂、硬化溫度從常溫至12吖之 樹脂、溶解於蒸發溫度12n：以下之溶劑之樹脂、溶解於 可溶於水之溶劑之樹脂或溶解於可溶於乙醇之溶劑之樹脂 等。作為基板可使用鎳板等具有電氣傳導性之金屬板。 5 .電池之耐久性提升之一例 ，電池加入電容器成分’以該電容器成分進行高速、短 時間之充放電，不足部分由電池負擔，結果可提升電池之 耐久性。此係由於電容器成分之内部電阻比電池之内部電 阻低’因此以高速進行短時間之充放電之情況下，電容器 成分主要進行充放電，故電池之負擔變少。為了獲㈣效 果，可採用於分隔件與正極活性物質之間及分隔件與負極 活性物質之間插入雷玄_哭交i J描入电谷斋谷里大之物質。例如可採用圖15 所示之構造之單位電池。 圖15所示之單位電池係由正極集電體i"圍住正極側， 由負極集電體112圍住負極側，以絕緣體113圍住側部。於 該等所圍住之胞内’充滿電解質溶液。該胞係藉由在鹼電 解液中不會腐蝕等而變質，不使電子穿過但離子會穿過之 離子牙透性之大致蛇腹狀之分隔件! 14，分割為正極胞η 5 及負極胞116。於正極胞115内，配置有與分隔件m全面 相接之含有正極活性物f之大致蛇腹狀之聚丙烯纖維之不 織布m ’進一步配置有與不織布m全面相接，並且與正 138885.doc 32· 201002550 極集電體111部分相接之含有正極活性物質之大致蛇腹狀 一、斤且成之成形體118。於負極胞116内，配置有與分 M 相接之含有負極活性物質之大致蛇腹狀之聚 稀纖.准之不織布119，進一步配置有與不織布m全面相 並且與負極集電體112部分相接之含有負極活性物質 :大致蛇腹狀之鎳泡所組成之成形體12〇。於圖15所示之 大致蛇腹狀之聚丙烯纖維之不織布117及大致蛇 腹狀之聚丙烯纖維之不織布ιΐ9相當於電容器成分。 於圖15所不之結構之密閉型電池，大致蛇腹狀之聚丙稀 纖維之不織布117及大致蛇腹狀之聚丙烯纖維之不織布119 除外之情況下之循環壽命為4_循環，但如圖Μ所示，具 有大致蛇腹狀之聚丙烯纖維之不織布117及大致蛇腹狀之 ，丙烯纖維之不織布119之情況下之循環壽命超過刪〇循 可-層硬數s亥圖i 5所示之結構之單位電池而構成電池模 ◎、且1^列如與刖述第2、第3結構例之情況相㈤，若經由圖1〇 戶斤示之導電構件89或圖U所示之傳熱板％，串聯連接複數 個圖15所示之結構之單位電池而疊層即可。 “於以上所述之各結構例’疊層複數單位電池而構成電池 核組’屆# ’採與排列在與單位電池之疊層方向（排列方 °)才同方向之方式，g己置正極胞及負極胞，並且於互 相鄰之一單位電池之正極胞與另一單位電池之負極胞： 間’配置板狀之集電體(圖6之集電構件47、圖1〇之 85及負極板86、圖之正極集電體99及負極集電體⑽等）。 J38885.doc -33- 201002550 = = 之集電構件47)採多孔質構件，藉此製成 ;” '°卩°又置有冷媒流路之結構。或者，製成於集 ②體（圖10之正極板85及負極板^、圖Η之正極集電體％ 及負極集電體_之間，插人有傳熱板96(參考圖⑴之处 構；該傳熱板96係設置有令央形成空氣流通路徑88之導^ 構件89(參考圖1〇)或空氣流通路徑97之通流孔。藉由製成 該類結構’可從集電體將由於電池反應所產生之熱效率:良 好地取入至冷媒（例如空氣），並往外部發散，冷卻效果甚 大。 此外，上述雖使用空氣作為冷媒（傳熱媒體），但構成 使用水或油等液體亦可。而且，不限定於此，可使用一般 作為傳熱媒體所知之氣體或液體所組成之 而且，藉由叠層複數單位電池而構成電池模組採 與排列在與單位電池之疊層方向（排列方向）相同方向之方 式，配置正極胞及負極胞，並且於互為相鄰之—單位電池 之正極胞與另—單位電池之負極胞之間，配置板狀之集電 細6之集電構件47、圖1G之正極板85及負極㈣、圖Η 之正極集電體99及負極集電體1〇〇等）’们個板狀之集電 體（圖6之集電構件47)作為鄰接2個單位電池之集電體而共 用’或者藉由鄰接之2個板狀之集電體（圖ι〇之正極板咖 負極板86、圖12之正極集電體99及負極集電體1〇队經由導 電構件89(參考圖10)或傳熱板96(參考圖11)，利用廣大之 面接觸而連接’以串聯連接複數單位電池，可將電池模組 之等價之内部電阻壓制在更小。 138885.doc •34- 201002550 如以上所述，如各結構例，藉由 、 冷卻構造，可壓制由於電池反應所造成：：：組：且具備 制電池劣化，謀求電池之使用壽命。因此可抑 模組之等價之内部電阻壓制在更小 而且可將電池 池8之使用壽命增長，將等 ，可謀求鎳氫電 6…士 日長料知之内部電阻麼制在更小。 如以上，本發明之第！實施型態之泰 系統係於變電所9，且有_ 包〃用電力供給 ^有將鎳虱電池8直接卓姓 及配線15之結構。藉由該結構，可不需要諸：：、：％線5 器之非常昂貴之充放電控制裝置，因广如升降壓截波 电k市J褒置，因此可簡化裝 結構，並且可減低製造成本。 之動作延遲，急速充放電特性=^充放電控制裝置 儿 玉特陵良好，可將饋電線電壓安定 。而且’若省略作為充放電控制農置之升降麼截波器， 則亦無產生成為信號裝置之障礙之高調波雜訊之虞。 由於本發明之第1實施型態之電氣鐵軌用電力供給系统 不需要充放電控制裝置’因此不需要其設置空間。而且， Γ般:言’錄氨電池之體積能量密度高，因此即使為使用 斗多早位電池之高容量之錄氫電池8，亦不需要廣大設置 面積。而且’如前述各結構例，藉由使用疊層有單位電池

之電池換組來構成裤赛雪、> Q 再风蜾虱電池8，可謀求更小型化，縮小設 置面積。例如前述實證試驗所用之75〇 V、8〇〇 Ah之鎳氫 電池8係其體積為18 m3。 而且，由於鎳氫電池8之内部電阻小，目此於電池内部 所產生之發熱量少’可減低熱損失，而且可減少電池本身 138885.doc •35· 201002550 之散熱裝置。 鐵軌之電氣車輛係由於瞬間大電流之進人•斷開、架線 ^ =電弓之離線或第三軌與集電靴之離線，而發生急遽之 電\电左之變化。由於鎳氫電池具有電容器效果，因此 即=到瞬間急遽之電屡之上升變化’或相反地瞬間放出 一 /、其他電池比較，仍於作為電池全體可使電壓變 化和緩之點有利。藓由將雄_小l。 精由將鎳虱電池8之單位電池，構成為 後处作為電池之耐久性提升之一例而於_所示之單位電 ί之結構’可更提高鎳氫電池8所具有之電容器效果。 弟2實施型態 1·電氣鐵軌用電力供給系統之結構、動作 圖〗6係關於本發明之 玉恶之电軋鐵執用電力# α系統之概略結構。 ’、 〜m 於弟1貝轭型怨，鎳氳電池8設置於雷 風鐵執用之變電所9。相對於此， ^ 、 之電氣、 ；表明之第2實施型態 〇系統，於電氣鐵軌用之變雷斛芬$ 如變電所之中間點 电所及诸 7义甲間點之變電所9以外之場讯 電池8之電力儲存供給裝置w。 δ又置匕线氫 此外，構成於關於本發明之第2實施 電她系統所用之錦氯電池8之電池模：：：鐵：用 第1貫施型態所用之鋅查+ 、、’、可與鈾述 鎳虱电池8之電池模組相同。 於圖1 6所示+, 之电乳鐵軌用電力供給系兩 裝置10a，i〇b係呈有鎳& 电力儲存供給 構。於此，鋅气;氧電池8直接連結於饋電線5之社 於此’鎳虱電池8直接連結於饋電 之^ 型態相同’鎳氫電、、也γ丄士 、’糸拍與第1實施 8不經由充放電控制裂置而連接於饋 138885.doc • 36 - 201002550 電線5。鎳氫電池8係其 ^ . , … …叩4逆按於饋電線5， 負極側外部端子連接於回流線（軌道）7。亦即，錄氯電、也8 之-對外部端子連接於饋電線5及回流線7。如於實施型能 1所述’鎳氫電池由於對於soc之電壓變動小，因个 要充放電控制裝置即可直接連結於饋電線5及回流線7 / 電力儲存供給裝置1〇 二 興電軋鐵執用變電 所（电氣車輛用之變電所如，％之場地不同之場所 :存供給裳置·⑽之鎳氫電池㈣直接連結在不 電所％ %舆饋電線5之連接部分之饋電線5之部分。具 而言，就電力儲存供給裝置⑽而言，於電氣鐵轨用變電 所^及電f鐵軌用變電所9b之中間地點之饋電線5，直接 連結有鎳氫電池8。而且，U f $ 就電乳鐵軌用變電所1〇3而士， 錄氫電池8係從最接近饋電線 ° 之鈿部5e之電氣鐵執用變電 所9a’直接連結於接近錯山士 、 接近饋電線5之端部5 e之地點之饋雷錄 5 ,或直接連結於饋電線5之端部5e。 ''、 於如以上所構成之本實施 汽巧主，Κ电軋鐵軌用電力 統，電氣車輛11a，Ub n故立l 刀仏、、，〇糸 署六 生之再生電力係儲備於設 置在電力儲存供給裝置1〇 置1〇a，10b内之鎳氫電池8。儲備於铉 氫電池8之電力係因應饋 備於鎳 中〜 電線5之電壓狀態’適宜地供办至 電氣車輛11a，11b，11C。 σ至 箱由该結構，若雷姑 壯里 電線之電壓即將低於電力儲存供仏 裝置10a，l〇b内之鎳氫電，、也 …。 s ^ ^ 池8之電壓，則從鎳氫電池8 至饋電線5，壓制饋電续 包 ^ ^ 線電屢下降。藉此，防止由於饋雷 線之电壓下降，於各個I 、電 包虱車輛之行駛發生妨礙，充分將 138885.doc 201002550 電氣車輛之行駛性能引出，其結果對電氣車輛全體之運行 不會造成妨礙。而且，若於再生發生時，饋電線電壓即將 高於電力儲存供給裝置l〇a，10b内之鎳氫電池8之電壓，則 鎳氫電池8充電，抑制饋電線電壓上升。藉此，防止再生 失效等，防止電氣車輛之行驶能量多餘地消耗。 於此，由於饋電線5其本身有電阻，因此距離變電所越 遠，電壓下降越大。總言之，行駛於從變電所相隔遙遠之 地點之電氣車輛若加速而消耗大量電力，則電壓下降變得 更大，唯恐對電氣車輛之行駛帶來妨礙。而且，相反地， 於電氣車輛減速時，由於所產生之再生電力，饋電線電壓 會上升。此時，由於館電線5之電阻，比起較該電氣車輛 附近接近變電所之地點之饋電線之電壓上升，產生再生電 力之電氣車輛附近之饋電線之電壓上升會有變大的傾向， 唯恐發生再生失效等。 上述問題係起因於饋電線5之電阻、及從變電所至電氣 車輛之長距離。因此，於本發明之第2實施型態，特別將 電力儲存供給裝置l〇a, 10b設置於變電所9a與變電所9b之 間、或鐵路線之終端或始端附近。藉此，可相對縮短從電 力儲存供給裝置1 〇a, 1 Ob至電氣車輛之距離，可減低起因 於饋電線5之電阻之從鎳氫電池8放電時之饋電線電壓之電 壓下降、或對鎳氫電池8充電時之饋電線電壓之電壓上升 之變動。 此外，電力儲存供給裝置1 〇a, 1 Ob係因應必要設置於變 電所間即可，未於所有變電所間設置亦可。例如若變電所 138885.doc -38- 201002550 間之距離短，則於該變電所間不設置亦可。而且，於饋電 線之端部’亦因應必要設置即可，若饋電線之端部與變電 所之距離短，則不設置亦可。 而且，若有電力儲存供給裝置10a，議，即使為鄰接之 變電所故障而無法送電之情況下，藉由來自電力儲存供給 裝置10a, 1Gb之電力供給，可使電氣車辅行駛至最近車 站。進一步若為短時間’將電力儲存供給裝置1〇a，10b作

為變電所之代用，則可使變電所之功能停止而進行變電所 之維修整備。 而且，於新鋪設鐵軌之情況下，於變電所間設置電力儲 存供給裝置10a，l〇b ’可增長蠻雷所 曰长支毛所間之間隔，減少變電 所數。比起藉由鎳氫電池8所 再取·^罨力儲存供給裝罟 變電所之建設費用很魔大。而且，廢除既有的 鐵執的變電所’設置電力儲存供給裝置10a，10b 效利用剩下的用地。如此，雷 ^ ,, 電力儲存供給裝置10a，10b可 成為變電所之替代物係由以下實證試驗來顯示。 2.實證試驗結果 進行關於本發明第2實施型態 〜灸电軋鐵軌用電力供仏糸 統之實證試，驗。圖17(a)〜(d)係表示、、、。糸 /、只口足s式驗結果之圖。 該貫證試驗係藉由於曰本某複線區間之 所，例如與整流裝置4並聯 、. 變電 认c匕^ 將錄氯電池8連接於饉雷 線5與回流線7間，使同變 冊饋電 刀月b知止，以作為呈古雜 氫電池8之電力儲存供給裝 马 >、有鎳 切、於通常之微+ ，1〇b之貫驗裝置，藉此確 ^於通常之變电所間隔之2倍 J所6又置之電力儲存 138885.doc 201002550 供給裝置1 Oa，1 〇b之能力。 於該實證試驗饋電線之電屋規格為750 V，錦氫電 池8之規格為712·5 v、_ Ah。而且，停止狀態之整流裝 置4及鎳氫電池8係連接於連接在上行車輛用及下行車輛用 之電車線之饋電線。於此所使用之鎳氫電池8係例如圖2所 示，並聯連接4個單元8A〜8D。各單元8八〜犯係串聯連接 19個37·5 V、200 Ah之電池模組而構成。而且，各電池模 組係串聯連接30個單位電池而構成。 圖17⑷係表示從實證試驗日之上午$點至6點之錄氣電池 8之I-V(電流—電屡）特性。圖〗7⑻係表示從同日上午6點至 7點之鎳氣電池8之Ι-V特性。圖〗及+ 竹f玍圖17(c)係表示從同日上午7點 至8點之鎳氫電池8之I_v特性。圖17 一 竹「王圖17(d)係表示從同日上午8 點至9點之錄氫電池§之I _ v特性。+ v W性。於此，電流為負值時表 不充電，正值時表示放電。 圖17(a)〜（d)之I-V特性係以吉娩p + 寸I王你U直線e〜h表示，直線e〜h大致 為 ν=·〇·〇5Ι + 752。 從貫驗結果可知，於亩綠 l 於直線e〜h，内部電阻為0·05 Ω程 度。而且，最高電壓為815 V,最低恭厭 曰 v敢低电壓為637 V，即使於 辰間擁擠時間帶，已實證落力 頁^各在750 V之饋電線電壓所容許 之900 V〜600 V之範圍内，田.士、* ^ ^ ®此成為結果藉由利用鎳氫電 池之“設備，可成為變電設備之替代物之試驗結果。 3.總結 本發明之第2實施型態之電翁 當^ u A 包孔鐵軌用電力供給系統係與 第實靶型態同樣將鎳氩電池8直 恢連結於饋電線5。因 138885.doc -40. 201002550 2 ’不需要諸如升降職波器之非常 且，…：可簡單地構成’可減低製造成本。而 好，可實現^ 置之動作延遲，急速充放電特性良 ^ 、貝^線電壓之安定化。而且，若省略作為充放 電控制裝置使用之升 、、 置之障礙之古卞、+ 〗π無產生成為信號裝 直心丨早械之同调波雜訊之虞。 特別於從變電所相隔遙遠之地點 ^ . 〜頌私綠，例如於鐵蕾 所與變電所之Φ鬥4^ ^ ^ 式Μ铁 ^饋％線5、或”應於鐵路線之終端 或始立而之饋電線之端邱S ρ 古44 ± 士 〇 而°Me，直接連結鎳氫電池8而構成電 力儲存供給裝置l〇a】仙。旌 達之地λ , ·，壓制在從變電所相隔遙 還之地點’由於饋電線本身之 之饋雷螅夕士 dr π 或电虱車輛加速所發生 之饋電線之大幅電壓下降 礙並充分引出了电礼車輛之仃駛帶來妨 “引出,乳車輛之行馼性能。與其同時，可壓制由 車輛減速時產生之再生電力所造成H線5之大 綠上升’ Μ制由於再生失效等所造成之電氣車輛之行 駿旎量之多餘消耗。 丁 /卜“月之第1實施型態係於電氣鐵軌用電力供仏 糸統，將錄氫電池設置於電氣鐵_之變電所。而且，、:

發明之第2實施型態係於電翁 I _ 冤轧鐵轨用電力供給系統，將鋅 氣電池設置於電氣鐵軌用之孿 * 心、電所以外之場所。鎳氫電池 之設置場所不限定於該等。於 产 、電氧鐵軌用之變電所設置_ 鎳氫電池，同時於電氣鐵轨用 w用之變電所以外之場所設置复 他鎳氫電池亦可。 ’、 產業上之可利用性 138885.doc 201002550 關於本發明之具備鉉 、、、虱電池之電氣鐵軌用電λ彳& π 統，係適宜作為設置於電氣鐵軌用變電所之;力供給系 之電氣鐵軌用電力供給系統等來使用。、脊鎳虱電池 關於本發明之電氣鐵軌用電力供給〃 作為設置在從電氣^ ° ” ，係適宜 之电孔鐵執用變電所遠離之地點 電力供給系統等來使用。 電軋鐵軌用 【圖式簡單說明】 圖1係關於本發明之笛 實％型態之具備鎳氫電池之雷> 鐵軌用電力供給系統之概略結構圖； 之電乳 圖2係表示本發明笛 ^ ^ , 之苐1貫施型態之鎳氫電池之一 之電路圖； ％ < 貫轭例 圖3係表示對於各種 肤能W帝「 專之S〇C(State 〇f charge :充番 狀悲）之電壓變化之SOC特性圖； 充電 圖4係從圖1擷取錄氣 而表示之圖； 飞電池及鎳虱電池除外之變電所部分 圖5(a)〜(d)係表示關於本 雷妯々不a a心乐1貫知型態之呈備禮右 電池之電氣鐵軌用電 侑鎳虱 包刀1、給系統之貫證 圖6(a)為第i結構例之带❹ 赞、、。果之圖’ ^ 电池拉組之概略剖面社谨阁 為同電池模組之—部分之立體圖； 、“籌圖， 圖7係切開圓筒形雷# + ,之—部分之概略立體圖； 圖8為角形電池之概略剖面結構圖； “係表π將第2結構例之電池模組進行強 及藉由風洞進行冷卻 7卩風屬 1 <結構之立體圖； 圖1〇(a)為第2結構例之 電池杈組之縱剖面圖，（b)係表示 138885.doc -42· 201002550 配置於同電池模組之正極板及負極板之間之導電構件之剖 面圖。（C)係表示配置於單位電池之正極板外部之導電構件 之立體圖； 圖11為傳熱板之立體圖； 圖12為第3結構例之電池模組之橫剖面圖； _係表_12之電池额之傳熱㈣之^之 向之圖； 乃

圖14係表示圖12之電池模組内之熱之傳達方向之圖. 圖15係已使耐久性提升之單位電池之概略剖面結構圖. 圖16係關於本發明之第2實施型態之電氣鐵 ; 給系統之概略結構圖；及 电力供 圖l7(a)~(d)係表示關於第2實施型態泰> 供給系統之實證試驗結果之圖。 $ &鐵軌用電力 【主要元件符號說明】 交流電源 交流電力線路 變壓器 4 5 7 8 9 9a，9b l〇a，10b 整流裝置 饋電線 回流線 鎳氫電池 電氣鐵軌用之變電所 電氣鐵轨用之變電所 電力儲存供給裝置 138885.doc -43· 201002550 11, 11a, lib, 電氣車輛 11c 40 電池模組 41 單位電池 42 離子穿透性分隔件 43 正極胞（cell) 44 負極胞 45 正極集電體 46 負極集電體 47 集電構件 48 氧氣筒 49 壓力調整閥 50 路徑 51a, 51b, 51c, 閥門 51d, 51e, 51f 52a, 52b, 52c, 閥門 52d, 52e, 52f 53 風扇 61 正極活性物質片材 62 離子穿透性分隔件 63 負極活性物質片材 64 負極端子 65 正極端子 71 正極活性物質片材 138885.doc -44- 201002550 72 離子穿透性分隔件 73 負極活性物質片材 74 正極端子 75 負極端子 76, 77 絕緣體 81 電池模組 82, 84 空氣流通空間 83a, 83b 吸氣風扇 85 正極板 85S 正極胞 86 負極板 86S 負極胞 87 離子穿透性分隔件 88 空氣流通路徑 89 導電構件 90, 91, 92, 93 絕緣板 94 正極端子 95 負極端子 96 傳熱板 97 空氣流通路徑 98 電池模組 99 正極集電體 100 負極集電體 101 離子穿透性分隔件 138885.doc -45- 201002550 102 電解質溶液 103 正極片材 104 負極片材 105 統籌正極集電體 106 統籌負極集電體 107, 108 絕緣板 111 正極集電體 112 負極集電體 113 絕緣體 114 離子穿透性分隔件 115 正極胞 116 負極胞 117 聚丙烯纖維之不織布 118 鎳泡之成形體 119 聚丙烯纖維之不織布 120 鎳泡之成形體 138885.doc -46-

Claims (1)

1. 201002550 七、申請專利範圍： 1. 一種電氣鐵軌用電力供給系統，其包含饋電線，其係連 接於電氣車輛用之變電所，從前述變電所供給直流電 力；且 包含鎳氫電池作為直流電力儲存供給設備，且前述鎳 氫電池直接連結於前述饋電線而成。 2. 一種電氣鐵執用電力供給系統，其係於電氣鐵軌用之變 電所中包含：變壓器，其係從交流電力線路受電；整流 裝置，其係連接於前述變壓器；及饋電線，其係連接於 前述整流裝置；且 包含鎳氫電池作為直流電力設備，且前述鎳氫電池直 接連結於前述饋電線而成。 3. 如請求項2之電氣鐵軌用電力供給系統，其中前述鎳氫 電池係由1個以上之電池模組所構成； 前述電池模組係 於對向設置之1對板狀之集電體之間，包含由分隔 件所區隔之正極胞與負極胞之複數單位電池疊層為互為 相鄰之一方前述單位電池之正極胞與另一方前述單位電 池之負極胞相對而成，且於互為相鄰之一方前述單位電 池與另一方前述單位電池之間，設置兼作前述一方單位 電池之正極胞與前述另一方單位電池之負極胞之隔牆之 板狀之共通集電體，前述共通集電體包含由氣體或液體 所組成之傳熱媒體之流通路徑。 4. 如請求項3之電氣鐵軌用電力供給系統，其中前述共通 138885.doc 201002550 集電體係由多孔質之金屬板所組成。 5. 如請求項3之電氣鐵軌用電力供給系統，其中前述共通 集電體係由設置有作為前述傳熱媒體之流通路徑之複數 流通孔之金屬板所組成。 6. 如請求項2之電氣鐵軌用電力供給系統，其中前述鎳氫 電池係由1個以上之電池模組所構成； 前述電池模組係 分別包含對向設置之板狀之正極集電體及負極集電 體、配置於前述正極集電體與前述負極集電體之間之分 隔件、相接於前述正極集電體之正極胞、及相接於前述 負極集電體之負極胞之複數單位電池疊層為互為相鄰之 一方前述單位電池之正極集電體與另一方前述單位電池 之負極集電體相對而成，且於互為相鄰之前述單位電池 之間設置有由氣體或液體所組成之傳熱媒體之流通路 徑。 7. 如請求項2之電氣鐵軌用電力供給系統，其中前述鎳氫 電池係由1個以上之電池模組所構成； 前述電池模組係 分別於對向設置之板狀之正極集電體與負極集電體 之間，填充電解質溶液，並且以含有正極活性物質之正 極片材與含有負極活性物質之負極片材交互排入之方 式，從前述正極集電體向前述負極集電體配置複數片前 述正極片材，並且從前述負極集電體向前述正極集電體 配置複數片前述負極片材，且包含使分隔件介在前述各 138885.doc 201002550 正極片材與各負極片材之 聶層而成之構造之複數單位電池 叠層為互為相鄰之 电池 一方前早位電池之正極集電體與另 ::迷早位電池之負極集電 鄰之前述單位電池之間⑨1於互為相 熱媒體之流通路徑。f有由氣體或液體所組成之傳 & =求項…之電氣鐵軌用電力供給系統 相鄰之—方箭+… ，、r农互為 ’L早立電池與另— ^ 以與前述一方單位電池 位電池之間， 電池之t扛隹+ 極本電體與珂述另一方單位 極集電體相接之方式，插入有 之机通路徑包含通流孔之導電 專‘、.、媒體 9.如請求項8之電氣鐵執 ：”、、扳 板係由紹板所組成。 m其中前述傳熱 1〇_如請求項6或7之電氣鐵軌 相鄰之-方前述單位電、、也& …系、·先’其中於互為 以分別與前述-方單位雷、、“ 早位電池之間 U 單位電、Μ 池之正極集電體與前述另一方 早^池之負極集電體相接，且 熱媒體之流通路徑之方彳* n置^傳 11 _ 4# Φ ^ 式插入有複數導電構件。 '乳鐵執用電力供給系統，其係由連 用之變電所、狁舒 、电乳車輛 勺入趙 則迷變電所供給直流電力之饋電線’及 池直接連…、存供給農置所組成；前述鎳氫電 钱連、·、σ於則述饋雷岭，B 置在盘針… 且則述電力儲存供給裝置安 置在與祕電所之場内不同之場所而成。 12.如请求項“之電氣鐵執用 φ ^ 冤力供、·、&系統，其中前述鎳氫 電池係由Η固以上之電池模組所構成； 138885.doc 201002550 前述電池模組係 於對向設置之1對板狀之集電體之間，包含由分隔 件所區隔之正極胞與負極胞之複數單位電池疊層為互為 相鄰之一方前述單位電池之正極胞與另一方前述單位電 池之負極胞相對而成，且於互為相鄰之一方前述單位電 池與另一方前述單位電池之間，設置兼作前述一方單位 電池之正極胞與前述另一方單位電池之負極胞之隔牆之 板狀之共通集電體，前述共通集電體包含由氣體或液體 所組成之傳熱媒體之流通路徑。 13. 如請求項12之電氣鐵執用電力供給系統，其中前述共通 集電體係由多孔質之金屬板所組成。 14. 如請求項12之電氣鐵軌用電力供給系統，其中前述共通 集電體係由設置有作為前述傳熱媒體之流通路徑之複數 流通孔之金屬板所組成。 1 5.如請求項11之電氣鐵軌用電力供給系統，其中前述鎳氫 電池係由1個以上之電池模組所構成； 前述電池模組係 分別包含對向設置之板狀之正極集電體及負極集電 體、配置於前述正極集電體與前述負極集電體之間之分 隔件、相接於前述正極集電體之正極胞、及相接於前述 負極集電體之負極胞之複數單位電池疊層為互為相鄰之 一方前述單位電池之正極集電體與另一方前述單位電池 之負極集電體相對而成，且於互為相鄰之前述單位電池 之間設置有由氣體或液體所組成之傳熱媒體之流通路 138885.doc 201002550 徑。 1 6.如請求項j j之命 電池係由力供给系統’其中前述錄氯 上之電池換組所構成； 前述電池模組係 为別於對向設置之板狀之正極隹雷俨β隹+ 之間，埴古π Α 檢木電體與負極集電體 之間填充電解質溶液，並且以人女Έ , U ,, Λ , 3有正極活性物質之正 極片材與含有負極活性 式，從前述正極隼電於…二極片材父互排入之方 述正極片材，、,Γ 述集電體配置複數片前 配置㈣Ρ “ 貝極集電體向W述正極集電體 置複數片别述負極片材，且 正極月妯蛊女Α13使刀隔件介在耵述各 負極片材之間而成之構ii t # ti· i /fr 疊層為互為相鄰之m才“之複數早位電池 别述早位電池之正極集電體與另 方别逑早位電池之負極隼 力 鄰之前述單位電、，也之P1./、才目對而成，且於互為相 执詩間設置有由氣體或液體所組成之傳 熱媒體之流通路徑。 X <得 17.=項15或16之電氣鐵軌用電力供給系統，其中於互 科1之方刖述早位電池與另一太今彳„ 7 間，以與前述-方單Mb “34早位電池之 星物h 正極集電體與前述另-方 電池之負極集電體相接之方式，插入有於前述值 媒體之流通路徑包含通流孔之導電性、1熱

   18·如請求項17之電氣鐵軌用電力供給系統，'其中 板係由鋁板所組成。 19.如請求項15或16之電氣鐵軌用+ .,ψ 電力供給系統，其中认 為相鄰之-方前述單位電池 、中於互 、力方則述早位電池之 138885.doc 201002550 間以为别與W述—方單位 一方單位電池之 t木电體與前述另 、極集電體相接，且於各個 述傳熱媒體之流通路徑之 古…間攻置前 20 -種電氣鐵軌用電力: *數導電構件。 變電所及電力儲存供給農置；且 電-鐵軌用之 前述變電所包含： 變壓器，其係從交流電力線路受電； 整流裝置，其係連接於前述變壓器；及 饋电線，其係連接於前述整流裝置；且 ^進步包含第1鎳氫電池作為直流電力設備，前述 第1鎳氫電池係直接連結於前述饋電線而成； 前述電力儲存供給裝置包含： 、第2鎳氣電池，而且前述第2鎳氫電池直接連結於前 述饋電線而成，並且前述電力儲存供給裝置安置在與前 述夂電所之場内不同之場所而成。 138885.doc