專(zhuān)利名稱(chēng)：電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種向電氣化鐵路用的架線供給電力的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
通常，電氣化鐵路用變電站例如將由電力公司供給的交流電或者由鐵路公司所有 的發(fā)電站供給的交流電轉(zhuǎn)換為直流電而供給到饋電線。供給到饋電線的直流電經(jīng)由空中架 線并通過(guò)受電弓而供給到電氣化車(chē)輛?；蛘撸绷麟姀酿侂娋€經(jīng)由第三鋼軌而供給到電氣 化車(chē)輛。電氣化車(chē)輛將供給的電力經(jīng)由搭載于車(chē)輛的電力控制裝置供給到行駛用的電動(dòng)機(jī) (旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)或者直線電動(dòng)機(jī))，以此將電能轉(zhuǎn)換為行駛能量而進(jìn)行行駛。電氣化車(chē)輛消耗的能量根據(jù)車(chē)輛的行駛狀態(tài)而變化。具體而言，加速時(shí)電氣化車(chē) 輛在短時(shí)間內(nèi)消耗大量的電力，其結(jié)果是，致使架線或者第三鋼軌的電壓乃至饋電線的電 壓暫時(shí)下降。為了應(yīng)對(duì)這樣的暫時(shí)性電壓下降，在具備帶再生功能的電氣化車(chē)輛的鐵路設(shè) 備中，減速時(shí)使行駛用的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)或者直線電動(dòng)機(jī)作為發(fā)電機(jī)發(fā)揮作用，以將電氣化車(chē) 輛所具有的行駛能量轉(zhuǎn)換為電能實(shí)現(xiàn)電力回收。用該回收的電力補(bǔ)充供給電壓的暫時(shí)性電 壓下降。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2000-341874號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)2001-260719號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3 日本特開(kāi)2002-2334號(hào)公報(bào)在帶再生功能的電氣化車(chē)輛減速時(shí)，由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生并回收的電力通過(guò)電氣化車(chē)輛 的電力控制裝置從架線或者第三鋼軌送往饋電線。此時(shí)，若軌道上有其它加速中的電氣化 車(chē)輛，則再生電力被該電氣化車(chē)輛消耗。但是，在軌道上沒(méi)有加速中的電氣化車(chē)輛的情況 下，因再生的電力通過(guò)電氣化車(chē)輛內(nèi)的電力配線而使架線或者第三鋼軌的電壓暫時(shí)上升。 若此時(shí)的電壓的上升小則沒(méi)有問(wèn)題，但是，若電壓的上升大，則使電氣化車(chē)輛的電力設(shè)備和 設(shè)置于鐵路設(shè)備的其它電氣設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生故障。特別是上升的電壓超過(guò)電氣設(shè)備的耐電 壓的情況下，有可能損傷該設(shè)備。為了消除這樣的問(wèn)題，電氣化車(chē)輛的電力控制裝置進(jìn)行抑制產(chǎn)生超過(guò)規(guī)定電壓的 再生電力的控制——再生的節(jié)流。另外，在架線等的電壓極高的情況下，由電力控制裝置進(jìn) 行切斷電力再生的控制。其結(jié)果是，產(chǎn)生再生的失效。但是，當(dāng)發(fā)生再生的節(jié)流或者失效時(shí)， 電氣化車(chē)輛為確保必要的減速度而使用機(jī)械制動(dòng)，使行駛能量轉(zhuǎn)換為熱能而被無(wú)謂消耗。 而且，既磨損制動(dòng)片又招致維護(hù)費(fèi)用的上升。因此，為防止再生的失效，有提案提出使用再生斷路器通過(guò)電阻器將再生電力轉(zhuǎn) 換為熱能的方法。另外，在變電站設(shè)置具有將再生電力轉(zhuǎn)換為交流電的能力的轉(zhuǎn)換器，將再 生電力轉(zhuǎn)換為商用頻率交流電，使其從變電站返回到電力系統(tǒng)、或者被車(chē)站設(shè)備使用的技 術(shù)已經(jīng)實(shí)用化。另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1還記載了一種為了實(shí)現(xiàn)電力的負(fù)荷均衡而在饋電線連接鉛蓄 電池的電氣化鐵路用充放電裝置。
另外，如在專(zhuān)利文獻(xiàn)2、3所公示的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)(電源設(shè)備)為，在 變電站將具有二次電池或者電雙層電容器的電力貯存裝置經(jīng)由升降壓斷路器等充放電控 制裝置連接于饋電線。
但是，使用上述的再生斷路器通過(guò)電阻器將再生電力轉(zhuǎn)換為熱能的方法，使再生 電力無(wú)謂消耗。另外，上述的使用設(shè)置于變電站的轉(zhuǎn)換器使再生電力返回到電力系統(tǒng)或者 由車(chē)站設(shè)備使用再生電力的方法，的確有效地利用了再生電力，但是，由于需要昂貴的轉(zhuǎn)換 器而存在設(shè)備費(fèi)用昂貴的問(wèn)題。另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)1所記載的鉛蓄電池不適合在電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)中使 用。其理由如下電氣化車(chē)輛在其加速初期消耗大量的電力，另一方面，具有再生功能的電 氣化車(chē)輛在減速初期產(chǎn)生大量的再生電力。因此，與電力供給系統(tǒng)連接的蓄電池必須具有 可應(yīng)對(duì)急劇的負(fù)荷變動(dòng)的充放電能力。但是，鉛蓄電池沒(méi)有可足夠應(yīng)對(duì)這樣急劇的負(fù)荷變 動(dòng)的充放電能力。因此，為了將鉛蓄電池應(yīng)用于再生電力的貯存，就必須需要多個(gè)鉛蓄電 池。因此需要龐大的設(shè)備面積。另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2、3所公示的用于電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)(電源設(shè)備)的 充放電控制裝置存在價(jià)格非常昂貴的問(wèn)題。另外，由于充放電控制裝置的響應(yīng)性差，因而不 能有效地貯存(充電)急劇增加的再生電力。另外，可用作充放電控制裝置的升降壓斷路 器有可能產(chǎn)生使信號(hào)裝置產(chǎn)生故障的高頻噪聲。另外，當(dāng)根據(jù)由電力公司供給的受電電壓 的變動(dòng)而使從電氣化鐵路用變電站供給到饋電線的電壓變動(dòng)時(shí)，不能保證充放電控制裝置 的正常工作。另外，饋電線因其自身具有的電阻而隨著遠(yuǎn)離電氣化鐵路用變電站而導(dǎo)致大的電 壓下降。因此，在處于遠(yuǎn)離電氣化鐵路變電站的場(chǎng)所的電氣化車(chē)輛加速的情況下，因電壓下 降而有可能對(duì)車(chē)輛的行駛帶來(lái)障礙。另外，即使由遠(yuǎn)離電氣化鐵路變電站的場(chǎng)所的電氣化車(chē)輛再生電力的情況下，因 從減速中的電氣化車(chē)輛再生的電力而使饋電線電壓急劇上升，有可能招致再生的節(jié)流和再 生失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為解決上述的問(wèn)題而設(shè)立的，其目的在于提供一種既不需要龐大的設(shè)備 面積，而快速充放電特性?xún)?yōu)良且廉價(jià)的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)。本發(fā)明的目的還在于， 提供一種即使在遠(yuǎn)離變電站的地點(diǎn)也可維持電氣化車(chē)輛的穩(wěn)定的行駛性能，不會(huì)因再生失 效等而無(wú)謂消耗行駛能量的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)這些目的，具備本發(fā)明的鎳氫電池的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)，在具有 從交流電線路接受電力的變壓器、與上述變壓器連接的整流裝置、和與上述整流裝置連接 的饋電線的電氣化鐵路用的變電站中，作為直流電設(shè)備具有鎳氫電池，上述鎳氫電池與上 述饋電線直接連接。在此，所謂“直接連接，，是指不經(jīng)過(guò)充放電控制裝置而直接與饋電線連 接的意思。本發(fā)明優(yōu)選使用鎳氫電池。由于鎳氫電池內(nèi)阻小且因S0C(state ofcharge)的變 動(dòng)而引起的電壓變動(dòng)小，可有效利用電池容量，因而與其它的二次電池相比可使用小容量 的電池與饋電線直接連接，不需要龐大的設(shè)置面積。另外，由于鎳氫電池的電壓變動(dòng)小，因而不需要充放電控制裝置，且不需要充放電控制裝置的設(shè)置空間。由于不需要昂貴的充放 電控制裝置，因而使裝置整體廉價(jià)。另外，由于鎳氫電池的體積能量密度高，因而不需要龐 大的設(shè)置面積。另外，鎳氫電池沒(méi)有像充放電控制裝置那樣的動(dòng)作延遲，快速充放電特性?xún)?yōu) 良。另外，若省略用作充放電控制裝置的升降壓斷路器，也不用擔(dān)心產(chǎn)出對(duì)信號(hào)裝置造成妨 礙的高頻噪聲。另外，由于鎳氫電池內(nèi)阻小且因SOC的變動(dòng)而引起的電壓變動(dòng)小，因而在電 氣化車(chē)輛加速時(shí)，在極短的時(shí)間需要大電流的情況下，利用鎳氫電池進(jìn)行放電抑制電壓的 下降較之其它電池更為適合。并且，鎳氫電池即使由于電氣化車(chē)輛進(jìn)行再生而在極短的時(shí) 間產(chǎn)生大電流，也比其它電池更適合進(jìn)行充電抑制電壓的上升。因此，可實(shí)現(xiàn)饋電線電壓的 穩(wěn)定化且有助于電氣化車(chē)輛運(yùn)行的高效化。另外，也可以是，上述鎳氫電池由一個(gè)以上電池組件構(gòu)成，上述電池組件為，在相 對(duì)設(shè)置的一對(duì)板狀集電體之間，具有被隔板分隔的正極單元和負(fù)極單元的多個(gè) 單位電池按 照彼此相鄰的一方的上述單位電池的正極單元和另一方的上述單位電池的負(fù)極單元相對(duì) 的方式層疊而成，并且，在彼此相鄰的一方的上述單位電池和另一方的上述單位電池之間 設(shè)置有兼具上述一方的單位電池的正極單元和上述另一方的單位電池的負(fù)極單元的分隔 壁的板狀共用集電體，上述共用集電體具有由氣體或者液體構(gòu)成的傳熱介質(zhì)的流通通路。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可有效抑制鎳氫電池的發(fā)熱，進(jìn)而可抑制電池的劣化實(shí)現(xiàn)電池的長(zhǎng) 壽命化。另外，通過(guò)將電池組件做成以上述的方式層疊有單位電池的結(jié)構(gòu)，可將電池組件的 等效內(nèi)阻抑制得更小。通過(guò)使用以上述的方式層疊有單位電池的電池組件構(gòu)成鎳氫電池， 可實(shí)現(xiàn)更加小型化進(jìn)而可減小設(shè)置面積。另外，上述共用集電體也可以由多孔質(zhì)的金屬板構(gòu)成。另外，上述共用集電體也可以由設(shè)置有作為上述傳熱介質(zhì)的流通通路的多個(gè)流通 孔的金屬板構(gòu)成。若作為金屬板使用鋁板，則不僅導(dǎo)電性良好，且可良好地進(jìn)行熱傳導(dǎo)。也可以是，上述鎳氫電池由一個(gè)以上的電池組件構(gòu)成，上述電池組件為，由多個(gè)單 位電池，按照彼此相鄰的一方的上述單位電池的正極集電體和另一方的上述單位電池的負(fù) 極集電體相對(duì)的方式層疊而成，并且在彼此相鄰的上述單位電池之間設(shè)置有由氣體或者液 體構(gòu)成的傳熱介質(zhì)的流通通路，其中上述多個(gè)單位電池分別具有相對(duì)設(shè)置的板狀的正極 集電體和負(fù)極集電體；配置于上述正極集電體和上述負(fù)極集電體之間的隔板；連接于上述 正極集電體的正極單元；和連接于上述負(fù)極集電體的負(fù)極單元。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可有效抑制鎳氫電池的發(fā)熱，進(jìn)而可抑制電池的劣化實(shí)現(xiàn)電池的長(zhǎng) 壽命化。另外，通過(guò)將電池組件做成以上述的方式層疊有單位電池的結(jié)構(gòu)，可將電池組件的 等效內(nèi)阻抑制得更小。通過(guò)使用以上述的方式層疊有單位電池的電池組件構(gòu)成鎳氫電池， 可實(shí)現(xiàn)更加小型化進(jìn)而可減小設(shè)置面積。另外，也可以是，上述鎳氫電池由一個(gè)以上電池組件構(gòu)成，上述電池組件為，由多 個(gè)單位電池按照彼此相鄰的一方的上述單位電池的正極集電體和另一方的上述單位電池 的負(fù)極集電體相對(duì)的方式層疊而成，并且在彼此相鄰的上述單位電池之間設(shè)置有由氣體或 者液體形成的傳熱介質(zhì)的流通通路，其中，上述多個(gè)單位電池分別具有如下所述結(jié)構(gòu)在相 對(duì)設(shè)置的板狀的正極集電體和負(fù)極集電體之間充填有電解質(zhì)溶液，并且按照含有正極活性 物質(zhì)的正極片和含有負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極片交替地組裝的方式，從上述正極集電體向上述 負(fù)極集電體配置多個(gè)上述正極片，并且從上述負(fù)極集電體向上述正極集電體配置多個(gè)上述負(fù)極片，且在上述各正極片和各負(fù)極片之間存在有隔板。根據(jù)該構(gòu)成，可有效抑制鎳氫電池的發(fā)熱，進(jìn)而可抑制電池的劣化實(shí)現(xiàn)電池的長(zhǎng) 壽命化。另外，通過(guò)將電池組件做成以上述的方式層疊有單位電池的結(jié)構(gòu)，可將電池組件的 等效內(nèi)阻抑制得更小。通過(guò)使用以上述的方式層疊有單位電池的電池組件構(gòu)成鎳氫電池， 可實(shí)現(xiàn)更加小型化進(jìn)而可減小設(shè)置面積。另外，也可以是，將在上述傳熱介質(zhì)的流通通路具有流通孔的導(dǎo)電性傳熱板，以與 上述一方的單位電池的正極集電體和上述另一方的單位電池的負(fù)極集電體相接的方式，插 入在彼此相鄰的一方的上述單位電池和另一方的上述單位電池之間。另外，上述 傳熱板也可以由鋁板構(gòu)成。鋁板電阻小熱傳導(dǎo)性良好。另外，由于通過(guò) 對(duì)鋁板實(shí)施鍍鎳可減小接觸電阻，故而優(yōu)選之。另外，也可以是，在彼此相鄰的一方的上述單位電池和另一方的上述單位電池之 間，以分別與上述一方的單位電池的正極集電體和上述另一方的單位電池的負(fù)極集電體相 接，且各自之間設(shè)置有上述傳熱介質(zhì)的流通通路的方式插入多個(gè)導(dǎo)電部件。 另外，上述導(dǎo)電部件也可以由對(duì)表面實(shí)施過(guò)鍍鎳的鋁板構(gòu)成。鋁板電阻小，通過(guò)對(duì) 其實(shí)施鍍鎳而使接觸電阻變小，因此優(yōu)選其作為上述導(dǎo)電部件。另外，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)由與電氣化車(chē)輛 用的變電站連接并從上述變電站供給直流電的饋電線、和具備鎳氫電池的電力貯存供給裝 置構(gòu)成，上述鎳氫電池與上述饋電線直接連接，并且上述電力貯存供給裝置設(shè)置于與上述 變電站的區(qū)域內(nèi)不同的場(chǎng)所。特別是通過(guò)在遠(yuǎn)離變電站的地點(diǎn)的饋電線、例如變電站和變電站中間附近的饋電 線，或與線路的終端或者起端對(duì)應(yīng)的饋電線的端部直接連接鎳氫電池構(gòu)成電力貯存供給裝 置，從而可在遠(yuǎn)離變電站的地點(diǎn)抑制饋電線的大幅度電壓下降充分發(fā)揮電氣化車(chē)輛的行駛 性能，并且，可抑制饋電線的大幅度的電壓上升從而抑制由再生失效等引起的電氣化車(chē)輛 的行駛能量的無(wú)謂消耗。另外，將鎳氫電池直接連接于饋電線而成的電力貯存供給裝置比 變電站廉價(jià)。另外，上述的所謂“區(qū)域內(nèi)”是指所需要的場(chǎng)所，包括電氣使用場(chǎng)所，是使用電的全 部區(qū)域內(nèi)。在此所說(shuō)的區(qū)域內(nèi)，是指用圍墻、壟溝、護(hù)欄、壕溝等隔開(kāi)的地域或者設(shè)備使用 人員及其相關(guān)人員以外的人員不能自由出入的地域，或者地形上通常認(rèn)為以此為基準(zhǔn)的地 域。上述的所謂“與上述變電站區(qū)域內(nèi)不同的場(chǎng)所”是指在電氣化鐵路用電力供給系 統(tǒng)中，被稱(chēng)為供電站的場(chǎng)所和設(shè)備。在這樣的供電站不設(shè)置普通變壓器，而是設(shè)置有二次電 池等的電力貯存供給設(shè)備。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的效果為，可提供一種不需要龐大的設(shè)置面積、快速充放電特性?xún)?yōu)良 且可廉價(jià)制作的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)。本發(fā)明的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)在節(jié) 能、再生失效對(duì)策、峰值消減、架線電壓下降對(duì)策等方面有效。另外，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的效果為，可提供一種在遠(yuǎn)離變電站的地點(diǎn)也可充分發(fā)揮電氣 化車(chē)輛的行駛性能且可抑制由再生失效等引起的電氣化車(chē)輛的行駛能量的無(wú)謂消耗的電 氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)。另外，即使在變電站因停電或故障而不能送電的情況下，也可通 過(guò)變電站具備的鎳氫電池或含有鎳氫電池的電力貯存供給裝置使車(chē)輛的輔助設(shè)備不停止而能夠使車(chē)輛行駛至最近的車(chē)站。另外，若是短時(shí)間，則可替代變電站而使用變電站備置的 鎳氫電池或者含有鎳氫電池的電力貯存供給裝置，因而很容易進(jìn)行變電站的保養(yǎng)維修。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方式的具備鎳氫電池的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)的概 略結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式中的鎳氫電池的實(shí)施例之一的電路圖。圖3是表示各種電池等的相對(duì)于SOC (state of charge)的電壓變化的SOC特性 圖。圖4是表示從圖1抽出鎳氫電池和去掉鎳氫電池后的變電站部分的圖。圖5(a) (d)是表示具備本發(fā)明第一實(shí)施方式的鎳氫電池的電氣化鐵路用電力 供給系統(tǒng)的驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果的圖。圖6(a)是第一結(jié)構(gòu)例的電池組件的概略剖面圖，(b)是表示該電池組件的局部的 立體圖。圖7是剖開(kāi)圓筒形電池的局部的概略立體圖。圖8是矩形電池的概略剖面圖。圖9是表示對(duì)第二結(jié)構(gòu)例的電池組件利用進(jìn)行強(qiáng)制冷卻的風(fēng)扇和風(fēng)洞進(jìn)行冷卻 的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖10(a)是第二結(jié)構(gòu)例的電池組件的縱剖面圖，(b)是表示配置于該電池組件的 正極板和負(fù)極板之間的導(dǎo)電部件的剖面圖，(c)是表示配置于單位電池的正極板外部的導(dǎo) 電部件的立體圖。圖11是傳熱板的立體圖；圖12是第三結(jié)構(gòu)例的電池組件的橫剖面圖。圖13是表示圖12的電池組件中的傳熱板內(nèi)的空氣流動(dòng)方向的圖。圖14是表示圖12的電池組件內(nèi)的熱傳遞方向的圖。圖15是提高了耐久性的單位電池的概略剖面圖。圖16是本發(fā)明第二實(shí)施方式的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖。圖17(a) (d)是表示第二實(shí)施方式的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)的驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié) 果的圖。符號(hào)說(shuō)明1 交流電源2 交流電線路3 變壓器4 整流裝置5 饋電線7:回流線8:鎳氫電池9 電氣化鐵路用變電站9a、9b 電氣化鐵路用變電站10a、10b 電力貯存供給裝置 11、11a、lib、Ilc 電氣化車(chē)輛
40電池組件
41單位電池
42離子透過(guò)性隔板
43正極單元
44負(fù)極單元
45正極集電體
46負(fù)極集電體
47集電部件
48氧氣瓶
49壓力調(diào)節(jié)閥
50路徑
51a、51b、51c、51d、51e、51f 閥門(mén) 52a、52b、52c、52d、52e、52f 閥門(mén) 53 風(fēng)扇
61正極活性物質(zhì)片
62離子透過(guò)性隔板
63負(fù)極活性物質(zhì)片
64負(fù)極端子
65正極端子
71正極活性物質(zhì)片
72離子透過(guò)性隔板
73負(fù)極活性物質(zhì)片
74正極端子
75負(fù)極端子 76、77 絕緣體 81 電池組件
82、84 空氣流通空間 83a,83b 吸氣扇
85正極板 85S 正極單元
86負(fù)極板 86S 負(fù)極單元
87離子透過(guò)性隔板
88空氣流通空間
89導(dǎo)電部件 90、91、92、93 絕緣板 94 正極端子0104]95 負(fù)極端子0105]96 傳熱板0106]97 空氣流通通路0107]98 電池組件0108]99 正極集電體0109]100負(fù)極集電體0110]101離子透過(guò)性隔板0111]102電解質(zhì)溶液0112]103正極板0113]104負(fù)極板0114]105總正極集電體0115]106總負(fù)極集電體0116]107>108 絕緣板0117]111正極集電體0118]112負(fù)極集電體0119]113絕緣體0120]114離子透過(guò)性隔板0121]115正極單元0122]116負(fù)極單元0123]117聚丙烯纖維無(wú)紡布0124]118鎳泡沫的成形體0125]119聚丙烯纖維無(wú)紡布0126]120鎳泡沫的成形體
具體實(shí)施例方式下面，參照

本發(fā)明的最佳實(shí)施方式。第一實(shí)施方式1.電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、動(dòng)作圖1表示具備本發(fā)明第一實(shí)施方式的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)。如圖1所示，電氣化鐵路用變電站(以下稱(chēng)為“變電站”)9具備與電力系統(tǒng)連接 并經(jīng)由交流電回路2從交流電源1接受電力的變壓器3、與變壓器3連接的整流裝置4、與 整流裝置4并聯(lián)連接的鎳氫電池(詳情后述)8。整流裝置4的正側(cè)端子與饋電線5連接， 負(fù)側(cè)端子通過(guò)配線14與回流線7連接。鎳氫電池8與饋電線5和配線15直接連接。更具 體而言，鎳氫電池8的正極側(cè)外部端子與饋電線5連接，負(fù)極側(cè)外部端子經(jīng)由配線15與回 流線(鋼軌)7連接。換言之，鎳氫電池8不經(jīng)由充放電電壓或者充放電電流、或者控制充 放電電壓和充放電電流的充放電控制裝置而與饋電線5連接。在如上所述結(jié)構(gòu)的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)中，整流裝置4將來(lái)自變壓器3的 交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓輸出到饋電線5。從整流裝置4輸出的直流電經(jīng)由饋電線5并經(jīng) 由架線即電車(chē)線供給到電氣化車(chē)輛lla、llb。在電氣化車(chē)輛IlaUlb中，例如由車(chē)上的電力
11控制裝置12將被供給的直流電力轉(zhuǎn)換為交流而供給到行駛用的電動(dòng)機(jī)13和輔助設(shè)備。另 外，由電氣化車(chē)輛IlaUlb產(chǎn)生的再生電力能經(jīng)由饋電線5供給到鎳氫電池8而對(duì)鎳氫電 池8進(jìn)行充電。另外，蓄積于鎳氫電池8的電力其后根據(jù)饋電線5的電壓狀態(tài)而供給到電 氣化車(chē)輛11a、lib。例如，在電氣化車(chē)輛Ila為處于制動(dòng)狀態(tài)的再生車(chē)輛，電氣化車(chē)輛lib為處于加速 狀態(tài)的加速車(chē)輛時(shí)，來(lái)自再生車(chē)輛的再生電流能供給到加速車(chē)輛，并且剩余的再生電流能 經(jīng)由饋電線5流入到鎳氫電池8而對(duì)鎳氫電池8進(jìn)行充電。另一方面，在電氣化車(chē)輛11a、 lib均為加速車(chē)輛時(shí)，來(lái)自鎳氫電池8的放電電流從饋電線5經(jīng)由電車(chē)線而供給到加速車(chē) 輛。以上，為鎳氫電池8充電時(shí)和放電時(shí)的例示，但不限于上述例子。簡(jiǎn)而言之，鎳氫電池8在饋電線5和回流線7之間的電壓(以下，稱(chēng)為“饋電線電 壓”)比鎳氫電池8的電動(dòng)勢(shì)(以下，稱(chēng)為“電池電壓”)高時(shí)進(jìn)行充電，在比其電動(dòng)勢(shì)低時(shí) 進(jìn)行放電。這樣，可在鎳氫電池8中進(jìn)行浮動(dòng)充電和浮動(dòng)放電。在此，鎳氫電池8以具有相 當(dāng)于饋電線電壓的平均值的電池電壓的方式構(gòu)成。如上所述，本實(shí)施方式的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)中，在變電站9具有將鎳氫 電池8直接連接于饋電線5和配線15的結(jié)構(gòu)。因此，可構(gòu)筑整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、快速充放電特 性?xún)?yōu)良且成本低的電力供給系統(tǒng)。整流裝置4也可以為全波整流器或者半波整流器，或者也可以是使用IGBT等控制 元件構(gòu)成的電力轉(zhuǎn)化器即所謂的DC-DC轉(zhuǎn)換器。雖然交流電源1大多為商用電力系統(tǒng)，但 是不限于此，也可以是家用發(fā)電等電力系統(tǒng)，另外，電氣化車(chē)輛除地上行駛的電車(chē)外，也可 以是地鐵電車(chē)、有軌電車(chē)、LRV(超低底盤(pán)有軌電車(chē))等。在如圖1所示的變電站9裝備有 變壓器3、整流裝置4和鎳氫電池8，也可以裝備有像現(xiàn)有技術(shù)那樣的升降壓斷路器等的充 放電控制裝置或用于使再生電力返回到交流電回線的轉(zhuǎn)換器(inverter)。鎳氫電池8也可以由具有與饋電線電壓的平均值相當(dāng)?shù)碾姵仉妷旱膯蝹€(gè)電池組 件構(gòu)成。或者，鎳氫電池8也可以做成以能夠輸出相當(dāng)于饋電線電壓的平均值的電池電壓 的方式將多個(gè)電池組件串聯(lián)連接的構(gòu)成(以下，將該構(gòu)成稱(chēng)為“串聯(lián)電池組件”)。另外，上 述單個(gè)電池組件或者上述串聯(lián)電池組件也可以通過(guò)并聯(lián)連接而構(gòu)成。若并聯(lián)連接則電池容 量變大，而等效內(nèi)阻下降。另外，電池組件為將多個(gè)單位電池串聯(lián)連接而成的構(gòu)成。圖2是表示本實(shí)施方式的鎳氫電池8的結(jié)構(gòu)的一實(shí)施例的圖。在如圖2所示的結(jié) 構(gòu)的情況下，鎳氫電池8為將4個(gè)單元8A 8D并聯(lián)連接而構(gòu)成。各單元8A 8D既可以 由上述單個(gè)電池組件構(gòu)成，也可以由上述串聯(lián)電池組件構(gòu)成。圖2中，作為構(gòu)成各單元8A 8D的電池發(fā)生短路時(shí)的保護(hù)電路設(shè)置有高速斷路 器21、22。高速斷路器21配置于饋電線5側(cè)，并且高速斷路器22配置于與回流線7連接的 配線15側(cè)，電抗器23配置于鎳氫電池8和高速斷路器21之間。通過(guò)這樣設(shè)置電抗器23， 可減緩短路時(shí)電流的上升從而減輕施加于高速斷路器21、22的負(fù)擔(dān)，進(jìn)而能可靠地阻斷事 故電流。另外，電抗器23也可以配置于高速斷路器22和鎳氫電池8之間。另外，高速斷路器21、22和電抗器23可根據(jù)情況而省略。另外，也可以設(shè)置所謂 的分離器(斷路器)替代高速斷路器21、22。分離器沒(méi)有負(fù)荷電流的遮斷能力，但是在斷開(kāi) 電路進(jìn)行保養(yǎng)作業(yè)時(shí)有效。2.鎳氫電池的特性
12
以下，通過(guò)與其他種類(lèi)二次電池進(jìn)行比較來(lái)說(shuō)明本實(shí)施方式的電氣化鐵路用電力 供給系統(tǒng)所使用的鎳氫電池的特性。圖3是表示各種電池等的相對(duì)于SOC (state of charge)的電壓變化的SOC特性 圖。曲線a表示鎳氫電池的電壓變化，曲線b表示鉛蓄電池的電壓變化，曲線c表示鋰離子 電池的電壓變化，曲線d表示電雙層電容器的電壓變化。相對(duì)于SOC的變動(dòng)的電壓變化(Δ V/Δ S0C)在鎳氫電池中約為0. 1，在鉛蓄電池中 約為1.5，在鋰離子電池中約為2，在電雙層電容器中約為3。即，若假定為相同電壓變化， 則鎳氫電池的電池容量能夠減小為鉛蓄電池的1/15、鋰離子電池的1/20、電雙層電容器的 1/30。這樣，可與此相應(yīng)地縮小電池尺寸。如圖3所示，用曲線a表示的鎳氫電池與其它電池等相比較，具有相對(duì)于電壓的變 動(dòng)的SOC變動(dòng)范圍S寬的特性。即，鎳氫電池相對(duì)于SOC的變動(dòng)電池電壓的變動(dòng)小。與此 相比較，用曲線b、C、d表示的其它電池等相對(duì)于SOC的變動(dòng)電池電壓的變動(dòng)大。例如，若 按SOC的中央值看，在鎳氫電池中，在按照設(shè)中央值的電壓為V1電壓變動(dòng)穩(wěn)定在范圍ClV1內(nèi) 的方式使用的情況下，在SOC范圍S的幾乎全區(qū)都可使用，從而可有效利用電池容量。與此 相對(duì)，在鉛蓄電池中，在按照設(shè)中央值的電壓為V2電壓變動(dòng)穩(wěn)定在范圍dV2內(nèi)的方式使用的 情況下，只能在SOC狹窄的范圍使用，不能有效利用電池容量。同樣，在鋰離子電池中，在按 照設(shè)中央值的電壓為V3電壓變動(dòng)穩(wěn)定在范圍d V3內(nèi)的方式使用的情況下，只能在SOC狹窄 的范圍使用，不能有效利用電池容量。在此，將電壓變動(dòng)范圍的大小設(shè)為Civyv1 = dV2/V2 =
dv3/v3°若從電壓變動(dòng)的觀點(diǎn)來(lái)考察，則當(dāng)SOC在范圍S的大約中間(例如SOC為40 60% )時(shí)，在將鎳氫電池8以圖1的方式與饋電線5直接連接的情況下，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行鎳氫 電池8的充放電即使其充電狀態(tài)發(fā)生變動(dòng)，也可將電池電壓的變動(dòng)抑制得非常小。另一方 面，在其它電池(例如鋰離子電池)的情況下，電池電壓的變動(dòng)變大。即，鎳氫電池能夠有 效利用電池容量。另外，饋電線電壓的變動(dòng)允許范圍相對(duì)于額定目標(biāo)電壓(例如750V或者1500V) 為正負(fù)20%左右的范圍。在將電池直接連接于饋電線的情況下，在電池整體所具有的能量中可充放電的范 圍限定于用相對(duì)饋電線電壓的變動(dòng)的SOC特性表示的范圍。即，只有在用相對(duì)饋電線電壓 的變動(dòng)的SOC特性表示的范圍儲(chǔ)存于電池內(nèi)的電能才可有效利用。鎳氫電池由于在饋電線電壓的變動(dòng)允許范圍中SOC特性的絕大部分被覆蓋，因而 電池內(nèi)的容量可有效利用。另一方面，與鎳氫電池相比較，在其它類(lèi)型的二次電池中，由于相對(duì)SOC的電壓變 化的斜率大，因而在饋電線所允許的正負(fù)20%左右的范圍，有效電池容量比較小。S卩、若將 鎳氫電池以外的鉛蓄電池和鋰離子電池等二次電池與饋電線直接連接而使用，則與鎳氫電 池相比較，其結(jié)果是需要多個(gè)電池，必須有龐大的設(shè)置面積，另外，還造成設(shè)備費(fèi)用的高價(jià)。圖4是表示抽出鎳氫電池8和去掉鎳氫電池后的變電站部分9a的圖。S卩，變電站 9a和鎳氫電池8為相對(duì)于負(fù)荷即電氣化車(chē)輛并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)。設(shè)饋電線送出電壓為Vl、鎳氫電池8的端子電壓為V2、鎳氫電池8的內(nèi)阻為R2、變 電站9a的阻抗為Rl時(shí)，則流過(guò)鎳氫電池8的電流12可用下式表示。
12 = (VI — V2)/R2因此，鎳氫電池8的內(nèi)部電阻越小，鎳氫電池8中有大量的電流流動(dòng)，可充放電的 電量增大。例如，在饋電線的額定目標(biāo)電壓為750V的情況下，若將30個(gè)單位電池串聯(lián)連接而 構(gòu)成的電池組件串聯(lián)連接20個(gè)而組成一個(gè)單元，則一個(gè)單元為750V、200Ah，內(nèi)阻為160 240m Ω。若將2個(gè)該單元并聯(lián)連接而構(gòu)成鎳氫電池8，則內(nèi)阻變?yōu)?0 120m Ω，若將4個(gè) 該單元并聯(lián)連接而構(gòu)成鎳氫電池8，則內(nèi)阻變?yōu)?0 60m Ω，可構(gòu)成內(nèi)阻小的鎳氫電池8。另一方面，與鎳氫電池8相比較，同容量的鉛蓄電池的內(nèi)阻為鎳氫電池8的約10 倍，另外，同容量的鋰離子電池的內(nèi)阻為鎳氫電池8的約2倍。因此，由電氣化車(chē)輛產(chǎn)生的再生電流與鉛蓄電池和鋰離子電池相比還是流過(guò)鎳氫 電池一方的多，對(duì)二次電池充電的電量大。另外，在電氣化車(chē)輛加速的情況下，由于可根據(jù)變電站9a所具有的阻抗和二次電 池的內(nèi)阻之比而分配用于電氣化車(chē)輛加速的負(fù)荷電流，因而，當(dāng)二次電池的內(nèi)阻高時(shí)，蓄積 于二次電池的電量不能充分利用。由于2500kW級(jí)的變電站的阻抗約為0. 01 Ω左右，因而 當(dāng)考慮到鎳氫電池的內(nèi)阻為0. 05 Ω時(shí)，變電站9和鎳氫電池8的負(fù)荷分配約為5 1。另 一方面，在鉛蓄電池中，由于內(nèi)阻約為0.5Ω，因而負(fù)荷分配約為50 1，與鎳氫電池相比， 鉛蓄電池不能充分實(shí)現(xiàn)蓄積于電池的電量的充分利用。該情況在鉛蓄電池以外的其它類(lèi)型 的二次電池中也同樣。如上所述，與同容量的其它二次電池相比，在鎳氫電池8中，由于內(nèi)阻小而流過(guò)大 量電流，可進(jìn)行充放電的電量大。可是，在鉛蓄電池和鋰離子電池的情況下，雖然只要多個(gè) 并聯(lián)連接就可減小內(nèi)阻，但是卻需要龐大的設(shè)置面積，另外，還需要高昂的設(shè)備費(fèi)用。如上所述，不論是從相對(duì)SOC的電壓變化這一點(diǎn)看，還是從內(nèi)阻這一方面看，若將 鉛蓄電池或鋰離子電池直接連接于饋電線，則需要龐大數(shù)量的電池，并且需要龐大的設(shè)置 面積，另外，還花費(fèi)高昂的設(shè)備費(fèi)用，因而不實(shí)用。為了消除這樣的缺陷，在其它類(lèi)型的二次電池中，不得不通過(guò)使用昂貴的充放電 控制裝置即升降壓斷路器控制充電電壓來(lái)進(jìn)行為了使用大電池容量的控制。3.驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果對(duì)第一實(shí)施方式的具備鎳氫電池的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)證試驗(yàn)。 圖5(a) (d)表示其驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果。該驗(yàn)證試驗(yàn)是在日本的某復(fù)線區(qū)間的電氣化鐵路用變電站，如圖1所示，將鎳氫 電池8直接連接于饋電線5而進(jìn)行。在該驗(yàn)證試驗(yàn)中，整流裝置4的電壓規(guī)格為750V，鎳氫 電池8的規(guī)格為750V、800Ah。整流裝置4和鎳氫電池8連接到與上行車(chē)輛用和下行車(chē)輛用 的電車(chē)線連接的饋電線。此處所使用的鎳氫電池8例如如圖2所示，是將750V、200Ah的4 個(gè)單元8A 8D并聯(lián)連接而成。各單元8A 8D通過(guò)將20個(gè)37. 5V、200Ah的電池組件串 聯(lián)連接而構(gòu)成。另外，各電池組件通過(guò)將30個(gè)單位電池串聯(lián)連接而構(gòu)成。在此，作為電池 組件可使用例如后述的圖12 圖14所示的第三結(jié)構(gòu)例的組件，但也可以使用其它結(jié)構(gòu)例 的組件。圖5(a)表示驗(yàn)證試驗(yàn)當(dāng)日上午10時(shí)至11時(shí)的鎳氫電池8的I-V (電流-電壓) 特性。圖5(b)表示當(dāng)日上午11時(shí)至12時(shí)的鎳氫電池8的I-V特性。圖5(c)表示當(dāng)日上午12時(shí)至13時(shí)的鎳氫電池8的I-V特性。圖5(d)表示當(dāng)日上午13時(shí)至14時(shí)的鎳氫電 池8的I-V特性。在此，在電流為負(fù)值時(shí)表示充電，為正值時(shí)表示放電。圖5(a) (d)中的I-V特性用直線e h表示，直線e h大約為V = -O. 051+775。根據(jù)驗(yàn)證試驗(yàn)得知，在直線e h中，電池電壓的變動(dòng)為IV左右，另外內(nèi)阻為 0. 05 Ω左右。在該試驗(yàn)中實(shí)際取得的數(shù)據(jù)在圖5(a) (d)上用黑點(diǎn)表示。根據(jù)這些黑點(diǎn)得知， 反復(fù)了多次充放電。這樣，當(dāng)反復(fù)進(jìn)行充放電時(shí)，雖然SOC發(fā)生變動(dòng)，但是如用圖3的曲線a 所示，鎳氫電池在SOC的較寬范圍S具有穩(wěn)定的電壓特性，且內(nèi)阻小，因而總體而言可減小 電壓變動(dòng)。例如在替代鎳氫電池8而將鉛蓄電池直接連接于饋電線的情況下，由于鉛蓄電池 的內(nèi)阻大，因而在圖5(a)上成為例如用虛線kl所示那樣的I-V特性。而且，由于當(dāng)SOC變 動(dòng)時(shí)則如用圖3的曲線b所表示的那樣電壓也發(fā)生很大變動(dòng)，因而I-V特性從虛線kl例如 變動(dòng)為虛線k2。例如，即使通過(guò)將非常多的鉛蓄電池并聯(lián)連接而減小內(nèi)阻，也會(huì)像上述那樣 I-V特性隨著SOC的變動(dòng)而變動(dòng)。因此，鉛蓄電池不適合用作充放電裝置。另外，即使在鋰離子電池的情況下，當(dāng)SOC變動(dòng)時(shí)如用圖3的曲線c所示，電壓也 發(fā)生很大變動(dòng)。因此，鋰離子電池也不適合直接連接于饋電線作為充放電裝置使用。如上所述，由于為內(nèi)阻小且由SOC的變動(dòng)而引起的電壓變動(dòng)小的鎳氫電池8，所以 可與饋電線5直接連接而用作充放電裝置。在本實(shí)施方式中，以能夠在由SOC的變動(dòng)而引 起的電壓變動(dòng)小的范圍(例如圖3的范圍S)使用的方式設(shè)定電池容量。在鉛蓄電池和鋰離子電池中，為了與饋電線直接連接而使容量極大時(shí)，則需要非 常大的設(shè)置面積，另外，由于還使成本變得非常高，因而不實(shí)用。鎳氫電池8的內(nèi)阻小且由SOC的變動(dòng)而引起的電壓變動(dòng)小。因此，通過(guò)使電氣化 車(chē)輛進(jìn)行加速而需要瞬間的大電流，即使由鎳氫電池進(jìn)行放電也能夠抑制電壓的下降。與 此同時(shí)，通過(guò)使電氣化車(chē)輛進(jìn)行再生，即使產(chǎn)生瞬間的大電流，通過(guò)鎳氫電池進(jìn)行充電也能 抑制電壓的上升。這樣，具備鎳氫電池的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)饋電線電壓的 穩(wěn)定化。這一結(jié)果通過(guò)上述的驗(yàn)證試驗(yàn)也得到確認(rèn)。4.電池組件的結(jié)構(gòu)例下面，說(shuō)明構(gòu)成本發(fā)明第一實(shí)施方式所使用的鎳氫電池8的電池組件的結(jié)構(gòu)例。 以下所說(shuō)明的電池組件的結(jié)構(gòu)例也同樣可適用于后述的本發(fā)明第二實(shí)施方式中的電氣化 鐵路用電力供給系統(tǒng)的鎳氫電池。4.1第一結(jié)構(gòu)例圖6(a)是第一結(jié)構(gòu)例的電池組件的概略截面結(jié)構(gòu)圖，圖6(b)是表示該電池組件 的局部的立體圖。如圖6(a)所示，作為一例該電池組件40為將6個(gè)單位電池41串聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)。 各單位電池41，中間部由可使離子透過(guò)但不能使電子透過(guò)的聚丙烯纖維無(wú)紡布構(gòu)成，具有 用未實(shí)施親水化處理的疏水性隔板42隔開(kāi)的正極單元43和負(fù)極單元44。左端的單位電 池41的正極單元43的左端壁作為正極集電體45發(fā)揮作用，右端的單位電池41的負(fù)極單 元44的右端壁作為負(fù)極集電體46發(fā)揮作用。左端的單位電池41的負(fù)極單元44的右側(cè)壁 和右端的單位電池41的正極單元43的左側(cè)壁由兼做分隔壁的集電部件47構(gòu)成。在位于中間的4個(gè)單位電池41之間也配置有兼做分隔壁的集電部件47。于是，從左端的單位電 池41至右端的單位電池41經(jīng)由集電部件47串聯(lián)連接。各正極單元43和負(fù)極單元44中 充填有相同的KOH水溶液作為電解質(zhì)溶液。而且，正極單元43的KOH水溶液中混合有氫氧 化鎳粉A，負(fù)極單元44的KOH水溶液中混合有氫吸藏合金粉B。作為集電部件的材質(zhì)有鎳金屬板、鎳金屬箔、碳板、鍍鎳的鐵、鍍鎳的不銹鋼，或者 鍍鎳的碳等材料，能夠使用在堿性電解質(zhì)溶液中不發(fā)生腐蝕等變質(zhì)、不能使離子通過(guò)并具 有導(dǎo)電性的材料。如上所述，在負(fù)極單元44充填有裝入有氫吸藏合金粉B的電解質(zhì)溶液作為負(fù)極的 粉體活性物質(zhì)，在正極單元43充填有裝入有氫氧化鎳粉A的電解質(zhì)溶液作為正極的粉體活 性物質(zhì)。此時(shí)，由于隔板42為疏水性，因而在向負(fù)極單元44和正極單元43的內(nèi)部充填電 解質(zhì)溶液時(shí)，可采用如下方法，即，將電池內(nèi)部做成減壓(約IOOOpa以下的內(nèi)壓)下的狀態(tài) 壓入電解質(zhì)溶液。作為負(fù)極和正極的粉體活性物質(zhì)的組合，例如可使用氫吸藏合金和氫氧化鎳的組 合。作為氫吸藏合金之一例可列舉 LaO. 3 (Ce, Nd)0. 15ZrO. 05Ν 3. 8CoO. 8A10. 5。另外，作為電解質(zhì)溶液可使用例如KOH水溶液、NaOH水溶液、LiOH水溶液等。隔板42由未實(shí)施親水化處理的疏水性材料制造。由于隔板42通常在與堿性電解 質(zhì)溶液接觸的條件下使用，因而優(yōu)選用于隔板42的疏水性材料的耐化學(xué)藥品性?xún)?yōu)良。由 于例如聚乙烯纖維、聚丙烯纖維等聚烯烴類(lèi)纖維、聚苯硫醚纖維、聚氟乙烯類(lèi)纖維、聚酰胺 類(lèi)纖維等耐化學(xué)藥品性?xún)?yōu)良，因而可優(yōu)選用作隔板42?？捎蛇@些纖維形成例如織物、編織 物、無(wú)紡布、線帶、平紋織物等纖維片。其中，由于織物和無(wú)紡布拉伸強(qiáng)度高、形態(tài)穩(wěn)定性?xún)?yōu) 良，在電池組裝時(shí)不易破損，故而優(yōu)選之。作為該織物最好是平紋織物、緞紋織物、斜紋織物 等。另外，作為無(wú)紡布，通過(guò)利用針刺、水流等進(jìn)行絡(luò)合的方法、對(duì)含有熱粘接性纖維的纖維 織物進(jìn)行熱處理或者通過(guò)熱處理和加壓處理進(jìn)行熔接的方法、對(duì)纖維織物用粘接劑進(jìn)行粘 接的方法，能夠得到用凝結(jié)(curd)法、空中壓條(air laying)法、紡絲粘合法、熔噴(melt blown)法等形成的纖維織物。當(dāng)然，織物和無(wú)紡布并不限定于此。另外，在如圖6(a)所示的第一結(jié)構(gòu)例的電池組件中，可從密封有高壓氧氣的氧氣 瓶48經(jīng)由壓力調(diào)節(jié)閥49通過(guò)路徑50向各單位電池41的正極單元43和負(fù)極單元44供給 氧氣。即，經(jīng)由路徑50，并通過(guò)使在直至6個(gè)正極單元43的各支路上設(shè)置的閥門(mén)5la、5lb、 51c、51d、51e和51f ；和在直至6個(gè)負(fù)極單元44的各支路上設(shè)置的閥門(mén)52a、52b、52c、52d、 52e和52f開(kāi)閉，并通過(guò)將氧氣供給正極單元43和負(fù)極單元44雙方或者只供給正極單元 43或者只供給負(fù)極單元44，由此使該氧氣和殘留于負(fù)極單元44的剩余氫氣進(jìn)行反應(yīng)而轉(zhuǎn) 換成水。即，使供給到負(fù)極單元44的氧氣和殘留于負(fù)極單元44內(nèi)的剩余氫氣進(jìn)行反應(yīng)而 轉(zhuǎn)換為水，使供給到正極單元43的氧氣與透過(guò)隔板42并殘留于負(fù)極單元44內(nèi)的剩余氫氣 進(jìn)行反應(yīng)而轉(zhuǎn)換為水。然后，在如圖6(a)所示的結(jié)構(gòu)的密閉型鎳氫電池的組件中，關(guān)于在從密封有高壓 (20kg/cm2)氧氣的氧氣瓶48經(jīng)由壓力調(diào)節(jié)閥49將2kg/cm2的氧氣供給到6個(gè)單位電池41 的各正極單元43和各負(fù)極單元44雙方的情況下的負(fù)極單元44的內(nèi)壓上升抑制效果進(jìn)行 了確認(rèn)實(shí)驗(yàn)，因而對(duì)其進(jìn)行說(shuō)明。在實(shí)驗(yàn)中，將正極集電體45和負(fù)極集電體46與未圖示的負(fù)荷即白熾燈連接開(kāi)始
16進(jìn)行放電，經(jīng)過(guò)1個(gè)小時(shí)后，6個(gè)單位電池41的各負(fù)極單元44的內(nèi)壓上升至IMPa。在此， 各負(fù)極單元44的沒(méi)有電解質(zhì)溶液的空出部分的容積為0. 0012m3。于是，當(dāng)從氧氣瓶48經(jīng)由壓力調(diào)節(jié)閥49將2kg/cm2的氧氣供給到6個(gè)單位電池 41的各正極單元43和各負(fù)極單元44雙方時(shí)，1個(gè)小時(shí)后6個(gè)單位電池41的各負(fù)極單元44 的內(nèi)壓下降至0. IMPa。但是，通常，電池制造人員大多要直面如何處理由電池反應(yīng)而引起的發(fā)熱的問(wèn)題。 特別是在密閉結(jié)構(gòu)的電池中，不能無(wú)視發(fā)熱的問(wèn)題，優(yōu)選密閉結(jié)構(gòu)的電池具備適當(dāng)?shù)膫鳠?結(jié)構(gòu)。由于以往的圓筒形電池和矩形電池對(duì)電池殼的外側(cè)進(jìn)行冷卻，因而在將鎳氫電池 做成圓筒形電池或矩形電池的結(jié)構(gòu)方面難以獲得規(guī)定的冷卻效果。這是因?yàn)?，不論是圓筒 形電池還是矩形電池都是做成向相對(duì)于隔板和活性物質(zhì)的配置方向成直角方向、例如在為 圓柱狀電池的情況下向半徑方向傳熱的結(jié)構(gòu)，即，做成通過(guò)層疊的隔板和活性物質(zhì)將熱傳 遞到外部的結(jié)構(gòu)。圖7是與圓筒形電池之一例有關(guān)的圖。如圖7所示，通過(guò)依次層疊正極活性物質(zhì) 片61、離子透過(guò)性隔板62、負(fù)極活性物質(zhì)片63和粒子透過(guò)性隔板62而纏繞成螺旋狀，由此 構(gòu)成圓筒形電池。在該圓筒形電池中，將殼64做成負(fù)極端子，將帽65做成正極端子。圖8 是與矩形電池之一例有關(guān)的圖。如圖8所示，通過(guò)依次層疊正極活性物質(zhì)片71、離子透過(guò)性 隔板72、負(fù)極活性物質(zhì)片73和離子透過(guò)性隔板72而構(gòu)成矩形電池。在該矩形電池中，將一 個(gè)端壁部74做成正極端子，將另一個(gè)端壁部75做成負(fù)極端子。側(cè)壁部76、77為絕緣體。如圖7所示的結(jié)構(gòu)，必須向垂直于活性物質(zhì)片和隔板的配置方向(圓周方向)的 方向(半徑方向)傳熱，但是，難以實(shí)現(xiàn)經(jīng)由層疊了多層的物質(zhì)進(jìn)行良好的熱傳導(dǎo)，更何況 各層起著近似于隔熱材料的作用。特別是由于層疊有熱傳導(dǎo)性低的纖維或者多孔質(zhì)塑料材 料即隔板，因而熱傳導(dǎo)性特別低。同樣，如圖8所示的結(jié)構(gòu)，必須向相對(duì)于活性物質(zhì)片和隔 板的配置方向(水平方向)成直角的方向傳熱，但是難以實(shí)現(xiàn)經(jīng)由層疊有多層的物質(zhì)進(jìn)行 良好的熱傳導(dǎo)，更何況各層起著近似于隔熱材料的作用。而且，在電池變大時(shí)，只是與容量的(2/3)乘方成比例地增加傳熱面積，另外傳熱 距離也變長(zhǎng)。其結(jié)果是，在如圖7和圖8所示的電池中，即使對(duì)殼的外側(cè)進(jìn)行冷卻電池內(nèi)部 也不能冷卻到所需的溫度。因此，在如圖6(a)所示的電池結(jié)構(gòu)中，由于通過(guò)將兼做分隔壁的集電部件47的結(jié) 構(gòu)例如做成多孔質(zhì)，從而若傳熱面積增加，則使該多孔質(zhì)集電部件47也起到熱傳導(dǎo)部件的 作用，因而可從該集電部件將由電池反應(yīng)而產(chǎn)生的熱充分釋放。由此可抑制電池的劣化。另 一方面，除將該集電部件47用作散熱部件之外，還可用作蓄熱部件。即，雖然由于由電池反 應(yīng)而產(chǎn)生的熱在密閉結(jié)構(gòu)的電池內(nèi)不流通而促使電池劣化因此并不優(yōu)選，但是，另一方面， 為了順利執(zhí)行電池反應(yīng)，而優(yōu)選電池構(gòu)成部件保持在一定的溫度范圍(約25°C 50°C )。 因此，并不是強(qiáng)制性從多孔質(zhì)集電部件47散熱，而是根據(jù)情況，為了將電池構(gòu)成部件設(shè)為 一定溫度以上例如25°C以上，能夠以抑制散熱的方式在一部分多孔質(zhì)集電部件47的外面 粘貼隔熱材料。同樣，在用風(fēng)扇對(duì)加熱板進(jìn)行強(qiáng)制冷卻的結(jié)構(gòu)中，在電池構(gòu)成部件為一定溫 度以下的情況下，能夠通過(guò)不使風(fēng)扇工作而抑制散熱。當(dāng)電池大型化時(shí)，表面積也增大，大多情況下只對(duì)表面進(jìn)行冷卻使電池內(nèi)部的冷
17卻不充分。因此，如圖6(a)所示，在電池為層疊有多個(gè)單位電池的結(jié)構(gòu)的情況下，當(dāng)對(duì)將各 單位電池隔開(kāi)的分隔壁即集電部件47進(jìn)行冷卻時(shí)，能夠?qū)﹄姵貎?nèi)部也進(jìn)行有效的冷卻。分 隔壁即集電部件47導(dǎo)電性?xún)?yōu)良，如圖6(b)所示，將由多孔質(zhì)的鋁板構(gòu)成的集電部件47和 具有被隔板隔開(kāi)的正極單元和負(fù)極單元的單位電池41緊密連接。因此，通過(guò)集電部件47 既可傳遞電子也可傳遞熱。在如圖6(a)所示的結(jié)構(gòu)的鎳氫電池組件中，進(jìn)行了如下試驗(yàn)為有效進(jìn)行基于集 電部件47的散熱而將用于供給冷卻用空氣的風(fēng)扇53設(shè)置在下方(參照?qǐng)D6(b))。首先，以 使風(fēng)扇53停止的狀態(tài)在室溫下進(jìn)行了 120%過(guò)充電，經(jīng)過(guò)2個(gè)小時(shí)后，設(shè)置于電池內(nèi)部的溫 度計(jì)的溫度上升至約100°C。因此，起動(dòng)風(fēng)扇53向由6個(gè)單位電池構(gòu)成的電池組件供給冷風(fēng)，進(jìn)行120 %過(guò)充電 經(jīng)過(guò)2個(gè)小時(shí)后，設(shè)置于電池內(nèi)部的溫度計(jì)的溫度從室溫(25°C )只上升了約10°C。另外，在集電部件47中，也可以替代使用多孔質(zhì)的鋁板等，而使用例如在上下方 向設(shè)置有用于使制冷劑流動(dòng)的多個(gè)流通孔的鋁板等金屬板。另外，在該電池組件40中，例如也可以在正極集電體45的中央部安裝有與后述的 圖10所示的正極端子94同樣的外部連接用的正極端子，在負(fù)極集電體106的中央部安裝 有與后述的圖10所示的負(fù)極端子95同樣的外部連接用的負(fù)極端子。4. 2第二結(jié)構(gòu)例圖9是表示對(duì)第二結(jié)構(gòu)例的電池組件81利用進(jìn)行強(qiáng)制冷卻的風(fēng)扇和風(fēng)洞(空氣 流通空間)進(jìn)行冷卻的構(gòu)成的立體圖。電池組件81下部具備空氣進(jìn)行流通的空氣流通空 間82。被吸氣風(fēng)扇83a和吸氣風(fēng)扇83b吸入的空氣經(jīng)由下部的空氣流通空間82、電池組件 81內(nèi)的傳熱空間和上部的空氣流通空間84而釋放到外部。圖9中的箭頭表示空氣流動(dòng)的 方向。圖10(a)是第二結(jié)構(gòu)例的電池組件的縱剖面圖，圖10(b)是表示在圖10(a)中從 箭頭X的方向看到的配置于該電池組件的正極板和負(fù)極板之間的導(dǎo)電部件的剖面圖，圖 10(c)是表示配置于構(gòu)成第二結(jié)構(gòu)例的電池組件(下面將進(jìn)行說(shuō)明)的單位電池的正極板 外側(cè)的導(dǎo)電部件的立體圖。圖10(a)中的箭頭χ以外的箭頭表示空氣流動(dòng)的方向。該電池組件81作為一例層疊有6個(gè)單位電池。各單位電池的構(gòu)成為，在正極集電 體即正極板85和負(fù)極集電體即負(fù)極板86之間裝入有電解質(zhì)溶液，并且在正極單元85S和 負(fù)極單元86S之間存在有在堿性電解質(zhì)溶液中不發(fā)生腐蝕等變質(zhì)使離子透過(guò)但電子不能 透過(guò)的隔板87，且在正極單元85S內(nèi)裝入有正極活性物質(zhì)，在負(fù)極單元86S內(nèi)裝入有負(fù)極活 性物質(zhì)。而且，在相鄰的兩個(gè)單位電池之間設(shè)置有使從吸氣風(fēng)扇83a和吸氣風(fēng)扇83b吸入 的空氣流通的上下方向的空氣流通通路88。另外，空氣流通通路88不是遍及正極板85和負(fù)極板86對(duì)置的部分的全部而設(shè) 置，而是如圖10(b)和圖10(c)所示，設(shè)置于正極板85和負(fù)極板86的中央部的上下方向。 在空氣流通通路88的兩側(cè)配置有導(dǎo)電部件89，正極板85和負(fù)極板86通過(guò)導(dǎo)電部件89連接。作為隔板87可使用例如四氟化乙烯樹(shù)脂、聚乙烯、尼龍、聚丙烯等的織物和無(wú)紡 布或者膜濾器。作為導(dǎo)電部件89，可使用鍍鎳的鋁板等鎳金屬板、鎳金屬箔、碳板、鍍鎳的 鐵、鍍鎳的不銹鋼、鍍鎳的碳等材料，即在堿性電解質(zhì)溶液中不發(fā)生腐蝕等變質(zhì)、不能使離子透過(guò)具有導(dǎo)電性的材料。各單位電池由絕緣板93、92將上下包圍，下部和上部的空氣流通空間82、84各自 的下方和上方由絕緣板90、91包圍。另外，在如圖10所示那樣的左端的正極板85的中央 部安裝有外部連接用的正極端子94。在如圖10所示那樣的右端的負(fù)極板86的中央部安裝 有外部連接用的負(fù)極端子95。在圖10(a)中，還可以使用具有如圖6所示的多孔質(zhì)的集電部件47的電池組件40 替代電池組件81。另外，也可以使用如圖11所示的傳熱板96替代設(shè)置有空氣流通通路88的導(dǎo)電部 件89。由于該傳熱板96以鋁為原材料實(shí)施了鍍鎳，因而在上下方向設(shè)置有多個(gè)空氣的流通 通路97?？梢詫⒃搨鳠岚?6替代導(dǎo)電部件89插在正極板85和負(fù)極板86之間，使被吸氣 風(fēng)扇83a和吸氣風(fēng)扇83b吸入的空氣在流通通路9中流通。傳熱板96與正極板85和負(fù)極 板86相接是用于將正極板85和負(fù)極板86電連接的部件，也具有導(dǎo)電性。在這一點(diǎn)上，由 于鋁的電阻比較低，熱傳導(dǎo)率比較大，因而具有優(yōu)選作為傳熱板96的特性，但是具有易于 氧化的缺點(diǎn)。因此，對(duì)鋁板實(shí)施了鍍鎳后的材料，不僅氧化受到抑制而且通過(guò)實(shí)施鍍鎳而使 接觸電阻下降，因而更優(yōu)選用作傳熱板96。4. 3第三結(jié)構(gòu)例圖12是第三結(jié)構(gòu)例的電池組件的橫剖面圖。圖13是表示圖12的電池組件中的 傳熱板內(nèi)的空氣流動(dòng)方向的圖，圖12所示的絕緣板107、108被省略。圖14是表示圖12的 電池組件內(nèi)的熱傳遞方向的圖。該電池組件98層疊有多個(gè)單位電池。在各單位電池中，在相對(duì)設(shè)置的正極集電體 99和負(fù)極集電體100之間，在堿性電解質(zhì)溶液中不發(fā)生腐蝕等變質(zhì)、且使離子透過(guò)而使電 子不能透過(guò)的波紋狀隔板101按照交替地與兩集電體靠近的方式配置。另外，在各單位電 池中，在由波紋狀的隔板101和正極集電體99劃分的空間中配置有電解質(zhì)溶液102和含有 正極活性物質(zhì)的正極片103，在由波紋狀隔板101和負(fù)極集電體100劃分的空間中配置有電 解質(zhì)溶液102和含有負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極片104，正極片103和負(fù)極片104夾持隔板101交 替地組裝。另外，正極片103與正極集電體99相接，負(fù)極集電體104與負(fù)極集電體100相 接。而且，在相鄰的兩個(gè)單位電池之間，以與一個(gè)單位電池的正極集電體99和與另一個(gè)單 位電池的負(fù)極集電體100相接的方式插入有如圖11所示的傳熱板96。該傳熱板96的空氣 流通通路97的朝向與正極片103和負(fù)極片104的上下方向一致。各單位電池的正極集電 體99和負(fù)極集電體100之間，被隔板101分割成正極單元和負(fù)極單元，將被隔板101和正 極集電體99劃分的并配置有正極片103的區(qū)域作為正極單元，將被隔板101和負(fù)極集電體 100劃分的并配置有負(fù)極片104的區(qū)域作為負(fù)極單元。例如，在圖9中，以通過(guò)使用本結(jié)構(gòu)例的電池組件98替代第二結(jié)構(gòu)例的電池組件 81，對(duì)電池組件98進(jìn)行冷卻的方式構(gòu)成。如圖12所示，由導(dǎo)電性?xún)?yōu)良并且熱傳導(dǎo)性?xún)?yōu)良的金屬構(gòu)成的正極集電體99和負(fù) 極集電體100分別與正極片103和負(fù)極片104直接接觸，另外，各集電體99、100與起著連 接正極集電體99和負(fù)極集電體100的作用的傳熱板96電接觸。由此，電池反應(yīng)的結(jié)果產(chǎn) 生的熱相對(duì)于沿著圖13的箭頭所示的方向在傳熱板96的空氣流通通路97內(nèi)流通的空氣， 沿著圖14的箭頭所示的方向有效傳遞并釋放到外部。這樣，將電池組件98的溫度維持在能夠順利地進(jìn)行電池反應(yīng)的適當(dāng)范圍。如圖12所示，在正極的端部設(shè)置有總正極集電體105，在負(fù)極的端部設(shè)置有總負(fù) 極集電體106。在電池組件98的側(cè)部設(shè)置有絕緣體107、108。在總正極集電體105的中央 部安裝有例如與圖10所示的正極端子94同樣的正極端子，在總負(fù)極集電體106的中央部 設(shè)置有例如與圖10所示的負(fù)極端子95同樣的負(fù)極端子。正極片103例如為在正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電性充填劑和樹(shù)脂中加入溶劑而形成為膏 狀的材料涂覆于基板上，從而成形為板狀，并進(jìn)行硬化而成的板。負(fù)極片104例如為在負(fù) 極活性物質(zhì)、導(dǎo)電性充填劑和樹(shù)脂中加入溶劑形成為膏狀的材料涂覆于基板上，從而成形 為板狀，并進(jìn)行硬化而成的板。作為正極活性物質(zhì)和負(fù)極活性物質(zhì)都可以使用公知的活性 物質(zhì)。作為導(dǎo)電性填充劑能夠?qū)⑻祭w維、對(duì)碳纖維進(jìn)行鍍鎳的材料、碳粒子、對(duì)碳粒子進(jìn)行 鍍鎳的材料、對(duì)有機(jī)纖維進(jìn)行鍍鎳的材料、纖維狀鎳、鎳離子或者鎳箔單獨(dú)使用或者組合使 用。作為樹(shù)脂可使用軟化溫度120°C以下的熱可塑性樹(shù)脂、硬化溫度從常溫至120°C的樹(shù) 脂、溶解于蒸發(fā)溫度120°C以下的溶劑的樹(shù)脂、溶解于可溶于水的溶劑的樹(shù)脂、或者溶解于 可溶于乙醇的溶劑的樹(shù)脂等。作為基板可使用鎳板等具有導(dǎo)電性的金屬板。5.提高電池耐久性的一例在電池中加入電容器成分，通過(guò)該電容器成分進(jìn)行高速、短時(shí)間的充放電，由電池 負(fù)擔(dān)不足部分，其結(jié)果是，可以提高電池的耐久性。這是因?yàn)?，由于電容器成分的?nèi)阻比電 池內(nèi)阻小，因而在進(jìn)行高速且短時(shí)間的充放電的情況下，電容器成分主要用于進(jìn)行充放電 而減輕了電池的負(fù)擔(dān)。為了得到該效果，可采用將電容器電容大的物質(zhì)插入隔板與正極活 性物質(zhì)之間和隔板與負(fù)極活性物質(zhì)之間的方法。例如，可采用如圖15所示的結(jié)構(gòu)的單位電 池。圖15所示的單位電池由正極集電體111包圍正極側(cè)，由負(fù)極集電體112包圍負(fù)極 側(cè)，由絕緣體113包圍側(cè)部。在被它們包圍的單元內(nèi)充滿(mǎn)電解質(zhì)溶液。該單元在堿性電解 質(zhì)溶液中不發(fā)生腐蝕等變質(zhì)，被不能透過(guò)電子而可透過(guò)離子的離子透過(guò)性的大致波紋狀的 隔板114分割成正極單元115和負(fù)極單元116。在正極單元115內(nèi)，配置有與隔板114全面 地接觸的含有正極活性物質(zhì)的大致波紋狀的聚丙烯纖維的無(wú)紡布117，另外，還配置有與無(wú) 紡布117全面接觸且與正極集電體111局部接觸的由含有正極活性物質(zhì)的大致波紋狀的鎳 泡沫構(gòu)成的成形體118。在負(fù)極單元116內(nèi)，配置有與隔板114全面地接觸的含有負(fù)極活性 物質(zhì)的大致波紋狀的聚丙烯纖維的無(wú)紡布119，另外，還配置有與無(wú)紡布119全面地接觸且 與負(fù)極集電體112局部接觸的由含有負(fù)極活性物質(zhì)的大致波紋狀的鎳泡沫構(gòu)成的成形體 120。在圖15所示的結(jié)構(gòu)中，大致波紋狀的聚丙烯纖維的無(wú)紡布117和大致波紋狀的聚丙 烯纖維的無(wú)紡布119相當(dāng)于電容器成分。在如圖15所示結(jié)構(gòu)的密閉型電池中，去掉大致波紋狀聚丙烯纖維的無(wú)紡布117和 大致波紋狀聚丙烯纖維的無(wú)紡布119的情況下的循環(huán)壽命為4000循環(huán)，但是，如圖15所 示，具有大致波紋狀聚丙烯纖維的無(wú)紡布117和大致波紋狀聚丙烯纖維的無(wú)紡布119的情 況下的循環(huán)壽命超過(guò)了 10000循環(huán)?？蓪⒃搱D15所示結(jié)構(gòu)的單位電池層疊多個(gè)而構(gòu)成電池組件。例如，與上述的第 二、第三結(jié)構(gòu)例的情況同樣，只要按照經(jīng)如圖10所示的導(dǎo)電部件89或者如圖11所示的傳 熱板96串聯(lián)連接多個(gè)如圖15所示的結(jié)構(gòu)的單位電池的方式進(jìn)行層疊即可。
在以上所述的各結(jié)構(gòu)例中，層疊多個(gè)單位電池而構(gòu)成電池組件，此時(shí)，按照在與單 位電池的層疊方向(排列方向)相同方向上排列的方式配置正極單元和負(fù)極單元，并且，在 彼此相鄰的一個(gè)單位電池的正極單元和另一個(gè)單位電池的負(fù)極單元之間配置有板狀的集 電體(圖6的集電部件47、圖10的正極板85和負(fù)極板86、圖12的正極集電體99和負(fù)極 集電體I00等)。而且，通過(guò)將集電體(圖6的集電部件47)做成多孔質(zhì)部件，而構(gòu)成為集 電體的內(nèi)部設(shè)置有制冷劑通路的構(gòu)成?；蛘?，構(gòu)成為在集電體(圖10的正極板85和負(fù)極 板86、圖12的正極集電體99和負(fù)極集電體100)之間插入有中央形成空氣流通通路88的 導(dǎo)電部件89(參照?qǐng)D10)或者插入設(shè)置有作為空氣流通通路97的流通孔的傳熱板96 (參 照?qǐng)D11)的結(jié)構(gòu)。通過(guò)做成這樣的結(jié)構(gòu)，可將因電池反應(yīng)而產(chǎn)生的熱從集電體有效的取入 到制冷劑(例如空氣)而釋放到外部，做成冷卻效果強(qiáng)大的電池組件。另外，在上述內(nèi)容中作為制冷劑(傳熱介質(zhì))使用了空氣，但是也可以構(gòu)成為使用 油或者水等液體的結(jié)構(gòu)。另外，并不限定于此，可使用通常作為傳熱介質(zhì)而公知的由氣體或 者液體形成的所有傳熱介質(zhì)。另外，層疊多個(gè)單位電池而構(gòu)成電池組件，此時(shí)，以在與單位電池的層疊方向(排 列方向)相同方向上排列的方式配置正極單元和負(fù)極單元，并且在彼此相鄰的一個(gè)單位電 池的正極單元和另一個(gè)單位電池的負(fù)極單元之間配置有板狀的集電體(圖6的集電部件 47、圖10的正極板85和負(fù)極板86、圖12的正極集電體99和負(fù)極集電體100等)，通過(guò)將 一個(gè)板狀的集電體(圖6的集電部件47)作為相鄰的2個(gè)單位電池的集電體共用，或者通 過(guò)使相鄰的兩個(gè)板狀集電體(圖10的正極板85和負(fù)極板86、圖12的正極集電體99和負(fù) 極集電體100)經(jīng)導(dǎo)電部件89 (參照?qǐng)D10)或者傳熱板96 (參照?qǐng)D11)通過(guò)較廣的面接觸 而連接，從而將多個(gè)單位電池串聯(lián)連接，由此可將電池組件的等效內(nèi)阻抑制得更小。如上所述，由于通過(guò)如各結(jié)構(gòu)例那樣構(gòu)成電池組件且具備冷卻結(jié)構(gòu)，從而可抑制 因電池反應(yīng)而產(chǎn)生的發(fā)熱，因而可抑制電池的劣化實(shí)現(xiàn)電池的長(zhǎng)壽命化。另外，可將電池組 件的等效內(nèi)阻抑制得更小。因此，可實(shí)現(xiàn)鎳氫電池8的長(zhǎng)壽命化，將等效內(nèi)阻抑制得更小。6.總結(jié)綜上所述，本發(fā)明第一實(shí)施方式的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)在變電站9中具有 將鎳氫電池8直接連接于饋電線5和配線15的結(jié)構(gòu)。由于通過(guò)該結(jié)構(gòu)可以不需要像升降 壓斷路器那樣的非常昂貴的充放電控制裝置，因而可使裝置整體的構(gòu)成簡(jiǎn)單化且可降低制 造成本。另外，既無(wú)充放電控制裝置中的動(dòng)作延遲，快速充放電特性也優(yōu)良，可使饋電線電 壓穩(wěn)定化。另外，若省略用作充放電控制裝置的升降壓斷路器，則不用擔(dān)心產(chǎn)生對(duì)信號(hào)裝置 造成妨礙的高頻噪聲。由于本發(fā)明第一實(shí)施方式的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)不需要充放電控制裝置， 因而不需要其設(shè)置空間。另外，由于通常鎳氫電池的體積能量密度高，因而即使是使用了多 個(gè)單位電池的高容量的鎳氫電池8，也不需要龐大的設(shè)置面積。另外，通過(guò)向上述的各結(jié)構(gòu) 例那樣使用層疊有單位電池的電池組件構(gòu)成鎳氫電池8，由此可實(shí)現(xiàn)更加小型化，減小設(shè)置 面積。例如，在上述的驗(yàn)證試驗(yàn)所使用的750V、800Ah的鎳氫電池8其體積為18m3。另外，由于鎳氫電池8的內(nèi)阻小，因而在電池內(nèi)部產(chǎn)生的發(fā)熱量少，可降低熱損 失，另外，還可減少電池自身的散熱裝置。在鐵路的電氣化車(chē)輛中，由于瞬間的大電流的輸入·切斷、架線和受電弓的分離、第三鋼軌和集電靴的分離而產(chǎn)生劇烈的電流、電壓的變化。由于鎳氫電池具有電容器效應(yīng)， 因而不論是瞬間受到劇烈的電壓上升變化，或者是相反在瞬間釋放大電流，與其它電池相 比較，作為電池整體在能夠使電壓的變化變得平穩(wěn)的這一點(diǎn)上有利。作為后述的提高電池 耐久性之一例，通過(guò)將鎳氫電池8的單位電池做成如圖15所示的單位電池的結(jié)構(gòu)，由此可 進(jìn)一步提高鎳氫電池8所具有的電容器效應(yīng)。第二實(shí)施方式1.電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、動(dòng)作圖16是本發(fā)明第二實(shí)施方式中的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖。在 第一實(shí)施方式中，將鎳氫電池8設(shè)置于電氣化鐵路用變電站9。與此相對(duì)，在本發(fā)明第二實(shí) 施方式的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)中，在電氣化鐵路用變電站和變電站的中間點(diǎn)那樣的 變電站9以外的場(chǎng)所，設(shè)置有含有鎳氫電池8的電力貯存供給裝置10a、10b。另外，構(gòu)成在本發(fā)明第二實(shí)施方式的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)中所使用的鎳氫 電池8的電池組件，優(yōu)選與構(gòu)成在上述的第一實(shí)施方式中所使用的鎳氫電池8的電池組件 相同。在如圖16所示的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)中，電力貯存供給裝置10a、10b的鎳 氫電池8具有與饋電線5直接連接的結(jié)構(gòu)。在此，所謂鎳氫電池5與饋電線5直接連接是 指，與第一實(shí)施方式同樣，不經(jīng)過(guò)充放電控制裝置而將鎳氫電池8與饋電線5直接連接。鎳 氫電池8的正極側(cè)外部端子與饋電線5連接，負(fù)極側(cè)外部端子與回流線(鋼軌)7連接。艮口， 鎳氫電池8的一對(duì)外部端子與饋電線5和回流線7連接。如在第一實(shí)施方式中所述的那樣， 鎳氫電池由于相對(duì)于SOC的電壓變動(dòng)小因而不需要充放電控制裝置，進(jìn)而可與饋電線5和 回流線7直接連接。電力貯存供給裝置10a、IOb設(shè)置于與電氣化鐵路用變電站(電氣化車(chē)輛用的變電 站)9a、9b的區(qū)域內(nèi)不同的場(chǎng)所，電力貯存供給裝置10a、10b的鎳氫電池8與有別于變電站 9a、9b和饋電線5的連接部分的饋電線5的部分直接連接。具體而言，關(guān)于電力貯存供給裝 置10b，在電氣化鐵路用變電站9a和電氣化鐵路用變電站9b的中間地點(diǎn)的饋電線5，直接 連接有鎳氫電池8。另外，關(guān)于電力貯存供給裝置10a，鎳氫電池8與從靠饋電線5的端部 5e最近的電氣化鐵路用變電站9a接近饋電線5的端部5e的地點(diǎn)的饋電線5、或者饋電線 5的端部5e直接連接。在如上所述構(gòu)成的本實(shí)施方式的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)中，由電氣化車(chē)輛 lla、llb、llc產(chǎn)生的再生電力被蓄積于設(shè)置在電力貯存供給裝置10a、10b內(nèi)的鎳氫電池8。 蓄積于鎳氫電池8的電力根據(jù)饋電線5的電壓狀態(tài)適當(dāng)?shù)毓┙o到電氣化車(chē)輛1 la、1 Ib、1 Ic。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，當(dāng)饋電線5的電壓將要低于電力貯存供給裝置10a、10b內(nèi)的鎳 氫電池8的電壓時(shí)，從鎳氫電池8向饋電線5放電，以抑制饋電線電壓的下降。由此，可防 止因饋電線的電壓下降而對(duì)各個(gè)電氣化車(chē)輛的行駛產(chǎn)生妨礙，充分發(fā)揮電氣化車(chē)輛的行駛 性能，其結(jié)果是，不會(huì)對(duì)電氣化車(chē)輛的整體的行駛造成影響。另外，在產(chǎn)生再生電力時(shí)，當(dāng)饋 電線電壓將要高于電力貯存供給裝置10a、10b內(nèi)的鎳氫電池8的電壓時(shí)，則對(duì)鎳氫電池8 充電以抑制饋電線電壓的上升。由此，可防止再生失效，且可防止電氣化車(chē)輛的行駛能量被 無(wú)謂消耗。在此，由于饋電線5其自身具有電阻，因而距變電站越遠(yuǎn)電壓下降越大。S卩，當(dāng)在
22遠(yuǎn)離變電站的地點(diǎn)行駛的電氣化車(chē)輛因加速而消耗大量的電力時(shí)，將會(huì)使電壓下降進(jìn)一步 變大，有可能對(duì)電氣化車(chē)輛的行駛造成妨礙。而相反，在電氣化車(chē)輛減速時(shí)，因產(chǎn)生的再生 電力而使饋電線電壓上升。此時(shí)，通過(guò)饋電線5的電阻，產(chǎn)生再生電力的電氣化車(chē)輛附近的 饋電線的電壓上升與比該電氣化車(chē)輛附近靠近變電站的地點(diǎn)的饋電線的電壓上升相比，有 變大的趨勢(shì)，有可能產(chǎn)生再生失效等。上述的問(wèn)題由饋電線5的電阻和從變電站至電氣化車(chē)輛的長(zhǎng)距離而引起。因此， 在本發(fā)明的第二實(shí)施方式中，特別將電力貯存供給裝置10a、10b設(shè)置于變電站9a和變電站 9b之間、線路的終端或者始端附近。由此，可相對(duì)縮短從電力貯存供給裝置10a、10b至電氣 化車(chē)輛的距離，進(jìn)而可降低由饋電線5的電阻引起的從鎳氫電池8放電時(shí)的饋電線電壓的 電壓下降和對(duì)鎳氫電池8充電時(shí)的饋電線電壓的電壓上升的變動(dòng)。另外，電力貯存供給裝置10a、10b只要根據(jù)需要設(shè)置于變電站間即可，也可以不 設(shè)置于所有的變電站間。例如，若變電站間的距離短則可以在該變電站間不設(shè)置。另外，只 要根據(jù)需要設(shè)置于饋電線的端部即可，若饋電線的端部和變電站的距離短則可以不設(shè)置。另外，只要有電力貯存供給裝置10a、10b，即使在相鄰的變電站發(fā)生故障不能送電 的情況下，也可通過(guò)來(lái)自電力貯存供給裝置10a、10b的電力供給使電氣化車(chē)輛行駛到最近 的車(chē)站。另外，若是短時(shí)間則只要將電力貯存供給裝置10a、10b用作變電站的代用，則可停 止變電站的功能進(jìn)行變電站的保養(yǎng)修整。另外，在鋪設(shè)新的鐵路的情況下，通過(guò)將電力貯存供給裝置10a、10b設(shè)置于變電 站間，可延長(zhǎng)變電站間的間隔減少變電站的數(shù)量。與由鎳氫電池8構(gòu)成的電力貯存供給裝 置10a、10b相比，變電站的建設(shè)費(fèi)用極大。另外，還可以廢棄現(xiàn)存的鐵路變電站而設(shè)置電力 貯存供給裝置10a、10b，有效利用余留的土地。這樣將電力貯存供給裝置10a、10b作為變電 站的替代物，是由以下的驗(yàn)證試驗(yàn)所示的內(nèi)容。2.驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行本發(fā)明第二實(shí)施方式的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)的驗(yàn)證試驗(yàn)。圖17(a) (d)是表示其驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果的圖。該驗(yàn)證試驗(yàn)在日本的某復(fù)線區(qū)間的電氣化鐵路用變電站，例如以與整流裝置4并 聯(lián)連接的方式將鎳氫電池8連接于饋電線5和回流線7之間，通過(guò)停止該變電站的功能，做 成具有鎳氫電池8的電力貯存供給裝置10a、10b的實(shí)驗(yàn)裝置，由此，對(duì)設(shè)置于通常的變電站 間隔的2倍間隔之間的電力貯存供給裝置10a、10b的能力進(jìn)行了確認(rèn)。在該驗(yàn)證試驗(yàn)中，饋電線的電源規(guī)格為750V，鎳氫電池8的規(guī)格為712. 5V、800Ah。 另外，停止?fàn)顟B(tài)的整流裝置4和鎳氫電池8連接在與上行車(chē)輛用和下行車(chē)輛用的電車(chē)線連 接的饋電線上。此處所使用的鎳氫電池8例如如圖2所示，為將4個(gè)單元8A 8D并聯(lián)連 接而構(gòu)成。各單元8A 8D為串聯(lián)連接19個(gè)37.5V、200Ah的電池組件而構(gòu)成。另外，各電 池組件為串聯(lián)連接30個(gè)單位電池而構(gòu)成。圖17(a)表示驗(yàn)證試驗(yàn)當(dāng)日上午5時(shí)至6時(shí)的鎳氫電池8的I-V(電流-電壓) 特性。圖17(b)表示當(dāng)日上午6時(shí)至7時(shí)的鎳氫電池8的I-V特性。圖17(c)表示當(dāng)日上 午7時(shí)至8時(shí)的鎳氫電池8的I-V特性。圖17(d)表示當(dāng)日上午8時(shí)至9時(shí)的鎳氫電池8 的I-V特性。在此，在電流為負(fù)值時(shí)表示充電，為正值時(shí)表示放電。圖17 (a) (d)中的I_V特性用直線e h表示，直線e h大約為V
23=-0. 051+752。根據(jù)驗(yàn)證試驗(yàn)得知，在直線e h中，內(nèi)阻為0. 05 Ω左右。另外，最高電壓為815V， 最低電壓為637V，由于驗(yàn)證了即使在早晨的繁忙時(shí)間帶也容納于750V的饋電線電壓所允 許的900 600V的范圍內(nèi)，其結(jié)果是利用由鎳氫電池形成的供電設(shè)備能夠作為變電設(shè)備的 替代物這一試驗(yàn)結(jié)果。3.總結(jié)本發(fā)明第二實(shí)施方式中的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)與第一實(shí)施方式同樣，將鎳 氫電池8與饋電線5直接連接。因此，由于可以不需要像升降壓斷路器那樣非常昂貴的充 放電控制裝置，因而作為裝置整體可使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，進(jìn)而可降低制造成本。另外，既無(wú)充放電 控制裝置中的動(dòng)作延遲，快速充放電特性也優(yōu)良，能夠?qū)崿F(xiàn)饋電線電壓的穩(wěn)定化。另外，若 省略用作充放電控制裝置的升降壓斷路器，則不用擔(dān)心產(chǎn)生對(duì)信號(hào)裝置造成妨礙的高頻噪 聲。特別是，在遠(yuǎn)離變電站的地點(diǎn)的饋電線、例如變電站和變電站的中間的饋電線5、 或與線路終端或者始端對(duì)應(yīng)的饋電線的端部5e直接連接有鎳氫電池8而構(gòu)成電力貯存供 給裝置10a、10b。由此，可在遠(yuǎn)離變電站的地點(diǎn)抑制因饋電線自身的電阻或電氣化車(chē)輛加速 而產(chǎn)生的電線的大幅度的電壓下降，能夠不對(duì)電氣化車(chē)輛的行駛帶來(lái)妨礙地充分發(fā)揮電氣 化車(chē)輛的行駛性能。與此同時(shí)，能夠抑制電氣化車(chē)輛減速時(shí)產(chǎn)生的再生電力造成的饋電線 5的大幅度的電壓上升，抑制因再生失效等引起的電氣化車(chē)輛的行駛能量的無(wú)謂消耗。另外，本發(fā)明第一實(shí)施方式中，在電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)中，將鎳氫電池設(shè)置 于電氣化鐵路用的變電站。另外，本發(fā)明第二實(shí)施方式中，在電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng) 中，將鎳氫電池設(shè)置于電氣化鐵路用的變電站以外的場(chǎng)所。鎳氫電池的設(shè)置場(chǎng)所不限于此。 也可以將一個(gè)鎳氫電池設(shè)置于電氣化鐵路用的變電站，同時(shí)，將另一個(gè)鎳氫電池設(shè)置于電 氣化鐵路用的變電站以外的場(chǎng)所。產(chǎn)業(yè)上應(yīng)用的可行性具備本發(fā)明的鎳氫電池的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)可適用作具備設(shè)置于電氣 化鐵路用變電站的鎳氫電池的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)。另外，本發(fā)明的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)可適用作設(shè)置于遠(yuǎn)離電氣化鐵路用變 電站的地點(diǎn)的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)等。
2權(quán)利要求
一種電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)，具備與電氣化車(chē)輛用的變電站連接的且從所述變電站被供給直流電力的饋電線，該電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)的特征在于作為直流電力貯存供給設(shè)備具有鎳氫電池，所述鎳氫電池與所述饋電線直接連接。
2.一種電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)，具有從交流電線路接受電力的變壓器；與所述 變壓器連接的整流裝置；和與所述整流裝置連接的饋電線，該電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng) 的特征在于作為直流電力設(shè)備具有鎳氫電池，所述鎳氫電池與所述饋電線直接連接。
3.如權(quán)利要求2所述的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)，其特征在于所述鎳氫電池由一個(gè)以上電池組件構(gòu)成，所述電池組件為，在相對(duì)設(shè)置的一對(duì)板狀集電體之間，具有被隔板分隔的正極單元和負(fù)極單元的多個(gè)單 位電池按照彼此相鄰的一方的所述單位電池的正極單元和另一方的所述單位電池的負(fù)極 單元相對(duì)的方式層疊而成，并且，在彼此相鄰的一方的所述單位電池和另一方的所述單位 電池之間設(shè)置有兼具所述一方的單位電池的正極單元和所述另一方的單位電池的負(fù)極單 元的分隔壁的板狀共用集電體，所述共用集電體具有由氣體或者液體構(gòu)成的傳熱介質(zhì)的流 通通路。
4.如權(quán)利要求3所述的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)，其特征在于所述共用集電體由多孔質(zhì)的金屬板形成。
5.如權(quán)利要求3所述的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)，其特征在于所述共用集電體由設(shè)置有成為所述傳熱介質(zhì)的流通通路的多個(gè)流通孔的金屬板形成。
6.如權(quán)利要求2所述的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)，其特征在于所述鎳氫電池由一個(gè)以上的電池組件構(gòu)成，所述電池組件為，由多個(gè)單位電池，按照彼此相鄰的一方的所述單位電池的正極集電體和另一方的所述 單位電池的負(fù)極集電體相對(duì)的方式層疊而成，并且在彼此相鄰的所述單位電池之間設(shè)置有 由氣體或者液體構(gòu)成的傳熱介質(zhì)的流通通路，其中所述多個(gè)單位電池分別具有相對(duì)設(shè)置 的板狀的正極集電體和負(fù)極集電體；配置于所述正極集電體和所述負(fù)極集電體之間的隔 板；連接于所述正極集電體的正極單元；和連接于所述負(fù)極集電體的負(fù)極單元。
7.如權(quán)利要求2所述的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)，其特征在于所述鎳氫電池由一個(gè)以上電池組件構(gòu)成，所述電池組件為，由多個(gè)單位電池按照彼此相鄰的一方的所述單位電池的正極集電體和另一方的所述 單位電池的負(fù)極集電體相對(duì)的方式層疊而成，并且在彼此相鄰的所述單位電池之間設(shè)置有 由氣體或者液體形成的傳熱介質(zhì)的流通通路，其中，所述多個(gè)單位電池分別具有如下所述 結(jié)構(gòu)在相對(duì)設(shè)置的板狀的正極集電體和負(fù)極集電體之間充填有電解質(zhì)溶液，并且按照含 有正極活性物質(zhì)的正極片和含有負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極片交替地組裝的方式，從所述正極集 電體向所述負(fù)極集電體配置多個(gè)所述正極片，并且從所述負(fù)極集電體向所述正極集電體配 置多個(gè)所述負(fù)極片，且在所述各正極片和各負(fù)極片之間存在隔板。
8.如權(quán)利要求6或者7所述的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)，其特征在于將在所述傳熱介質(zhì)的流通通路具有流通孔的導(dǎo)電性傳熱板，以與所述一方的單位電池 的正極集電體和所述另一方的單位電池的負(fù)極集電體相接的方式，插入在彼此相鄰的一方 的所述單位電池和另一方的所述單位電池之間。
9.如權(quán)利要求8所述的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)，其特征在于所述傳熱板由鋁板構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求6或7所述的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)，其特征在于在彼此相鄰的一方的所述單位電池和另一方的所述單位電池之間，以分別與所述一方 的單位電池的正極集電體和所述另一方的單位電池的負(fù)極集電體相接，且各自之間設(shè)置有 所述傳熱介質(zhì)的流通通路的方式插入多個(gè)導(dǎo)電部件。
11.一種電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)，其特征在于包括與電氣化車(chē)輛用的變電站連接的并且從所述變電站供給直流電力的饋電線；和 具備鎳氫電池的電力貯存供給裝置，所述鎳氫電池與所述饋電線直接連接，且所述電力貯 存供給裝置設(shè)置于與所述變電站的區(qū)域內(nèi)不同的場(chǎng)所。
12.如權(quán)利要求11所述的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)，其特征在于所述鎳氫電池由一個(gè)以上的電池組件構(gòu)成，所述電池組件為，在相對(duì)設(shè)置的一對(duì)板狀集電體之間，具有被隔板分隔的正極單元和負(fù)極單元的多個(gè)單 位電池按照彼此相鄰的一方的所述單位電池的正極單元和另一方的所述單位電池的負(fù)極 單元相對(duì)的方式層疊而成，并且，在彼此相鄰的一方的所述單位電池和另一方的所述單位 電池之間設(shè)置有兼作所述一方的單位電池的正極單元和所述另一方的單位電池的負(fù)極單 元的分隔壁的板狀共用集電體，所述共用集電體具有由氣體或者液體構(gòu)成的傳熱介質(zhì)的流 通通路。
13.如權(quán)利要求12所述的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)，其特征在于所述共用集電體由多孔質(zhì)的金屬板形成。
14.如權(quán)利要求12所述的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)，其特征在于所述共用集電體由設(shè)置有成為所述傳熱介質(zhì)的流通通路的多個(gè)流通孔的金屬板形成。
15.如權(quán)利要求11所述的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)，其特征在于所述鎳氫電池由一個(gè)以上的電池組件構(gòu)成，所述電池組件為，多個(gè)單位電池按照彼此相鄰的一方的所述單位電池的正極集電體和另一方的所述單 位電池的負(fù)極集電體相對(duì)的方式層疊而成，并且在彼此相鄰的所述單位電池之間設(shè)置有由 氣體或者液體形成的傳熱介質(zhì)的流通通路，其中，所述多個(gè)單位電池分別具有相對(duì)設(shè)置的 板狀的正極集電體和負(fù)極集電體；配置于所述正極集電體和所述負(fù)極集電體之間的隔板； 與所述正極集電體相接的正極單元；和與所述負(fù)極集電體相接的負(fù)極單元。
16.如權(quán)利要求11所述的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)，其特征在于所述鎳氫電池由一個(gè)以上的電池組件構(gòu)成，所述電池組件為，由多個(gè)單位電池按照彼此相鄰的一方的所述單位電池的正極集電體和另一方的所述 單位電池的負(fù)極集電體相對(duì)的方式層疊而成，并且在彼此相鄰的所述單位電池之間設(shè)置有由氣體或者液體形成的傳熱介質(zhì)的流通通路，其中，所述多個(gè)單位電池分別具有如下所述 結(jié)構(gòu)在相對(duì)設(shè)置的板狀的正極集電體和負(fù)極集電體之間充填有電解質(zhì)溶液，并且按照含 有正極活性物質(zhì)的正極片和含有負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極片交替地組裝的方式，從所述正極集 電體向所述負(fù)極集電體配置多個(gè)所述正極片，并且從所述負(fù)極集電體向所述正極集電體配 置多個(gè)所述負(fù)極片，且在所述各正極片和各負(fù)極片之間存在隔板。
17.如權(quán)利要求15或16所述的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)，其特征在于將在所述傳熱介質(zhì)的流通通路具有流通孔的導(dǎo)電性傳熱板，以與所述一方的單位電池 的正極集電體和所述另一方的單位電池的負(fù)極集電體相接的方式，插入在彼此相鄰的一方 的所述單位電池和另一方的所述單位電池之間。
18.如權(quán)利要求17所述的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)，其特征在于所述傳熱板由鋁板構(gòu)成。
19.如權(quán)利要求15或16所述的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)，其特征在于在彼此相鄰的一方的所述單位電池和另一方的所述單位電池之間，以分別與所述一方 的單位電池的正極集電體和所述另一方的單位電池的負(fù)極集電體相接，且各自之間設(shè)置有 所述傳熱介質(zhì)的流通通路的方式插入有多個(gè)導(dǎo)電部件。
20.一種電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)，具備電氣化鐵路用的變電站和電力貯存供給裝 置，該電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)的特征在于所述變電站具有從交流電線路接受電力的變壓器；與所述變壓器連接的整流裝置；和與所述整流裝置連接的饋電線，并且，作為直流電設(shè)備具有第一鎳氫電池，所述第一鎳氫電池與所述饋電線直接連接，所述電力貯存供給裝置具有第二鎳氫電池，并且，所述第二鎳氫電池與所述饋電線直 接連接，且所述電力貯存供給裝置設(shè)置于與所述變電站的區(qū)域內(nèi)不同的場(chǎng)所。
全文摘要
本發(fā)明提供一種不需要龐大的設(shè)置面積且快速充放電特性?xún)?yōu)良且可廉價(jià)地制作的電氣化鐵路用電力供給系統(tǒng)。在具有從交流電線路(2)接受電力的變壓器(3)、與上述變壓器(3)連接的整流裝置(4)、和與上述整流裝置(4)連接的饋電線(5)的電氣化鐵路用的變電站(9)中，作為直流電設(shè)備具有鎳氫電池(8)，上述鎳氫電池(8)與饋電線(5)直接連接。
文檔編號(hào)H02J1/14GK101965275SQ20098010709
公開(kāi)日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2009年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月29日
發(fā)明者后藤文也, 堤香津雄, 富田千代春, 松村隆廣, 西村和也 申請(qǐng)人:川崎重工業(yè)株式會(huì)社