(57)【要約】【課題】ファンを用いずに蓄電池を効率的に冷却できる蓄電装置を提供することである。【解決手段】実施形態の蓄電装置は、第１箱体と、第２箱体と、蓄電池と、流路と、を持つ。前記第２箱体は、側板を有し、前記第１箱体内に収容されている。前記蓄電池は、前記第２箱体内に、前記側板に接続した状態で配置されている。前記流路は、前記第１箱体内かつ前記第２箱体の外部に前記第２箱体の前記側板を含んで構成され、前記第１箱体を上下方向に貫通する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１箱体と、
側板を有し、前記第１箱体内に収容された第２箱体と、
前記第２箱体内に、前記側板に接続した状態で配置された蓄電池と、
前記第１箱体内かつ前記第２箱体の外部に前記第２箱体の前記側板を含んで構成され、前記第１箱体を上下方向に貫通する流路と、
を備える蓄電装置。
【請求項２】
前記側板から前記流路内に向かって突出する突部を備える請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記側板には開放開口が形成され、
前記蓄電池は、前記開放開口を通して前記流路内に露出する請求項１又は２に記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記第１箱体内に設けられ、前記流路の一部を構成するとともに、第１開口が形成された仕切り板を備え、
前記第２箱体には、第２開口が形成され、
前記第２箱体は、前記第１箱体に着脱可能に取付けられ、
前記仕切り板の前記第１開口が前記第２箱体の前記第２開口に連通する請求項１から３のいずれか一項に記載の蓄電装置。
【請求項５】
前記仕切り板における前記第１開口の縁部、及び前記第２箱体における前記第２開口の縁部のうちの一方に固定された封止部材を備え、
前記仕切り板における前記第１開口の縁部、及び前記第２箱体における前記第２開口の縁部のうちの他方と前記封止部材とが気密に連結する請求項４に記載の蓄電装置。
【請求項６】
前記第１箱体内に設けられた第１コネクタと、
前記蓄電池と電気的に接続されて前記第２箱体に設けられ、前記第１コネクタに着脱可能に取付けられた第２コネクタと、
を備え、
前記第１箱体に対する前記第２箱体の着脱に対応して、前記第１コネクタに対して前記第２コネクタが着脱される請求項１から５のいずれか一項に記載の蓄電装置。
【請求項７】
前記第２箱体に貫通孔が形成され、
前記貫通孔を前記第２箱体に対して着脱可能に覆うカバーを備える請求項１から６のいずれか一項に記載の蓄電装置。
【請求項８】
前記第２箱体の内外の気体を互いに流通可能にする換気部を備える請求項１から７のいずれか一項に記載の蓄電装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の蓄電装置を備える鉄道車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、蓄電装置及び鉄道車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、鉄道車両は、架線、又は鉄道車両に搭載している発電システムにより電力の供給を受けている。鉄道車両は、電力の供給が断たれた場合に、一定の時間、一定の機能を確保するための非常用電源として蓄電装置を有する。近年では、蓄電池のエネルギー密度が向上したために、鉄道車両に搭載している蓄電装置が、駆動システムに電源供給するシステムを兼ね備えた非常用電源として用いられている。
蓄電装置には、電池モジュールが収納されている。電池モジュールの内部には、電極と電解液とを収納した蓄電池が複数個配列されている。電池モジュールの内部には、さらに、蓄電池同士を接続する導体と、蓄電池の制御機器とが収納されている。
【０００３】
蓄電池は、熱を発する。このため、蓄電池をファンで冷却して蓄電池から発生する熱を蓄電装置の外部に放出することが検討されている。
一般的にファンを有する冷却システムでは、ファンの故障を検出する故障検知機能を設けることや、寿命に合わせてファンを定期的に交換することが必要である。また、ファンにより強制的に外部の空気を蓄電装置内に取り込むため、ファンの上流側に塵埃や異物を除去するためのフィルターを設けなければない。このため、そのフィルターを定期的に交換することが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０５５９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、ファンを用いずに蓄電池を効率的に冷却できる蓄電装置及び鉄道車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の蓄電装置は、第１箱体と、第２箱体と、蓄電池と、流路と、を持つ。前記第２箱体は、側板を有し、前記第１箱体内に収容されている。前記蓄電池は、前記第２箱体内に、前記側板に接続した状態で配置されている。前記流路は、前記第１箱体内かつ前記第２箱体の外部に前記第２箱体の前記側板を含んで構成され、前記第１箱体を上下方向に貫通する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態の鉄道車両の蓄電装置を示す正面図。
【図２】第１の実施形態の鉄道車両の蓄電装置を示す平面図。
【図３】図１中の切断線Ａ１−Ａ１の断面図。
【図４】第１の実施形態の蓄電装置を示す平面図。
【図５】図４におけるＢ１方向矢視図。
【図６】図４におけるＢ２方向矢視図。
【図７】図５中の切断線Ａ２−Ａ２の断面図。
【図８】第２の実施形態の鉄道車両の蓄電装置を平面視した断面図。
【図９】第２の実施形態の蓄電装置を示す平面図。
【図１０】図９におけるＢ４方向矢視図。
【図１１】図１０中の切断線Ａ４−Ａ４の断面図。
【図１２】変形例の実施形態の鉄道車両における蓄電装置の要部の側面図。
【図１３】図１２におけるＢ６方向矢視図。
【図１４】変形例の実施形態の鉄道車両における蓄電装置の要部の側面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態の蓄電装置及び鉄道車両を、図面を参照して説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
以下、鉄道車両の蓄電装置の第１の実施形態を図１から図７を参照しながら説明する。
図１から図３に示すように、本実施形態の蓄電装置２６は、第１箱体２７と、複数（本実施形態では３つ）の電池モジュール２８と、保護回路２９と、制御回路３０と、を備えている。なお、蓄電装置２６が備える電池モジュール２８の数に制限はなく、１つ、２つでもよいし、４つ以上でもよい。蓄電装置２６は、例えば鉄道車両の車体の床下に搭載される。
以下では、複数の電池モジュール２８を区別して言うときには、車体の前方から後方に向って順に電池モジュール２８Ａ、電池モジュール２８Ｂ、電池モジュール２８Ｃと言う。電池モジュール２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃを区別しないで言うときは、電池モジュール２８と総称する。ただし、図面における電池モジュールに対する符号は、２８は示さずに、２８Ａ等を示す。後述する開口４２ａ、受け部材４３等においても同様である。
【００１０】
第１箱体２７は、外形が直方体の箱状に形成されている。第１箱体２７は、第１天板３３と、第１底板３４と、第１側板３５〜３８と、を有している。第１天板３３、第１底板３４、及び第１側板３５〜３８は、鋼板等で形成されている。
例えば、第１天板３３及び第１底板３４は、平面視において、車体の長手方向Ｘ（以下、単に長手方向Ｘと言う）に長い矩形状に形成されている。第１天板３３及び第１底板３４は、上下方向に対向するように配置されている。第１側板３５，３６は、第１底板３４における長手方向Ｘに沿う外縁部に立設している。第１側板３７，３８は、第１底板３４における車体の幅方向Ｙ（以下、単に幅方向Ｙと言う）に沿う外縁部に立設している。
なお、第１側板３５に対する第１側板３６側を右側と言い、第１側板３６に対する第１側板３５側を左側と言う。第１側板３８に対する第１側板３７側を前方と言い、第１側板３７に対する第１側板３８側を後方と言う。
【００１１】
図２に示すように、第１天板３３の前方の部分には、複数の第１貫通孔３３ａが形成されている。複数の第１貫通孔３３ａは、碁盤目状に配置されている。図１及び図２に示すように、第１天板３３の各隅部には、第１箱体２７を車体に固定するための取付け部材３９が固定されている。取付け部材３９は、第１箱体２７の第１天板３３よりも上方に突出している。
図示はしないが、第１底板３４には、第１天板３３の複数の第１貫通孔３３ａに対向する位置に複数の第１貫通孔が形成されている。
図３に示すように、第１側板３５の前方の部分には、開口３５ａが形成されている。第１側板３５における開口３５ａの後方の縁部には、右側に延びる第１仕切板４０が取付けられている。第１仕切板４０は、第１側板３５と第１側板３６との中間部まで延びている。
なお、図１に示すように、第１側板３５の後方の部分には、点検カバー３５ｂが設けられている。点検カバー３５ｂは、保護回路２９及び制御回路３０の点検作業用に用いられる。
【００１２】
図３に示すように、第１仕切板４０の右端部には、前方に向かって延びる第１仕切板（仕切り板）４１が取付けられている。第１仕切板４０，４１は、第１箱体２７内に設けられている。第１仕切板４１は、板本体４２と、複数の受け部材４３と、を有している。
板本体４２は、第１仕切板４０の右端部から前方に向かって第１側板３７に達するまで延びている。板本体４２は、第１側板３７に溶接等により接合されている。
第１仕切板４０及び板本体４２は、第１天板３３及び第１底板３４までそれぞれ延び、第１天板３３及び第１底板３４に溶接等により接合されている。
【００１３】
板本体４２には、複数（本実施形態では３つ）の開口４２ａＡ，４２ａＢ，４２ａＣが形成されている。各開口４２ａは、幅方向Ｙに見たときに矩形の額縁状に形成されている。複数の開口４２ａＡ，４２ａＢ，４２ａＣは、長手方向Ｘに互いに間隔を空けて、前方から後方に向かってこの順で並べて配置されている。
【００１４】
板本体４２における開口４２ａＡの縁部には、前述の受け部材４３Ａ（複数の受け部材４３の一つ）が固定されている。受け部材４３Ａは、幅方向Ｙに見たときに矩形の額縁状に形成されている。受け部材４３Ａは、板本体４２から左側に、開口４２ａＡの縁部の全周にわたって突出する。
同様に、板本体４２において、開口４２ａＢの縁部に受け部材４３Ｂが、開口４２ａＣの縁部に受け部材４３Ｃが、それぞれ固定されている。
板本体４２の開口４２ａＡ、及び受け部材４３Ａの開口で、第１仕切板４１の第１開口４１ａＡを構成する。同様に、板本体４２の開口４２ａＢ、及び受け部材４３Ｂの開口で、第１仕切板４１の第１開口４１ａＢを構成する。板本体４２の開口４２ａＣ、及び受け部材４３Ｃの開口で、第１仕切板４１の第１開口４１ａＣを構成する。
【００１５】
第１側板３６の前方の部分には、開口３６ａが形成されている。第１側板３６の開口３６ａは、作業カバー４５で覆われている。作業カバー４５は、ボルトやネジ等の締結部材４６により第１側板３６に着脱可能に取付けられている。
【００１６】
複数の電池モジュール２８は、電池モジュール２８Ａと、電池モジュール２８Ｂと、電池モジュール２８Ｃと、を有している。
電池モジュール２８Ａの構成と電池モジュール２８Ｂ，２８Ｃの構成とは、互いに同一である。このため、電池モジュール２８Ａの構成を、数字、又は数字及び英小文字に英大文字「Ａ」を付加することで示す。電池モジュール２８Ｂ，２８Ｃのうち電池モジュール２８Ａに対応する構成を、電池モジュール２８Ａと同一の数字、又は数字及び英小文字に英大文字「Ｂ」、「Ｃ」を付加することで示す。これにより、重複する説明を省略する。例えば、電池モジュール２８Ａの後述する第２箱体５１Ａと電池モジュール２８Ｂ，２８Ｃの後述する第２箱体５１Ｂ，５１Ｃとは、互いに同一の構成である。
【００１７】
図４から図７に示すように、電池モジュール２８Ａは、第２箱体５１Ａと、複数（本実施形態では３つ）の蓄電池５２Ａ，５３Ａ，５４Ａと、パッキン（封止部材）５５Ａと、を備えている。
第２箱体５１Ａは、外形が直方体の箱状に形成されている。第２箱体５１Ａには、第２箱体５１Ａの右側が開口することにより第２開口５１ａＡが形成されている。第２箱体５１Ａは、第１箱体２７内に収容されている。
第２箱体５１Ａは、第２天板５９Ａと、第２底板６０Ａと、第２側板６１Ａ〜６３Ａと、を有している。
【００１８】
例えば、第２天板５９Ａ及び第２底板６０Ａは、幅方向Ｙに長い矩形状に形成されている。第２天板５９Ａ及び第２底板６０Ａは、上下方向に対向するように配置されている。
第２側板６１Ａ，６２Ａは、第２底板６０Ａにおける幅方向Ｙに沿う外縁部に立設している。第２側板６１Ａは第２底板６０Ａの前方に配置され、第２側板６２Ａは第２底板６０Ａの後方に配置されている。第２側板６３Ａは、第２底板６０Ａにおける長手方向Ｘに沿う左側の外縁部に立設している。
図５に示すように、第２側板６１Ａは、側板本体６５Ａと、基部（側板）６６Ａと、を有している。側板本体６５Ａのうち上方の部分には、開口６５ａＡが形成されている。開口６５ａＡは、側板本体６５Ａの幅方向Ｙの中央部に形成されている。図７に示すように、側板本体６５Ａの右端部には、側板本体６５Ａが前方に段付けされることで受け部６５ｂＡが形成されている。
【００１９】
図５に示すように、基部６６Ａは、側板本体６５Ａの開口６５ａＡの前方に配置されている。基部６６Ａと側板本体６５Ａとは、図示しない締結部材により固定されている。なお、第２側板６１Ａ全体が基部で構成されてもよい。
第２天板５９Ａ、第２底板６０Ａ、及び第２側板６２，６３Ａ、及び側板本体６５Ａは、鋼板等で形成されている。
【００２０】
図４及び図５に示すように、基部６６Ａには、複数のフィン部材（突部）６８Ａが設けられている。基部６６Ａ及び複数のフィン部材６８Ａで、放熱フィン６９Ａを構成する。なお、基部６６Ａに設けられるフィン部材６８Ａの数に制限はなく、１つでもよい。基部６６Ａにフィン部材６８Ａは設けられなくてもよい。
複数のフィン部材６８Ａは、厚さ方向が幅方向Ｙとなる板状に形成され、基部６６Ａから前方に向かって突出している。複数のフィン部材６８Ａは、上下方向に沿って延びている。複数のフィン部材６８Ａは、互いに幅方向Ｙに間隔を空けて並べて配置されている。
例えば、基部６６Ａ及び複数のフィン部材６８Ａは、アルミニウムを用いた押出し成形等で一体に形成されている。
【００２１】
図７に示すように、第２側板６２Ａの右端部には、第２側板６２Ａが後方に段付けされることで受け部６２ａＡが形成されている。第２天板５９Ａ及び第２底板６０Ａには、側板本体６５Ａの受け部６５ｂＡ及び第２側板６２Ａの受け部６２ａＡと同様の受け部（符号省略）が形成されている。
第２側板６３Ａは、放熱フィン６９Ａの前端部まで前方に突出している。第２側板６３Ａは、第２側板６２Ａよりも後方に突出している。
図５に示すように、第２側板６３Ａには、上下方向に沿って延びる取っ手７１Ａが固定されている。
【００２２】
蓄電池５２Ａ〜５４Ａの種類は、特に限定されない。例えば、蓄電池５２Ａ〜５４Ａはリチウムイオン二次電池である。図７に示すように、蓄電池５２Ａ〜５４Ａは、幅方向Ｙに互いに間隔を空けて、左側から右側に向ってこの順で並べて配置されている。蓄電池５２Ａ〜５４Ａは、第２箱体５１Ａ内に、基部６６Ａに接続した状態で配置されている。なお、本明細書で言う接続するとは、他の部材を介さずに直接接触している状態だけでなく、他の部材を介して間接的に接触している状態を含む意味である。
なお、電池モジュール２８Ａが備える蓄電池の数に制限はなく、１つ、２つでもよいし、４つ以上でもよい。
【００２３】
蓄電池５２Ａ〜５４Ａには、それぞれ温度センサ及び電圧センサが取付けられていることが好ましい。温度センサは、蓄電池５２Ａ〜５４Ａの外面等の温度を測定する。電圧センサは、蓄電池５２Ａ〜５４Ａが出力する電圧値を測定する。
図６に示すように、蓄電池５２Ａと蓄電池５３Ａ、蓄電池５３Ａと蓄電池５４Ａは、電線７３Ａ，７４Ａによりそれぞれ接続されている。蓄電池５２Ａには、電線７５Ａが接続されている。蓄電池５４Ａには、電線７６Ａが接続されている。電線７３Ａ〜７６Ａにより３つの蓄電池５２Ａ〜５４Ａが直列に接続され、蓄電池５２Ａ〜５４Ａの電力が外部に取出される。
【００２４】
図７に示すように、蓄電池５２Ａ〜５４Ａは、基部６６Ａの後面に図示しない締結部材等により固定されている。蓄電池５２Ａ〜５４Ａと基部６６Ａとの間には、熱伝導率が大きいコンパウンドが配置されていることが好ましい。
図６に示すように、蓄電池５２Ａ〜５４Ａは、電池モジュール２８Ａの上部に配置されている。電池モジュール２８Ａの下部では、前述の電線７３Ａ〜７６Ａが引き回されている。
【００２５】
図６及び図７に示すように、パッキン５５Ａは、幅方向Ｙに見たときに矩形の額縁状に形成されている。パッキン５５Ａは、中空のゴム等を用いて形成されている。パッキン５６Ａは、側板本体６５Ａの受け部６５ｂ、第２側板６２Ａの受け部６２ａＡ、及び第２天板５９Ａ、第２底板６０Ａの受け部に、右側が露出した状態で固定されている。パッキン５６Ａは、第２箱体５１Ａにおける第２開口５１ａＡの縁部に固定されている。
なお、パッキン５６Ａは、第１仕切板４１における第１開口４１ａＡの縁部に固定されてもよい。
【００２６】
図３に示すように、以上のように構成された電池モジュール２８Ａ〜２８Ｃ全体としての長手方向Ｘの長さ、及び第１側板３５の開口３５ａの長手方向Ｘの長さは、互いに同等である。電池モジュール２８Ａの第２箱体５１Ａは、第１側板３５の開口３５ａを通して第１箱体２７に着脱可能に取付けられている。第１仕切板４１の第１開口４１ａＡの縁部と電池モジュール２８Ａのパッキン５５Ａとが接触すると、第１仕切板４１における第１開口４１ａＡの縁部と第２箱体５１Ａにおける第２開口５１ａＡの縁部とが、両縁部の全周にわたって気密に連結し、第１箱体２７に第２箱体５１Ａが取付けられる。このときに、第１仕切板４１の第１開口４１ａＡが第２箱体５１Ａの第２開口５１ａＡに連通する。
【００２７】
電池モジュール２８Ｂ，２８Ｃの第２箱体５１Ｂ，５１Ｃについても、同様に第１箱体２７に取付けられる。
このとき、第１箱体２７の第１天板３３の複数の第１貫通孔３３ａ、第１底板３４の複数の第１貫通孔、第１側板３７、及び第１仕切板４１、電池モジュール２８Ａのパッキン５５Ａ、第２側板６３Ａ、及び放熱フィン６９Ａの基部６６Ａにより、流路７９Ａが構成される。流路７９Ａは、第１箱体２７及び電池モジュール２８Ａにより構成される。
流路７９Ａは、第１箱体２７内かつ第２箱体５１Ａの外部に形成され、第１箱体２７を上下方向に貫通する。放熱フィン６９Ａの基部６６Ａは、流路７９Ａの一部を構成する。
放熱フィン６９Ａの複数のフィン部材６８Ａは、基部６６Ａから流路７９Ａ内に向かって突出している。
【００２８】
第１箱体２７の第１天板３３の複数の第１貫通孔３３ａ、第１底板３４の複数の第１貫通孔、及び第１仕切板４１、電池モジュール２８Ａのパッキン５５Ａ、第２側板６２Ａ、及び第２側板６３Ａ、電池モジュール２８Ｂのパッキン５５Ｂ、第２側板６３Ｂ、及び放熱フィン６９Ｂの基部６６Ｂにより、流路７９Ｂが構成される。流路７９Ｂは、第１箱体２７及び電池モジュール２８Ａ，２８Ｂにより構成される。
同様に、第１箱体２７、電池モジュール２８Ｂ、及び電池モジュール２８Ｃにより、流路７９Ｃが構成される。
なお、電池モジュール２８Ａの第２側板６３Ａと第１箱体２７とは、締結部材７２Ａにより固定されている（図１参照）。流路７９Ａ，７９Ｂ，７９Ｃは、それぞれ放熱フィン６９Ａ，６９Ｂ，６９Ｃの基部６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃのみで構成されてもよい。
【００２９】
電池モジュール２８Ａの電線７５Ａと電池モジュール２８Ｂの電線７６Ｂとは、電線８２により接続されている。電池モジュール２８Ｂの電線７５Ｂと電池モジュール２８Ｃの電線７６Ｃとは、電線８３により接続されている。電池モジュール２８Ａの電線７６Ａには、電線８４が接続されている。電池モジュール２８Ｃの電線７５Ｃには、電線８５が接続されている。電線８４，８５は、保護回路２９に接続されている。
電線８２〜８５により３つの電池モジュール２８Ａ〜２８Ｃにおける９つの蓄電池５２Ａ〜５４Ａ，５２Ｂ〜５４Ｂ，５２Ｃ〜５４Ｃ（以下、蓄電池５２Ａ〜５４Ａ等と略して言う）が直列に接続され、蓄電池５２Ａ〜５４Ａ等の電力が外部に取出される。
【００３０】
電池モジュール２８Ａ〜２８Ｃから、温度センサで検出された温度、及び電圧センサで検出された電圧が送信される。これらの温度及び電圧は、電池モジュール２８Ａ〜２８Ｃを直列に接続する電線８７ａ，８７ｂ，８７ｃにより、制御回路３０に送信される。
なお、電線８７ａは、電池モジュール２８Ａと電池モジュール２８Ｂとを接続している。電線８７ｂは、電池モジュール２８Ｂと電池モジュール２８Ｃとを接続している。電線８７ｃは、電池モジュール２８Ｃと制御回路３０とを接続している。
【００３１】
保護回路２９は、接触器等を有している。制御回路３０は、プリント基板等を有している。保護回路２９及び制御回路３０は、上位制御部（不図示）にそれぞれ接続されている。
制御回路３０は、電池モジュール２８Ａ〜２８Ｃから送信された温度及び電圧を集計する。そして、例えば、送信された温度の少なくとも１つが予め定められた温度閾値よりも高い場合には、上位制御部に警告を送る。
保護回路２９は、上位制御部からの指示に基づいて、接触器を開放する。
【００３２】
次に、以上のように構成された蓄電装置２６において、第１箱体２７に電池モジュール２８Ａ〜２８Ｃが取付けられていない状態から、第１箱体２７に電池モジュール２８Ａ〜２８Ｃを取付ける手順について説明する。
作業者は、電池モジュール２８Ａの取っ手７１Ａを握り、第１箱体２７の開口３５ａを通して第１箱体２７内に電池モジュール２８Ａを挿入する。第１仕切板４１の第１開口４１ａＡの縁部と電池モジュール２８Ａのパッキン５５Ａとを接触させ、第１箱体２７に電池モジュール２８Ａを取付ける。締結部材７２Ａにより、第１箱体２７に電池モジュール２８Ａを固定する。同様に、第１箱体２７に電池モジュール２８Ｂ，２８Ｃを取付ける。
第１箱体２７から締結部材４６及び作業カバー４５を取外す。作業者は、第１側板３６の開口３６ａを通して第１箱体２７内に手等を挿入する。電線８２〜８５，８７ａ〜８７ｃを用いて、電池モジュール２８Ａ〜２８Ｃ、保護回路２９、及び制御回路３０を互いに接続する。
接続が終わったら、第１側板３６の開口３６ａを締結部材４６及び作業カバー４５で塞ぐ。
【００３３】
次に、以上のように構成された蓄電装置２６の冷却について説明する。
蓄電装置２６の蓄電池５２Ａ〜５４Ａ等は、電力を供給するときや、電力を蓄えるとき等に熱を発する。
【００３４】
蓄電池５２Ａ〜５４Ａが発した熱は、放熱フィン６９Ａの基部６６Ａを介して複数のフィン部材６８Ａに伝達される。放熱フィン６９Ａに熱が伝達されることにより、蓄電池５２Ａ〜５４Ａが冷却される。
流路７９Ａ内であって放熱フィン６９Ａの近くの空気は、蓄電池５２Ａ〜５４Ａから伝達された熱により温度が高くなり、膨張して密度が低くなる。密度が低くなった空気は、幅方向Ｙに隣り合うフィン部材６８Ａの間等を通って上方に移動する。上方に移動した空気は、電池モジュール２８Ａの複数の第１貫通孔３３ａを通して、蓄電装置２６の外部に流れ出る。
【００３５】
一方で、流路７９Ａ内の圧力が下がるため、第１底板３４の複数の第１貫通孔から流路７９Ａ内に、蓄電装置２６の外部の比較的温度が低い空気が吸い込まれる。この空気は、車体の下方の軌道の影響等により埃等を含んでいる場合がある。しかし、パッキン５５Ａにより第１仕切板４１における第１開口４１ａＡの縁部と第２箱体５１Ａにおける第２開口５１ａＡの縁部とが気密に連結しているため、流路７９Ａ内を流れる空気が、第１箱体２７内の蓄電池５２Ａ〜５４Ａが配置されている領域に流れ込むことが抑制される。
同様に流路７９Ｂ，７９Ｃ内を流れる空気により蓄電池５２Ｂ〜５４Ｂ，５２Ｃ〜５４Ｃがそれぞれ冷却される。
このように、ファンを用いなくても、いわゆる煙突効果により流路７９Ａ〜７９Ｃ内に空気が吸い込まれる。このため、蓄電装置２６は、蓄電池５２Ａ〜５４Ａ等を自然冷却方式により効率的に冷却することができる。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態の蓄電装置２６によれば、蓄電池５２Ｂ〜５４Ｂが接続されている基部６６Ａを含んで構成される流路７９Ａ内を、空気が外部に流れ出る。そして、流路７９Ａ内の圧力が下がって外部から流路７９Ａ内に比較的温度が低い空気が吸い込まれる。従って、ファンを用いずに蓄電池５２Ａ〜５４Ａを効率的に冷却できる。ファンを用いないため、蓄電装置２６のメンテナンスが容易になる。
蓄電装置２６が複数のフィン部材６８Ａを備えるため、蓄電池５２Ａ〜５４Ａから基部６６Ａに伝達された熱を、流路７９Ａ内の空気に効率的に伝達することができる。
【００３７】
第１箱体２７に電池モジュール２８Ａの第２箱体５１Ａが取付けられたときに、第１仕切板４１の第１開口４１ａＡが第２箱体５１Ａの第２開口５１ａＡに連通する。これにより、流路７９Ａ内の空気が第２箱体５１Ａ内に流れ込むのを抑えることができる。
第２箱体５１Ａにおける第２開口５１ａＡの縁部には、パッキン５５Ａが固定されている。このため、第１仕切板４１における第１開口４１ａＡの縁部と第２箱体５１Ａにおける第２開口５１ａＡの縁部との間を、より確実に気密に連結することができる。
【００３８】
また、本実施形態の鉄道車両によれば、ファンを用いずに蓄電池５２Ａ〜５４Ａを効率的に冷却することができる蓄電装置２６を用いて鉄道車両を構成することができる。
【００３９】
（第２の実施形態）
次に、鉄道車両の蓄電装置の第２の実施形態について図８から図１１を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図８に示すように、本実施形態の蓄電装置９６は、蓄電装置２６の電池モジュール２８Ａ〜２８Ｃに代えて、接続回路９７Ａ，９７Ｂ，９７Ｃ、及び電池モジュール９８Ａ，９８Ｂ，９８Ｃを備えている。
【００４０】
接続回路９７Ａは、基板１０１Ａと、第１コネクタ１０２Ａ，１０３Ａ，１０４Ａと、を有している。基板１０１Ａは、第１箱体２７内の板本体４２の開口４２ａＡに配置されている。基板１０１Ａは、厚さ方向が幅方向Ｙとなるように、第１箱体２７の第１底板３４等に固定されている。
第１コネクタ１０２Ａ〜１０４Ａは、基板１０１Ａの左側の面に固定されている。第１コネクタ１０３Ａ、第１コネクタ１０２Ａ、及び第１コネクタ１０４Ａは、前方から後方に向ってこの順に並べて配置されている。第１コネクタ１０２Ａは、電線８２の端部に接続されている。第１コネクタ１０３Ａは、電線８４の端部に接続されている。第１コネクタ１０４Ａは、電線８７ａの端部に接続されている。
【００４１】
接続回路９７Ｂにおいて、第１コネクタ１０２Ｂは、電線８３の端部に接続されている。第１コネクタ１０３Ｂは、電線８２の端部に接続されている。第１コネクタ１０４Ｂは、電線８７ａ，８７ｂの端部にそれぞれ接続されている。
接続回路９７Ｃにおいて、第１コネクタ１０２Ｃは、電線８５の端部に接続されている。第１コネクタ１０３Ｃは、電線８７ｂ，８３の端部にそれぞれ接続されている。第１コネクタ１０４Ｃは、電線８７ｃの端部に接続されている。
なお、本実施形態では、第１箱体２７の第１側板３６に開口３６ａは形成されていない。蓄電装置９６は、作業カバー４５及び締結部材４６を備えていない。
【００４２】
図９から図１１に示すように、電池モジュール９８Ａは、電池モジュール２８Ａの第２箱体５１Ａ及び放熱フィン６９Ａに代えて、第２箱体１０７Ａ及び接続回路１０８Ａを備えている。
第２箱体１０７Ａは、第２箱体５１Ａの第２側板６１Ａに代えて、第２側板（側板）１１１Ａを有している。第２側板１１１Ａは、第２底板６０Ａにおける幅方向Ｙに沿う外縁部に立設している。第２側板１１１Ａは、鋼板等で形成されている。
第２側板１１１Ａにおける上方の部分には、複数（本実施形態では３つ）の開放開口１１１ａＡ，１１１ｂＡ，１１１ｃＡが形成されている。開放開口１１１ａＡ〜１１１ｃＡは、長手方向Ｘに見たときに上下方向に長い矩形状に形成されている。開放開口１１１ａＡ〜１１１ｃＡは、幅方向Ｙに互いに間隔を空けて、左側から右側に向ってこの順で並べて配置されている。
【００４３】
蓄電池５２Ａは、第２側板１１１Ａの開放開口１１１ａＡを塞ぐように、第２側板１１１Ａに図示しない締結部材により固定されている。同様に、蓄電池５３Ａ，５４Ａが、開放開口１１１ｂＡ，１１１ｃＡを塞ぐように固定されている。
図１１に示すように、第２箱体１０７Ａには、第２箱体５１Ａの第２開口５１ａＡに代えて第２開口１０７ａＡが形成されている。
【００４４】
接続回路１０８Ａは、基板１１４Ａと、第２コネクタ１１５Ａ，１１６Ａ，１１７Ａと、を有している。
基板１１４Ａは、第２箱体１０７Ａの第２開口１０７ａＡに配置されている。基板１１４Ａは、厚さ方向が幅方向Ｙとなるように、第２箱体１０７Ａに固定されている。
第２コネクタ１１５Ａ〜１１７Ａは、蓄電池５２Ａ〜５４Ａと電気的に接続されて第２箱体１０７Ａに設けられている。第２コネクタ１１５Ａ〜１１７Ａは、基板１１４Ａの右側の面に固定されている。第２コネクタ１１６Ａ、第２コネクタ１１５Ａ、及び第２コネクタ１１７Ａは、前方から後方に向ってこの順に並べて配置されている。第２コネクタ１１５Ａは、電線７５Ａの端部に接続されている。第２コネクタ１１６Ａは、電線７６Ａの端部に接続されている。第２コネクタ１１７Ａは、温度センサ及び電圧センサにそれぞれ接続されている。
図８に示すように、第２コネクタ１１５Ａは、第１コネクタ１０２Ａに対して幅方向Ｙに着脱可能に取付けられている。同様に、第２コネクタ１１６Ａ，１１７Ａは、第１コネクタ１０３Ａ，１０４Ａに対して幅方向Ｙに着脱可能に取付けられている。
【００４５】
第１箱体２７に電池モジュール９８Ａの第２箱体１０７Ａを取付けると、接続回路９７Ａの第１コネクタ１０２Ａ〜１０４Ａに接続回路１０８Ａの第２コネクタ１１５Ａ〜１１７Ａがそれぞれ装着される。一方で、第１箱体２７から電池モジュール９８Ａの第２箱体１０７Ａを取外すと、接続回路９７Ａの第１コネクタ１０２Ａ〜１０４Ａから接続回路１０８Ａの第２コネクタ１１５Ａ〜１１７Ａがそれぞれ取外される。
【００４６】
第１箱体２７の第１天板３３の複数の第１貫通孔３３ａ、第１底板３４の複数の第１貫通孔、第１側板３７及び第１仕切板４１、電池モジュール９８Ａのパッキン５５Ａ、第２側板６３Ａ、第２側板１１１Ａ、及び、蓄電池５２Ａ〜５４Ａにより、流路１１９Ａが構成される。蓄電池５２Ａ〜５４Ａは、開放開口１１１ａＡ〜１１１ｃＡを通して流路１１９Ａ内に露出する。
第１箱体２７の第１天板３３の複数の第１貫通孔３３ａ、第１底板３４の複数の第１貫通孔、及び第１仕切板４１、電池モジュール９８Ａのパッキン５５Ａ、第２側板６２Ａ、及び第２側板６３Ａ、電池モジュール９８Ｂのパッキン５５Ｂ、第２側板６３Ｂ、第２側板１１１Ｂ、及び、蓄電池５２Ｂ〜５４Ｂにより、流路１１９Ｂが構成される。
同様に、第１箱体２７、電池モジュール９８Ｂ、及び電池モジュール９８Ｃにより、流路１１９Ｃが構成される。
【００４７】
次に、以上のように構成された蓄電装置９６において、第１箱体２７に電池モジュール９８Ａ〜９８Ｃが取付けられていない状態から、第１箱体２７に電池モジュール９８Ａ〜９８Ｃを取付ける手順について説明する。
作業者は、電池モジュール９８Ａの取っ手７１Ａを握り、第１箱体２７の開口３５ａを通して第１箱体２７内に電池モジュール９８Ａを挿入する。第１仕切板４１の第１開口４１ａＡの縁部と電池モジュール９８Ａのパッキン５５Ａとを接触させ、第１箱体２７に電池モジュール９８Ａを取付ける。このとき、接続回路９７Ａの第１コネクタ１０２Ａ〜１０４Ａに接続回路１０８Ａの第２コネクタ１１５Ａ〜１１７Ａがそれぞれ装着する。
同様に、第１箱体２７に電池モジュール９８Ｂ，９８Ｃを取付ける。
本実施形態では、第１箱体２７に電池モジュール９８Ａ〜９８Ｃを取付けた後で、作業カバー４５を取外して電線８２〜８５，８７ａ〜８７ｃの接続作業を行う必要がない。
【００４８】
次に、以上のように構成された蓄電装置９６の冷却について説明する。
蓄電池５２Ａ〜５４Ａが発した熱は、流路１１９Ａ内の開放開口１１１ａＡ〜１１１ｃＡの近くの空気に伝達される。この際に、流路１１９Ａ内の空気に蓄電池５２Ａ〜５４Ａが直接接触するため、熱の伝達が効率的に行われる。
空気に熱が伝達されることにより、蓄電池５２Ａ〜５４Ａが冷却される。熱を伝達された空気は、温度が高くなり、膨張して密度が低くなる。密度が低くなった空気は、上方に移動する。上方に移動した空気は、電池モジュール９８Ａの複数の第１貫通孔３３ａ等を通して、蓄電装置９６の外部に流れ出る。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態の蓄電装置９６によれば、蓄電池５２Ａ〜５４Ａが開放開口１１１ａＡ〜１１１ｃＡを通して流路１１９Ａ内の空気に直接接触する。このため、蓄電池５２Ａ〜５４Ａと流路１１９Ａ内の空気との熱交換が効率的に行われ、ファンを用いずに蓄電池５２Ａ〜５４Ａを効率的に冷却することができる。
蓄電装置９６が、第１コネクタ１０２Ａ〜１０４Ａ及び第２コネクタ１１５Ａ〜１１７Ａを備える。第１箱体２７に電池モジュール９８Ａの第２箱体１０７Ａを取付けるだけで、第１コネクタ１０２Ａ〜１０４Ａに第２コネクタ１１５Ａ〜１１７Ａを取付けるとともに、第１箱体２７から電池モジュール９８Ａの第２箱体１０７Ａを取外すだけで、第１コネクタ１０２Ａ〜１０４Ａから第２コネクタ１１５Ａ〜１１７Ａを取外すことができる。
【００５０】
なお、蓄電装置９６は、接続回路９７Ａ〜９７Ｃ，１０８Ａ〜１０８Ｃを備えなくてもよい。
【００５１】
前記第１の実施形態では、図１２及び図１３に示す蓄電装置１２１のように、電池モジュール１２２Ａの第２箱体５１Ａにおいて、第２側板６３Ａに貫通孔６３ａＡが形成されてもよい。そして、蓄電装置１２１は、貫通孔６３ａＡを第２側板６３Ａに対して着脱可能に覆うカバー１２３Ａを備えてもよい。カバー１２３Ａは、ボルトやネジ等の締結部材１２４Ａにより第２側板６３Ａに着脱可能に取付けられている。
定期的に作業者が第２箱体５１Ａ内の蓄電池５２Ａ〜５４Ａを目視により点検することが必要な場合がある。変形例の蓄電装置１２１のように構成すると、締結部材１２４Ａ及びカバー１２３Ａを第２箱体５１Ａの第２側板６３Ａから外して、貫通孔６３ａＡを通して蓄電池５２Ａ〜５４Ａの状態を目視により点検することができる。
なお、点検が終わったら、第２側板６３Ａに締結部材１２４Ａ及びカバー１２３Ａを取付ける。
【００５２】
図１４に示す蓄電装置１２６のように、電池モジュール１２７Ａの第２側板６３Ａにベンチレータ（換気部）１２８Ａを備えてもよい。例えば、ベンチレータ１２８Ａは、気体は透過させるが液体は透過させない機能膜を有している。ベンチレータ１２８Ａは、第２箱体５１Ａの内外の気体を互いに流通可能にし、液体を流通不能にする。
例えば、蓄電池５２Ａ〜５４Ａが故障したときに、蓄電池５２Ａ〜５４Ａからガスが放出される場合がある。このように蓄電装置１２６を構成すると、蓄電池５２Ａ〜５４Ａから放出されたガスが一定の圧力以上に高くなった場合、ベンチレータ１２８Ａを通して第２箱体５１Ａの外部にガスを排出することができる。これにより、第２箱体５１Ａ内の圧力が高くなり過ぎるのを抑制することができる。
これら変形例の蓄電装置１２１，１２６は、第２の実施形態にも適用することができる。
【００５３】
電池モジュール２８Ａ〜２８Ｃ，９８Ａ〜９８Ｃが第１箱体２７に着脱可能でなく、第１箱体２７に固定されてもよい。
電池モジュール２８Ａ〜２８Ｃ，９８Ａ〜９８Ｃは、パッキン５５Ａ〜５５Ｃを備えなくてもよい。
【００５４】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、流路７９Ａ〜７９Ｃを持つことにより、ファンを用いずに蓄電池５２Ａ〜５４Ａ等を効率的に冷却することができる。
【００５５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５６】
２６，９６，１２１，１２６…蓄電装置、２７…第１箱体、４１…第１仕切板（仕切り板）、４１ａＡ，４１ａＢ，４１ａＣ…第１開口、５１ａＡ，５１ａＢ，５１ａＣ，１０７ａＡ…第２開口、５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃ…第２箱体、５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ…蓄電池、５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃ…パッキン（封止部材）、６３ａＡ…貫通孔、６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃ…基部（側板）、６８Ａ…フィン部材（突部）、７９Ａ，７９Ｂ，７９Ｃ，１１９Ａ，１１９Ｂ，１１９Ｃ…流路、１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ，１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃ，１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ…第１コネクタ、１１１ａＡ，１１１ｂＡ，１１１ｃＡ，１１１ａＢ，１１１ｂＢ，１１１ｃＢ，１１１ａＣ，１１１ｂＣ，１１１ｃＣ…開放開口、１１１Ａ，１１１Ｂ，１１１Ｃ…第２側板（側板）、１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃ，１１６Ａ，１１６，１１６Ｃ，１１７Ａ，１１７Ｂ，１１７Ｃ…第２コネクタ、１２３Ａ…カバー、１２８Ａ…ベンチレータ（換気部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2019096523.tif 000011
【図１０】
2019096523.tif 000012
【図１１】
2019096523.tif 000013
【図１２】
2019096523.tif 000014
【図１３】
2019096523.tif 000015
【図１４】
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