DE102014210762A1

DE102014210762A1 - Car body module for a rail vehicle

Info

Publication number: DE102014210762A1
Application number: DE102014210762.8A
Authority: DE
Inventors: Harald Fischer
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 2014-06-05
Filing date: 2014-06-05
Publication date: 2015-12-17
Also published as: CN206187009U; RU176444U1; WO2015185446A1

Abstract

Die Erfindung betrifft Wagenkastenmodul (8) für ein Schienenfahrzeug (2) mit zumindest einem Außenwandelement (36), zumindest einem Innenwandelement (38), mehreren Tragstrukturelementen (40) und zumindest einer Akkumulatorzelleneinheit (14) zum Speichern elektrischer Energie zum Antreiben des Schienenfahrzeugs (2). Um eine platzsparende Anordnung der Akkumulatorzelleneinheit (14) zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass die Akkumulatorzelleneinheit (14) im Bereich zumindest eines der Wandelemente (36, 38) angeordnet ist.The invention relates to a vehicle body module (8) for a rail vehicle (2) having at least one inner wall element (38), a plurality of support structure elements (40) and at least one accumulator cell unit (14) for storing electrical energy for driving the rail vehicle (2 ). In order to achieve a space-saving arrangement of the accumulator cell unit (14), it is proposed that the accumulator cell unit (14) is arranged in the region of at least one of the wall elements (36, 38).

Description

Die Erfindung betrifft ein Wagenkastenmodul für ein Schienenfahrzeug mit zumindest einem Außenwandelement, zumindest einem Innenwandelement, mehreren Tragstrukturelementen und zumindest einer Akkumulatorzelleneinheit zum Speichern elektrischer Energie zum Antreiben des Schienenfahrzeugs. The invention relates to a vehicle body module for a rail vehicle with at least one outer wall element, at least one inner wall element, a plurality of support structure elements and at least one accumulator cell unit for storing electrical energy for driving the rail vehicle.

Schienenfahrzeuge mit einem elektrischen Antrieb haben gegenüber Schienenfahrzeugen mit dieselmechanischem oder dieselelektrischem Antrieb mehrere Vorteile. So werden beim Betrieb elektrisch angetriebener Schienenfahrzeuge z.B. keine umweltschädlichen Abgase erzeugt. Elektrisch angetriebene Schienenfahrzeuge müssen zudem keine Tankstopps einlegen und ihre Elektromotoren arbeiten leiser als Dieselmotoren. Rail vehicles with an electric drive have several advantages over rail vehicles with diesel-mechanical or diesel-electric drive. Thus, when operating electrically powered rail vehicles, e.g. no polluting exhaust gases generated. In addition, electrically driven rail vehicles do not need to engage in fuel stops and their electric motors work quieter than diesel engines.

Ein Nachteil elektrisch angetriebener Schienenfahrzeuge ist, dass sie bei Netzausfall ihre Fahrt unterbrechen müssen. Ein weiterer Nachteil ist, dass elektrisch angetriebener Schienenfahrzeuge prinzipiell nur auf elektrifizierten Streckenabschnitten fahren können. Auf einem Streckenabschnitt, der nicht elektrifiziert ist, ist ein Vorspannbetrieb mittels einer Diesellok notwendig, damit ein elektrisch angetriebenes Schienenfahrzeuge einen solchen Streckenabschnitt durchfahren kann. A disadvantage of electrically powered rail vehicles is that they have to interrupt their journey in case of power failure. Another disadvantage is that electrically driven rail vehicles can in principle only drive on electrified sections. On a section of track that is not electrified, a biasing operation by means of a diesel locomotive is necessary so that an electrically powered rail vehicle can pass through such a section.

Ein Ansatz zur Überwindung dieser Nachteile sieht vor, elektrisch angetriebene Schienenfahrzeuge mit integrierten Energieträgern in Form von Akkumulatorzelleneinheiten auszustatten, welche elektrische Energie speichern und bei Bedarf einem oder mehreren Antriebssystemen zur Verfügung stellen können. Dadurch wird eine Weiterfahrt bei Netzausfall bzw. auf einem nicht elektrifizierten Streckenabschnitt ermöglicht. One approach to overcoming these disadvantages is to equip electrically powered rail vehicles with integrated energy sources in the form of accumulator cell units, which store electrical energy and, if necessary, can provide one or more drive systems. This makes it possible to continue driving in the event of a power failure or on a non-electrified line section.

Dieser Ansatz hat jedoch den Nachteil, dass solche integrierten Akkumulatorzelleneinheiten zusätzlichen Platz in einem Schienenfahrzeug benötigen. Da typischerweise eine Vielzahl solcher Akkumulatorzelleneinheiten benötigt werden, um genügend elektrische Energie für eine Weiterfahrt des Schienenfahrzeugs bereitzustellen, nehmen die Akkumulatorzelleneinheiten im Schienenfahrzeug viel Platz ein. Dies stellt aufgrund eines begrenzten Platzangebots des Schienenfahrzeugs ein großes Problem dar. Insbesondere unter der Randbedingung, eine Sitzplatzkapazität des Schienenfahrzeugs maximal zu halten, ist ein Einbau der Akkumulatorzellen problematisch. However, this approach has the disadvantage that such integrated accumulator cell units require additional space in a rail vehicle. Since a plurality of such accumulator cell units are typically required in order to provide sufficient electrical energy for further travel of the rail vehicle, the accumulator cell units take up a great deal of space in the rail vehicle. This represents a major problem due to limited space availability of the rail vehicle. In particular, under the constraint of keeping a seat capacity of the rail vehicle maximum, installation of the battery cells is problematic.

Eine Aufgabe der Erfindung ist, ein Wagenkastenmodul für ein Schienenfahrzeug anzugeben, bei dem eine Akkumulatorzelleneinheit platzsparend angeordnet ist. An object of the invention is to provide a vehicle body module for a rail vehicle, in which a battery cell unit is arranged to save space.

Diese Aufgabe wird durch ein Wagenkastenmodul der eingangs genannten Art gelöst, bei dem die Akkumulatorzelleneinheit erfindungsgemäß im Bereich zumindest eines der Wandelemente angeordnet ist. This object is achieved by a carbody module of the type mentioned, in which the accumulator cell unit according to the invention is arranged in the region of at least one of the wall elements.

Diese Anordnung ermöglicht beim Schienenfahrzeug eine einfache Zugänglichkeit zur Akkumulatorzelleneinheit und/oder eine einfache Austauschbar der Akkumulatorzelleneinheit, z.B. zu Wartungszwecken. Insbesondere kann die Akkumulatorzelleneinheit mit dem Wagenkastenmodul als zusammenhängende Baugruppe austauschbar sein. This arrangement allows the rail vehicle easy access to the battery cell unit and / or a simple Austauschbar the battery cell unit, e.g. for maintenance purposes. In particular, the accumulator cell unit may be interchangeable with the body module as a contiguous assembly.

Als Wagenkastenmodul kann ein modulares Bauteil für einen Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs bzw. eines Schienenfahrzeugwagens aufgefasst werden. Vorzugsweise hat das Wagenkastenmodul standardisierte Abmessungen. Zudem weist das Wagenkastenmodul in bevorzugter Weise zumindest eine Schnittstelle auf, durch die das Wagenkastenmodul mit einem oder mehreren weiteren Wagenkastenmodulen zu einem Wagenkasten zusammenfügbar ist. As a body module, a modular component for a car body of a rail vehicle or a rail vehicle car can be considered. Preferably, the body module has standardized dimensions. In addition, the vehicle body module preferably has at least one interface, by means of which the vehicle body module with one or more further body modules can be joined together to form a body.

Das Wagenkastenmodul kann z.B. als Seiten-, Dach-, Boden- oder Unterbodenmodul ausgeführt sein. Alternativ kann das Wagenkastenmodul als ein Verbund eines oder mehrerer Seiten-, Dach-, Boden- und/oder Unterbodenbauteile ausgeführt sein. The carbody module may e.g. be designed as a side, roof, floor or underbody module. Alternatively, the carbody module may be implemented as a composite of one or more side, roof, floor and / or underbody components.

Vorzugsweise ist das Außen-/Innenwandelement ein Element einer Außenhaut, insbesondere einer doppelwandigen Außenhaut, des Schienenfahrzeugs. Das Außen-/Innenwandelement kann z.B. ein flächiges bzw. plattenförmiges Element sein. Des Weiteren können das Innenwandelement und das Außenwandelement zumindest abschnittsweise parallel zueinander sein. Preferably, the outer / inner wall element is an element of an outer skin, in particular a double-walled outer skin, of the rail vehicle. The outer / inner wall element may e.g. be a sheet-like or plate-shaped element. Furthermore, the inner wall element and the outer wall element can be parallel to each other at least in sections.

Zweckmäßigerweise sind die Tragstrukturelemente zwischen den Wandelementen angeordnet. Weiter ist es zweckmäßig, wenn die Wandelemente mit den Tragstrukturelementen verbunden sind. Dadurch können die Wandelemente zusammen mit den Tragstrukturelementen eine Versteifung des Wagenkastenmoduls bilden. Conveniently, the support structure elements are arranged between the wall elements. It is also expedient if the wall elements are connected to the support structure elements. As a result, the wall elements can form a stiffening of the car body module together with the support structure elements.

Bei dem Innenwandelement kann es sich u.a. eine Innenverkleidung, insbesondere eine für Fahrgäste sichtbare Innenverkleidung, des Schienenfahrzeugs handeln. The inner wall element may be u.a. an interior trim, in particular a visible for passengers interior trim, the rail vehicle act.

Sinnvollerweise umfasst die Akkumulatorzelleneinheit zumindest eine Akkumulatorzelle. In bevorzugter Weise umfasst die Akkumulatorzelleneinheit mehrere Akkumulatorzellen, insbesondere mehrere elektrisch miteinander verbundene Akkumulatorzellen. Zudem kann die Akkumulatorzelleneinheit einen modularen Akkumulatorzellenaufbau aufweisen. Vorteilhafterweise sind die mehreren Akkumulatorzellen in einer Reihenschaltung miteinander verbunden. It makes sense for the accumulator cell unit to comprise at least one accumulator cell. The accumulator cell unit preferably comprises a plurality of accumulator cells, in particular a plurality of accumulator cells electrically connected to one another. In addition, the accumulator cell unit have a modular accumulator cell structure. Advantageously, the plurality of battery cells are connected in series with one another.

Außerdem kann die Akkumulatorzelleneinheit ein Gehäuse umfassen, welches ihre Akkumulatorzelle/-zellen umgibt. Darüber hinaus weist die Akkumulatorzelleneinheit zweckmäßigerweise zumindest einen Verbindungsanschluss auf. Der Verbindungsanschluss kann u.a. zum Verbinden der Akkumulatorzelleneinheit mit einer weiteren Akkumulatorzelleneinheit, einer Bordelektronik, einem Antrieb und/oder einem Bremsenergierückgewinnungssystem des Schienenfahrzeugs vorgesehen sein. In addition, the accumulator cell unit may include a housing surrounding its accumulator cell (s). In addition, the accumulator cell unit expediently has at least one connection connection. The connection port can i.a. be provided for connecting the battery cell unit with a further accumulator cell unit, an on-board electronics, a drive and / or a brake energy recovery system of the rail vehicle.

Vorteilhafterweise beträgt die Kapazität der Akkumulatorzelleneinheit zumindest 10 kWh. Dadurch kann die Akkumulatorzelleneinheit genügend elektrische Energie bereitstellen, um als Energiequelle zum Antreiben des Schienenfahrzeugs eingesetzt zu werden. Grundsätzlich ist die Akkumulatorzelleneinheit nicht darauf eingeschränkt, elektrische Energie ausschließlich zum Antreiben des Schienenfahrzeugs bereitzustellen. Die Akkumulatorzelleneinheit kann auch als Notstromversorgung im Standbetrieb des Schienenfahrzeugs eingesetzt werden. Weiterhin kann die Akkumulatorzelleneinheit u.a. als Energiequelle für Beleuchtungssysteme, Unterhaltungselektronik und/oder Fahrgastinformationssysteme zum Einsatz kommen, und zwar im Standbetrieb und/oder während einer Fahrt des Schienenfahrzeugs. Advantageously, the capacity of the battery cell unit is at least 10 kWh. Thereby, the battery cell unit can provide enough electric power to be used as an energy source for driving the rail vehicle. Basically, the battery cell unit is not limited to providing electrical power solely for driving the rail vehicle. The accumulator cell unit can also be used as an emergency power supply in the stationary mode of the rail vehicle. Furthermore, the battery cell unit may be u.a. be used as an energy source for lighting systems, consumer electronics and / or passenger information systems, in stationary mode and / or during a journey of the rail vehicle.

Die Akkumulatorzelleneinheit kann u.a. zwischen dem Außenwandelement und dem Innenwandelement angeordnet sein. Auf diese Weise kann die Akkumulatorzelleneinheit derart platziert werden, dass sie keinen Platz in einem Fahrgastraum beansprucht. Bei dieser Anordnung ist die Akkumulatorzelleneinheit zweckmäßigerweise mit dem Außenwandelement, dem Innenwandelement und/oder zumindest einem der Tragstrukturelemente verbunden. The accumulator cell unit may i.a. be arranged between the outer wall member and the inner wall member. In this way, the battery cell unit can be placed such that it occupies no space in a passenger compartment. In this arrangement, the accumulator cell unit is expediently connected to the outer wall element, the inner wall element and / or at least one of the support structure elements.

Alternativ kann die Akkumulatorzelleneinheit außerhalb eines durch das Außenwandelement und das Innenwandelement begrenzten Raums bzw. Hohlraums angeordnet sein. Bei solch einer Anordnung ist die Akkumulatorzelleneinheit zweckmäßigerweise mit dem Außenwandelement oder dem Innenwandelement verbunden. Das heißt, die Akkumulatorzelleneinheit kann als Anbauteil an das Außen-/Innenwandelement angebaut sein. Dabei kann die Akkumulatorzelleneinheit an einer Außen-/Innenseite des Wagenkastenmoduls angeordnet sein, insbesondere sichtbar angeordnet. Außerdem kann die Akkumulatorzelleneinheit bzw. ihre Akkumulatorzelle/-zellen als Designelement/-elemente verwendet werden. Alternatively, the battery cell unit may be disposed outside of a space bounded by the outer wall member and the inner wall member. In such an arrangement, the battery cell unit is suitably connected to the outer wall member or the inner wall member. That is, the battery cell unit may be attached to the outer / inner wall member as an attachment. In this case, the accumulator cell unit may be arranged on an outer / inner side of the vehicle body module, in particular arranged visibly. In addition, the battery cell unit or its battery cell / cells can be used as design element / elements.

Ferner kann das Wagenkastenmodul einen Unterbodenbereich aufweisen. Weiterhin kann die Akkumulatorzelleneinheit z.B. im Unterbodenbereich angeordnet sein. Insbesondere kann die Akkumulatorzelleneinheit unterhalb des Außenwandelements, d.h. außerhalb des vom Außen- und Innenwandelement begrenzten Raums, im Unterbodenbereich angeordnet sein. Furthermore, the carbody module may have an underbody area. Furthermore, the battery cell unit may be e.g. be arranged in the underbody area. In particular, the battery cell unit may be located below the outer wall element, i. outside of the space bounded by the outer and inner wall element, be arranged in the underbody area.

Die Akkumulatorzelleneinheit kann mehrere Akkumulatorzellen umfassen, die entlang zumindest eines der Tragstrukturelemente angeordnet sind. The accumulator cell unit may comprise a plurality of accumulator cells, which are arranged along at least one of the support structure elements.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Akkumulatorzelleneinheit zumindest eine Akkumulatorzelle auf, die als ein Tragstrukturelement ausgebildet ist. Sinnvollerweise ist dieses Tragstrukturelement bzw. die Akkumulatorzelle mit zumindest einem der Wandelemente verbunden. Auf diese Weise kann zumindest eine der Akkumulatorzellen der Akkumulatorzelleneinheit zusammen mit zumindest einem der Wandelemente einen das Wagenkastenmodul versteifenden Verbund bilden. In an advantageous embodiment, the accumulator cell unit has at least one accumulator cell, which is designed as a supporting structure element. It makes sense that this supporting structure element or the accumulator cell is connected to at least one of the wall elements. In this way, at least one of the accumulator cells of the accumulator cell unit together with at least one of the wall elements can form a composite stiffening the vehicle body module.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Akkumulatorzelleneinheit mehrere Akkumulatorzellen auf, die zu einem versteifenden Paket verbunden sind. Zweckmäßigerweise ist das versteifende Paket zwischen dem Außenwandelement und dem Innenwandelement angeordnet. Zudem ist es zweckmäßig, wenn das versteifende Paket mit dem Außenwandelement und/oder dem Innenwandelement verbunden ist. Außerdem kann die Akkumulatorzelleneinheit auch als Ganzes als ein Tragstrukturelement bzw. versteifendes Paket ausgebildet sein. In a further advantageous embodiment, the accumulator cell unit has a plurality of accumulator cells, which are connected to form a stiffening packet. The stiffening packet is expediently arranged between the outer wall element and the inner wall element. In addition, it is expedient if the stiffening package is connected to the outer wall element and / or the inner wall element. In addition, the accumulator cell unit can also be formed as a whole as a support structure element or stiffening package.

Die Akkumulatorzelleneinheit kann außerdem mehrere Akkumulatorzellen aufweisen, die streifenförmig in einem oder mehreren Streifen, insbesondere in Wagenlängsrichtung des Schienenfahrzeugs, angeordnet sind. Sinnvollerweise ist die Wagenlängsrichtung dabei durch eine Form des Wagenkastenmoduls vorgegeben. Die Form des Wagenkastenmoduls wiederum bestimmt sinnvollerweise eine Form eines Wagenkastens des Schienenfahrzeugs. The accumulator cell unit can also have a plurality of accumulator cells, which are arranged in strips in one or more strips, in particular in the vehicle longitudinal direction of the rail vehicle. It makes sense that the car longitudinal direction is predetermined by a shape of the car body module. The shape of the car body module, in turn, usefully determines a shape of a car body of the rail vehicle.

Das Wagenkastenmodul kann einen Fensterbereich aufweisen. Unter einem Fensterbereich kann vorliegend ein Bereich verstanden werden, in den ein oder mehrere Fenster einsetzbar sind. Sinnvollerweise umfasst ein Fensterbereich zumindest eine Ausnehmung für ein Fenster. The carbody module may have a window area. In the present case, a region of a window can be understood as an area in which one or more windows can be inserted. It makes sense for a window area to comprise at least one recess for a window.

Grundsätzlich kann die Akkumulatorzelleneinheit oberhalb bzw. abschnittsweise oberhalb des Fensterbereichs angeordnet sein. In bevorzugter Weise ist die Akkumulatorzelleneinheit zumindest abschnittsweise unterhalb des Fensterbereichs angeordnet. Hierdurch kann erreicht werden, dass ein Schwerpunkt des Wagenkastenmoduls tiefer liegt als bei einem Wagenkastenmodul, das keine solche Akkumulatorzelleneinheit aufweist. In principle, the accumulator cell unit can be arranged above or in sections above the window area. Preferably, the accumulator cell unit is at least partially disposed below the window area. This can be achieved by a Center of gravity of the car body module is lower than in a car body module, which has no such Akkumulatorzelleneinheit.

Weiterhin kann das Wagenkastenmodul einen unteren und einen oberen Fensterbereich aufweisen, z.B. falls das Wagenkastenmodul für einen Doppelstockwagen vorgesehen ist. In solch einem Fall, ist es vorteilhaft, wenn die Akkumulatorzelleneinheit zumindest teilweise unterhalb des oberen Fensterbereichs angeordnet ist. Furthermore, the carbody module may have a lower and an upper window area, e.g. if the carbody module is provided for a double-decker car. In such a case, it is advantageous if the battery cell unit is arranged at least partially below the upper window area.

Ferner kann das Wagenkastenmodul zumindest einen Modulbereich mit einer Krümmung aufweisen. Unter dem Modulbereich kann ein Abschnitt bzw. Teilbereich des Wagenkastenmoduls verstanden werden. Bei einem Dachmodul kann es sich bei einem solchen Modulbereich z.B. um eine Voute handeln. Der Modulbereich kann sich aber auch auf das gesamte Wagenkastenmodul beziehen. Furthermore, the carbody module can have at least one module region with a curvature. The module area can be understood as a section or partial area of the vehicle body module. In the case of a roof module, such a module area may be e.g. to trade a voute. The module range can also refer to the entire body module.

Die Akkumulatorzelleneinheit kann in dem Modulbereich mit der Krümmung angeordnet sein. Vorzugsweise ist die Akkumulatorzelleneinheit zumindest abschnittsweise an die Krümmung angepasst. Insbesondere kann eine Form der Akkumulatorzelleneinheit bzw. eine Anordnung ihrer Akkumulatorzellen an die Krümmung angepasst sein. Die Akkumulatorzellen können z.B. zumindest abschnittsweise entlang eines Kreissegments/Bogens angeordnet sein, der einen gleichen Krümmungsradius wie die Krümmung des Modulbereichs aufweist. The accumulator cell unit may be arranged in the module area with the curvature. Preferably, the accumulator cell unit is at least partially adapted to the curvature. In particular, a shape of the accumulator cell unit or an arrangement of its accumulator cells can be adapted to the curvature. The battery cells may be e.g. at least in sections along a circular segment / arc be arranged, which has a same radius of curvature as the curvature of the module area.

Das Außenwandelement, das Innenwandelement und/oder die Akkumulatorzelleneinheit können kohlenstofffaserverstärkt sein. Dadurch kann das jeweilige Element als Last tragendes Element zum Einsatz kommen und dennoch in Leichtbauweise gefertigt sein. The outer wall element, the inner wall element and / or the Akkumulatorzelleneinheit may be carbon fiber reinforced. As a result, the respective element can be used as a load-bearing element and nevertheless be manufactured in lightweight construction.

Vorzugsweise umfasst die Akkumulatorzelleneinheit mehrere Akkumulatorzellen, die mithilfe von Verbindungselementen elektrisch miteinander verbunden sind. Preferably, the battery cell unit comprises a plurality of battery cells, which are electrically connected to each other by means of connecting elements.

Bei einer mechanischen Verformung/Beschädigung einer Akkumulatorzelle, z.B. aufgrund einer thermischen Überbelastung, kann in der Akkumulatorzelle ein innerer Kurzschluss entstehen, der die übrigen Akkumulatorzellen beschädigen kann. Daher ist es vorteilhaft, wenn die Verbindungselemente jeweils eine Sollbruchstelle aufweisen. Dadurch kann bei einer mechanischen Verformung/Beschädigung einer Akkumulatorzelle ein Verbindungselement, durch das eine verformte/beschädigte Akkumulatorzelle mit einer anderen Akkumulatorzelle verbunden ist, an einer solchen Sollbruchstelle brechen. Auf diese Weise kann die verformte/beschädigte Akkumulatorzelle von den übrigen Akkumulatorzellen mechanisch und/oder elektrisch entkoppelt werden. Vorzugsweise sind die übrigen Akkumulatorzellen nach dem Brechen der Sollbruchstelle weiterhin funktionsfähig. In case of mechanical deformation / damage of an accumulator cell, e.g. due to a thermal overload, an internal short circuit can occur in the battery cell, which can damage the remaining battery cells. Therefore, it is advantageous if the connecting elements each have a predetermined breaking point. As a result, in the case of a mechanical deformation / damage of an accumulator cell, a connecting element, by which a deformed / damaged accumulator cell is connected to another accumulator cell, can break at such a predetermined breaking point. In this way, the deformed / damaged accumulator cell can be mechanically and / or electrically decoupled from the remaining accumulator cells. Preferably, the remaining battery cells continue to function after breaking the predetermined breaking point.

Darüber hinaus kann die Akkumulatorzelleneinheit mehrere Schutzschaltungen aufweisen. Zweckmäßigerweise ist jede der Akkumulatorzellen der Akkumulatorzelleneinheit mithilfe der Schutzschaltungen einzeln abschaltbar bzw. von den übrigen Akkumulatorzellen elektrisch trennbar. In addition, the battery cell unit may include a plurality of protection circuits. Expediently, each of the accumulator cells of the accumulator cell unit can be individually switched off by means of the protective circuits or can be electrically separated from the remaining accumulator cells.

In einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Akkumulatorzelleneinheit zumindest eine Akkumulatorzelle auf, die als Lithium-Ionen-Zelle ausgeführt ist. Denn Lithium-Ionen-Zellen zeichnen sich im Vergleich zu anderen Typen von Akkumulatorzellen durch eine hohe Energiedichte, also Energie pro Masseneinheit, aus. Zudem sind Lithium-Ionen-Zellen thermisch stabil und unterliegen keinem bzw. nur einem sehr geringen Memory-Effekt. In an advantageous development, the accumulator cell unit has at least one accumulator cell, which is designed as a lithium-ion cell. Because lithium-ion cells are characterized in comparison to other types of battery cells by a high energy density, ie energy per unit mass. In addition, lithium-ion cells are thermally stable and are subject to no or only a very small memory effect.

Vorzugsweise ist die Lithium-Ionen-Zelle eine Lithium-Polymer-Zelle bzw. weist einen Elektrolyten auf Polymerbasis auf. Denn Lithium-Polymer-Zellen weisen im Vergleich zu anderen Ausführungen von Lithium-Ionen-Zellen, ein hohes Masse-Leistungs-Verhältnis auf und können in unterschiedlichen Formvarianten gefertigt werden, da bei Lithium-Polymer-Zellen auf ein starres Zellengehäuse verzichtet werden kann. Preferably, the lithium ion cell is a lithium polymer cell or has a polymer-based electrolyte. Because lithium polymer cells have in comparison to other versions of lithium-ion cells, a high mass-performance ratio and can be manufactured in different shape variants, since lithium polymer cells can be dispensed with a rigid cell housing.

In besonders bevorzugter Weise umfasst die Lithium-Ionen-Zelle eine schwefelhaltige Kathode. Die Kathode kann neben Schwefel auch weitere chemische Elemente enthalten. Zudem kann der Schwefel in der Kathode in Form einer chemischen Verbindung vorliegen. Sinnvollerweise umfasst die Lithium-Ionen-Zelle ferner eine lithiumhaltige Anode. Die Anode kann neben Lithium auch weitere chemische Elemente enthalten. Darüber hinaus kann das Lithium in der Anode in Form einer chemischen Verbindung vorliegen. Mit einer schwefelhaltigen Kathode und einer lithiumhaltigen Anode ist eine der höchsten Energiedichten aller bisher bekannten Typen von Akkumulatorzellen erreichbar. Most preferably, the lithium-ion cell comprises a sulfur-containing cathode. The cathode can contain sulfur as well as other chemical elements. In addition, the sulfur may be present in the cathode in the form of a chemical compound. It makes sense that the lithium-ion cell further comprises a lithium-containing anode. The anode may contain lithium as well as other chemical elements. In addition, the lithium may be present in the anode in the form of a chemical compound. With a sulfur-containing cathode and a lithium-containing anode one of the highest energy densities of all previously known types of accumulator cells can be achieved.

Die Akkumulatorzelleneinheit ist zweckmäßigerweise mit einer Kontrolleinheit zur Temperaturüberwachung, zur Stromüberwachung und/oder zur Steuerung einer Strom-Lastverteilung ausgestattet. Die Kontrolleinheit kann insbesondere zur individuellen Überwachung der Akkumulatorzellen vorbereitet sein. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass die Akkumulatorzelleneinheit mehrere solcher Kontrolleinheiten aufweist. The accumulator cell unit is expediently equipped with a control unit for temperature monitoring, for current monitoring and / or for controlling a current load distribution. The control unit can be prepared in particular for individual monitoring of the battery cells. In principle, it is also possible that the accumulator cell unit has a plurality of such control units.

Ferner kann das Wagenkastenmodul ein oder mehrere Brandbekämpfungssysteme aufweisen. Ein solches Brandbekämpfungssystem kann z.B. als Abschaltsystem und/oder als Spülgassystem ausgeführt sein. Beim Abschaltsystem kann vorgesehen sein, eine oder mehrere Akkumulatorzellen der Akkumulatorzelleneinheit abzuschalten bzw. elektrisch von den übrigen Akkumulatorzellen zu trennen. Beim Spülgassystem kann vorgesehen sein, eine oder mehrere Akkumulatorzellen der Akkumulatorzelleneinheit bzw. eine Umgebung der Akkumulatorzelle/-zellen mit einem inerten bzw. nicht brennbaren Spülgas, wie z.B. CO₂ oder N₂, zu spülen. Das Brandbekämpfungssystem kann z.B. zum Einsatz kommen, wenn eine Temperatur der Akkumulatorzelle/-zellen eine vorgegebene Höchsttemperatur überschreitet. Auf diese Weise kann eine thermische Überbelastung der Akkumulatorzelle/-zellen verhindert werden. Further, the body module may include one or more fire fighting systems. Such a fire-fighting system can eg as a shutdown system and / or as Purge gas system be executed. In the shutdown system can be provided to turn off one or more battery cells of the battery cell unit or to disconnect electrically from the remaining battery cells. When Spülgassystem can be provided to flush one or more battery cells of the battery cell unit or an environment of the accumulator cell / cells with an inert or non-combustible purge gas, such as CO ₂ or N ₂ . The fire fighting system can be used, for example, when a temperature of the battery cell / cells exceeds a predetermined maximum temperature. In this way, a thermal overload of the battery cell / cells can be prevented.

Weiterhin kann das Wagenkastenmodul mehrere solcher Akkumulatorzelleneinheiten aufweisen. Zweckmäßigerweise sind die mehreren Akkumulatorzelleneinheiten jeweils im Bereich zumindest eines der Wandelemente angeordnet. Des Weiteren ist es zweckmäßig, wenn die Akkumulatorzelleneinheiten elektrisch miteinander verbunden sind. Furthermore, the vehicle body module can have a plurality of such battery cell units. Expediently, the plurality of accumulator cell units are each arranged in the region of at least one of the wall elements. Furthermore, it is expedient if the accumulator cell units are electrically connected to one another.

Bei einem Schienenfahrzeugwagen mit mehreren Wagenkastenmodulen, die jeweils wie zuvor beschrieben ausgestaltet sind, können die Akkumulatorzelleneinheiten der mehreren Wagenkastenmodule über zumindest 30% einer Wagenlänge, vorzugsweise über zumindest 50% der Wagenlänge, angeordnet sein. Als Wagenlänge kann dabei eine Längsausdehnung des Schienenfahrzeugwagens aufgefasst werden. In a rail vehicle with a plurality of body modules, each configured as described above, the battery cell units of the plurality of body modules may be arranged over at least 30% of a carriage length, preferably over at least 50% of the carriage length. As a car length while a longitudinal extent of the rail vehicle car can be construed.

Weiterhin kann bei einem Schienenfahrzeugwagen mit zumindest einem Wagenkastenmodul, das wie zuvor beschrieben ausgestaltet ist, die Akkumulatorzelleneinheit des Wagenkastenmoduls über zumindest 30% einer Wagenlänge, vorzugsweise über zumindest 50% der Wagenlänge, angeordnet sein. In solch einem Fall weist das Wagenkastenmodul sinnvollerweise eine Länge von zumindest 30% bzw. 50% der Wagenlänge auf. Furthermore, in a rail vehicle with at least one car body module configured as described above, the battery cell unit of the car body module may be arranged over at least 30% of a car length, preferably over at least 50% of the car length. In such a case, the carbody module expediently has a length of at least 30% or 50% of the carriage length.

Ein Schienenfahrzeug kann zumindest zwei Schienenfahrzeugwagen mit jeweils zumindest einem Wagenkastenmodul aufweisen, das wie zuvor beschrieben ausgeführt ist. Dabei kann eine Akkumulatorzelleneinheit eines ersten dieser Schienenfahrzeugwagen mit einer Akkumulatorzelleneinheit eines zweiten dieser Schienenfahrzeugwagen elektrisch verbunden sein. Auf diese Weise kann elektrische Energie vom ersten zum zweiten Schienenfahrzeugwagen bzw. vom zweiten zum ersten Schienenfahrzeugwagen übertragen werden. A rail vehicle may have at least two rail vehicle carriages, each with at least one carbody module, which is designed as described above. In this case, an accumulator cell unit of a first of these rail vehicle carriages can be electrically connected to an accumulator cell unit of a second of these rail vehicle carriages. In this way, electrical energy can be transmitted from the first to the second rail vehicle or from the second to the first rail vehicle.

Außerdem kann das Schienenfahrzeug ein Bremsenergierückgewinnungssystem umfassen. Vorteilhafterweise umfasst das Schienenfahrzeug zumindest eine Akkumulatorzelleneinheit, die mit dem Bremsenergierückgewinnungssystem elektrisch verbunden ist. Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Akkumulatorzelleneinheit mittels des Bremsenergierückgewinnungssystems aufladbar ist, insbesondere mithilfe von Bremsenergie aus einem Bremsvorgang des Schienenfahrzeugs. In addition, the rail vehicle may include a brake energy recovery system. Advantageously, the rail vehicle comprises at least one accumulator cell unit, which is electrically connected to the brake energy recovery system. Further, it is advantageous if the battery cell unit by means of the brake energy recovery system is rechargeable, in particular by means of braking energy from a braking operation of the rail vehicle.

Alternativ oder zusätzlich kann zumindest eine der Akkumulatorzelleneinheiten des Schienenfahrzeugs elektrisch mit einem Oberleitungsnetz verbindbar sein. Sinnvollerweise ist diese Akkumulatorzelleneinheit mittels des Oberleitungsnetzes aufladbar. Alternatively or additionally, at least one of the battery cell units of the rail vehicle can be electrically connected to a trolley network. It makes sense to recharge this accumulator cell unit by means of the overhead line network.

Die bisher gegebene Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung enthält zahlreiche Merkmale, die in den einzelnen Unteransprüchen teilweise zu mehreren zusammengefasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale können jedoch zweckmäßigerweise auch einzeln betrachtet und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfasst werden. Insbesondere sind diese Merkmale jeweils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kombinierbar. The previously given description of advantageous embodiments of the invention contains numerous features, which are given in the individual subclaims partially summarized in several. However, these features may conveniently be considered individually and summarized to meaningful further combinations. In particular, these features can be combined individually and in any suitable combination with the device according to the invention.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung, sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Die Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und beschränken die Erfindung nicht auf die darin angegebenen Kombinationen von Merkmalen, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Außerdem können dazu geeignete Merkmale des eines jeden Ausführungsbeispiels auch explizit isoliert betrachtet, aus einem Ausführungsbeispiel entfernt, in ein anderes Ausführungsbeispiel zu dessen Ergänzung eingebracht und mit einem beliebigen der Ansprüche kombiniert werden. The above-described characteristics, features and advantages of the invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the exemplary embodiments, which are explained in more detail in conjunction with the drawings. The embodiments serve to illustrate the invention and do not limit the invention to the combinations of features specified therein, not even with respect to functional features. In addition, suitable features of each embodiment can also be considered explicitly isolated, removed from one embodiment, incorporated into another embodiment to supplement it and combined with any of the claims.

Es zeigen: Show it:

1 ein Schienenfahrzeug, welches zwei Schienenfahrzeugwagen umfasst, die jeweils mehrere Wagenkastenmodule mit mehreren Akkumulatorzelleneinheiten aufweisen; 1 a rail vehicle comprising two rail car carriages each having a plurality of railcar modules with a plurality of battery cell units;

2 einen Schnitt durch eines der Wagenkastenmodule aus 1; 2 a section through one of the car body modules 1 ;

3 eine Akkumulatorzelleneinheit mit einer Kontrolleinheit, einem Verbindungsanschluss sowie mit mehreren Akkumulatorzellen und Verbindungselementen; 3 an accumulator cell unit having a control unit, a connection terminal and a plurality of accumulator cells and connection elements;

4 eine erste Anordnung einer Akkumulatorzelleneinheit, deren Akkumulatorzellen zwischen einem Außen- und einem Innenwandelement angeordnet sind und zu einem versteifenden Paket verbunden sind; 4 a first arrangement of a Akkumulatorzelleneinheit whose Akkumulatorzellen between an outer and an inner wall member are arranged and connected to a stiffening package;

5 eine zweite Anordnung einer Akkumulatorzelleneinheit, deren Akkumulatorzellen zwischen einem Außen- und einem Innenwandelement angeordnet sind und jeweils als Tragstrukturelement ausgebildet sind; 5 a second arrangement of an accumulator cell unit, the accumulator cells are arranged between an outer and an inner wall member and each formed as a support structure element;

6 eine dritte Anordnung einer Akkumulatorzelleneinheit, deren Akkumulatorzellen zwischen einem Außen- und einem Innenwandelement im Bereich einer Krümmung angeordnet sind; 6 a third arrangement of an accumulator cell unit whose accumulator cells are arranged between an outer and an inner wall element in the region of a curvature;

7 eine vierte Anordnung einer Akkumulatorzelleneinheit, deren Akkumulatorzellen zwischen einem Außen- und einem Innenwandelement sowie zwischen zwei schräg zum Außen- und Innenwandelement ausgerichteten Tragstrukturelementen angeordnet sind; und 7 a fourth arrangement of an accumulator cell unit, the accumulator cells are arranged between an outer and an inner wall element and between two inclined to the outer and inner wall element aligned support structure elements; and

8 eine fünfte Anordnung einer Akkumulatorzelleneinheit, deren Akkumulatorzellen an einem Innenwandelement als Designelemente angeordnet sind. 8th a fifth arrangement of an accumulator cell unit, the accumulator cells are arranged on an inner wall element as design elements.

1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Schienenfahrzeugs 2 mit einem ersten Schienenfahrzeugwagen 4 und einem zweiten Schienenfahrzeugwagen 6. Der erste Schienenfahrzeugwagen 4 ist als Triebwagen ausgestaltet. Der zweite Schienenfahrzeugwagen 6 ist als Beiwagen ausgestaltet, welcher an den Triebwagen angekuppelt ist. 1 shows a schematic side view of a rail vehicle 2 with a first rail vehicle car 4 and a second rail vehicle car 6 , The first rail vehicle car 4 is designed as a railcar. The second rail vehicle car 6 is designed as a sidecar, which is coupled to the railcar.

Jeder der beiden Schienenfahrzeugwagen 4, 6 umfasst fünf Wagenkastenmodule 8. Bei beiden Schienenfahrzeugwagen 4, 6 sind zwei der fünf Wagenkastenmodule 8 mit Türen 10 ausgestattet. In 1 ist jeweils nur diejenige Tür 10 zu erkennen, die auf der dem Betrachter zugewandten Seite des Schienenfahrzeugs 2 angeordnet ist. Diese beiden Wagenkastenmodule 8 dienen als Einstiegs- bzw. Ausstiegsabschnitte des jeweiligen Schienenfahrzeugwagens 4, 6. Die Übrigen drei der fünf Wagenkastenmodule 8 sind bei beiden Schienenfahrzeugwagen 4, 6 mit Fenstern 12 ausgestattet. Diese drei Wagenkastenmodule 8 dienen als Sitzplatzabschnitte des jeweiligen Schienenfahrzeugwagens 4, 6. Each of the two rail vehicles 4 . 6 includes five body modules 8th , For both rail vehicles 4 . 6 are two of the five carbody modules 8th with doors 10 fitted. In 1 is only one door 10 to recognize the on the viewer facing side of the rail vehicle 2 is arranged. These two body modules 8th serve as entry and exit sections of the respective rail vehicle car 4 . 6 , The remaining three of the five body modules 8th are in both rail vehicles 4 . 6 with windows 12 fitted. These three carbody modules 8th serve as seating sections of the respective rail car 4 . 6 ,

Die Wagenkastenmodule 8 weisen jeweils mehrere Akkumulatorzelleneinheiten 14 auf, die mehrere Akkumulatorzellen umfassen. Die einzelnen Akkumulatorzellen sind in 1 nicht dargestellt. Eine Darstellung einzelner Akkumulatorzellen einer Akkumulatorzelleneinheit findet sich in 3 bis 8. Weiterhin sind die Akkumulatorzellen der Akkumulatorzelleneinheiten 14 jeweils als Lithium-Ionen-Zelle, insbesondere als Lithium-Polymer-Zelle mit einer lithiumhaltigen Anode und einer schwefelhaltigen Kathode, ausgeführt. Die Akkumulatorzelleneinheiten 14 weisen jeweils eine Kapazität von 50 kWh auf. The carbody modules 8th each have several accumulator cell units 14 on, which comprise a plurality of battery cells. The individual accumulator cells are in 1 not shown. A representation of individual battery cells of a battery cell unit can be found in 3 to 8th , Furthermore, the accumulator cells of the accumulator cell units 14 each as a lithium-ion cell, in particular as a lithium-polymer cell with a lithium-containing anode and a sulfur-containing cathode executed. The accumulator cell units 14 each have a capacity of 50 kWh.

Die Akkumulatorzelleneinheiten 14 sind in Wagenlängsrichtung 16 der Schienenfahrzeugwagen 4, 6 ausgerichtet, wobei grundsätzlich noch andere Ausrichtungen der Akkumulatorzelleneinheiten 14 möglich sind. Beim ersten Schienenfahrzeugwagen 4 sind die Akkumulatorzelleneinheiten 14 über ca. 70% seiner Wagenlänge 18 angeordnet. Beim zweiten Schienenfahrzeugwagen 6 sind die Akkumulatorzelleneinheiten 14 über ca. 90% seiner Wagenlänge 20 angeordnet. The accumulator cell units 14 are in the carriage direction 16 the rail vehicle car 4 . 6 aligned, in principle, still other orientations of the Akkumulatorzelleneinheiten 14 possible are. At the first rail vehicle car 4 are the accumulator cell units 14 about 70% of its car length 18 arranged. At the second rail vehicle car 6 are the accumulator cell units 14 about 90% of its car length 20 arranged.

Des Weiteren sind die Akkumulatorzelleneinheiten 14 elektrisch miteinander verbunden. Insbesondere sind auch die Akkumulatorzelleneinheiten 14 des ersten Schienenfahrzeugwagens 4 mit den Akkumulatorzelleneinheiten 14 des zweiten Schienenfahrzeugwagens 6 elektrisch verbunden. Furthermore, the battery cell units 14 electrically connected to each other. In particular, the accumulator cell units are also 14 of the first rail vehicle car 4 with the accumulator cell units 14 of the second rail car 6 electrically connected.

Der erste Schienenfahrzeugwagen 4 ist mit einer Motoreinheit 22 ausgestattet, die mehrere Elektromotoren umfasst. Die einzelnen Elektromotoren sind in 1 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Weiterhin ist die Motoreinheit 22 elektrisch mit den Akkumulatorzelleneinheiten 14 verbunden. The first rail vehicle car 4 is with a motor unit 22 equipped, which includes several electric motors. The individual electric motors are in 1 for the sake of clarity not shown. Furthermore, the engine unit 22 electrically with the accumulator cell units 14 connected.

Ferner ist der erste Schienenfahrzeugwagen 4 mit einem Bremsenergierückgewinnungssystem 24 ausgestattet, das mit den Akkumulatorzelleneinheiten 14 elektrisch verbunden ist. Furthermore, the first rail vehicle car 4 with a brake energy recovery system 24 equipped with the accumulator cell units 14 electrically connected.

Außerdem weist der erste Schienenfahrzeugwagen 4 einen Stromabnehmer 26 auf, über den die Motoreinheit 22, das Bremsenergierückgewinnungssystem 24 und die Akkumulatorzelleneinheiten 14 des Schienenfahrzeugs 2 mit einer stromführenden Oberleitung 28 elektrisch verbunden sind. In addition, the first rail vehicle car 4 a pantograph 26 on, over which the motor unit 22 , the brake energy recovery system 24 and the battery cell units 14 of the rail vehicle 2 with a live overhead line 28 are electrically connected.

Mittels des Bremsenergierückgewinnungssystems 24 wird bei einem Bremsvorgang des Schienenfahrzeugs 2 Bremsenergie in elektrische Energie umgewandelt. Die auf diese Weise gewonnene elektrische Energie wird dazu genutzt, die Akkumulatorzelleneinheiten 14 teilweise oder vollständig aufzuladen. By means of the brake energy recovery system 24 is at a braking operation of the rail vehicle 2 Braking energy converted into electrical energy. The electrical energy obtained in this way is used to accumulator cell units 14 partially or completely recharge.

Sind die Akkumulatorzelleneinheiten 14 vollständig aufgeladen, wird überschüssige elektrische Energie, die mittels des Bremsenergierückgewinnungssystems 24 gewonnen wird, in die Oberleitung 28 eingespeist. Are the accumulator cell units 14 When fully charged, excess electrical energy is released by means of the brake energy recovery system 24 is won, in the catenary 28 fed.

Die aufgeladenen Akkumulatorzelleneinheiten 14 werden dazu eingesetzt, das Schienenfahrzeug 2 beim Netzausfall oder auf einem nicht elektrifizierten Streckenabschnitt anzutreiben. The charged accumulator cell units 14 are used to the rail vehicle 2 in case of power failure or on a non-electrified section.

Darüber hinaus ist in 1 eine Schnittebene II dargestellt, die quer zur Wagenlängsrichtung 16 durch ein mit Fenstern 12 ausgestattetes Wagenkastenmodul 8 des zweiten Schienenfahrzeugwagens 6 verläuft. In addition, in 1 a sectional plane II shown, transverse to the carriage longitudinal direction 16 through one with windows 12 equipped car body module 8th of the second rail car 6 runs.

2 zeigt einen Schnitt durch ein Wagenkastenmodul 8 des zweiten Schienenfahrzeugwagens 6 aus 1 entlang der Schnittebene II. 2 shows a section through a car body module 8th of the second rail car 6 out 1 along the cutting plane II.

Das Wagenkastenmodul 8 umfasst ein Dachbauteil 30, zwei Seitenbauteile 32 und ein Unterbodenbauteil 34. Die beiden Seitenbauteile 32 sind im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet und sind jeweils mit dem Dachbauteil 30 sowie mit dem Unterbodenbauteil 34 verbunden. The body module 8th includes a roof component 30 , two side components 32 and an underbody component 34 , The two side components 32 are arranged substantially parallel to each other and are each with the roof component 30 as well as with the underbody component 34 connected.

Ferner weisen das Dachbauteil 30, die beiden Seitenbauteile 32 und das Unterbodenbauteil 34 jeweils ein Außenwandelement 36 sowie ein Innenwandelement 38 auf. Das Außenwandelement 36 und das Innenwandelement 38 des jeweiligen Bauteils 30, 32, 34 sind parallel zueinander angeordnet und bilden zusammen einen Abschnitt einer doppelwandigen Außenhaut des Wagenkastenmoduls 8. Furthermore, the roof component 30 , the two side components 32 and the underbody component 34 each an outer wall element 36 and an inner wall element 38 on. The outer wall element 36 and the inner wall element 38 of the respective component 30 . 32 . 34 are arranged parallel to each other and together form a portion of a double-walled outer skin of the car body module 8th ,

Weiterhin sind zwischen dem Außenwandelement 36 und dem Innenwandelement 38 des jeweiligen Bauteils 30, 32, 34 mehrere Tragstrukturelemente 40 angeordnet, die mit dem Außenwandelement 36 und dem Innenwandelement 38 verbunden sind und eine Versteifung des Wagenkastenmoduls 8 bilden. Furthermore, between the outer wall element 36 and the inner wall element 38 of the respective component 30 . 32 . 34 several support structure elements 40 arranged with the outer wall element 36 and the inner wall element 38 are connected and a stiffening of the body module 8th form.

Außerdem umfasst das Wagenkastenmodul 8 ein Bodenbauteil 42, welches mit dem Unterbodenbauteil 34 verbunden ist. Das Bodenbauteil 42 dient als Fahrgastraumfußboden eines vom Bodenbauteil 42, Dachbauteil 30 und den beiden Seitenbauteilen 32 begrenzten Fahrgastraums 44. In addition, the carbody module includes 8th a floor component 42 , which with the Unterbodenbauteil 34 connected is. The floor component 42 serves as a passenger compartment floor one of the floor component 42 , Roof component 30 and the two side components 32 limited passenger space 44 ,

Jedes der beiden Seitenbauteile 32 weist einen Fensterbereich 46 auf, in dem ein Fenster 12 angeordnet ist. Des Weiteren umfasst das Wagenkastenmodul 8 bzw. das Unterbodenbauteil 34 des Wagenkastenmoduls 8 zwei Modulbereiche 48, die jeweils eine Krümmung aufweisen. Each of the two side components 32 has a window area 46 in which a window 12 is arranged. Furthermore, the carbody module includes 8th or the underbody component 34 of the body module 8th two module areas 48 each having a curvature.

An den Innenwandelementen 38 des Dachbauteils 30 und der beiden Seitenbauteile 32 ist jeweils eine im Fahrgastraum 44 sichtbare Innenverkleidung 50 angeordnet/befestigt. In den Fensterbereichen 46 weisen die an den Seitenbauteilen 32 angeordneten Innenverkleidungen 50 jeweils eine Ausnehmung für das entsprechende Fenster 12 auf. On the inner wall elements 38 of the roof component 30 and the two side components 32 is one in the passenger compartment 44 visible interior lining 50 arranged / attached. In the window areas 46 have the on the side components 32 arranged interior linings 50 one recess each for the corresponding window 12 on.

Wie bereits im Zusammenhang mit 1 diskutiert wurde, weist das Wagenkastenmodul 8 mehrere Akkumulatorzelleneinheiten 14 auf. In 2 sind exemplarisch 6 dieser Akkumulatorzelleneinheiten 14 dargestellt. Weitere, in 2 nicht dargestellte Akkumulatorzelleneinheiten 14 sind hinter den dargestellten Akkumulatorzelleneinheiten 14 angeordnet, bezogen auf die Wagenlängsrichtung 16. As already related to 1 has been discussed, the carbody module 8th several accumulator cell units 14 on. In 2 are exemplary 6 these accumulator cell units 14 shown. Further, in 2 not shown accumulator cell units 14 are behind the illustrated accumulator cell units 14 arranged, based on the carriage longitudinal direction 16 ,

Die Akkumulatorzelleneinheiten 14 sind – genau wie die Außenwandelemente 36 und die Innenwandelemente 38 – kohlenstofffaserverstärkt. Des Weiteren sind die Akkumulatorzelleneinheiten 14 unterhalb der Fensterbereiche 46 angeordnet. The accumulator cell units 14 are - just like the outer wall elements 36 and the inner wall elements 38 - Carbon fiber reinforced. Furthermore, the battery cell units 14 below the window areas 46 arranged.

Zwei der sechs dargestellten Akkumulatorzelleneinheiten 14 sind an den Seitenbauteilen 32 angeordnet, und zwar jeweils an unterschiedlichen Seitenbauteilen 32. Diese beiden Akkumulatorzelleneinheiten 14 sind jeweils am Innenwandelement 38 des entsprechenden Seitenbauteils 32 außerhalb eines vom Innenwandelement 38 und dem zugehörigen Außenwandelement 36 begrenzten Raums 52 angeordnet. Zudem werden diese beiden Akkumulatorzelleneinheiten 14 als Designelemente verwendet und bilden jeweils einen Teil der Innenverkleidung 50 des entsprechenden Seitenbauteils 32. Two of the six illustrated accumulator cell units 14 are on the side parts 32 arranged, in each case on different side components 32 , These two accumulator cell units 14 are each on the inner wall element 38 of the corresponding side component 32 outside one of the inner wall element 38 and the associated outer wall element 36 limited space 52 arranged. In addition, these two Akkumulatorzelleneinheiten 14 used as design elements and each form part of the interior trim 50 of the corresponding side component 32 ,

Die übrigen vier der sechs dargestellten Akkumulatorzelleneinheiten 14 sind in einem Unterbodenbereich 54 des Wagenkastenmoduls 8 angeordnet, insbesondere innerhalb eines vom Außenwandelement 36 und vom Innenwandelement 38 des Unterbodenbauteils 34 begrenzten Raums 52. Zwei dieser übrigen vier Akkumulatorzelleneinheiten 14 sind dabei in den beiden gekrümmten Modulbereichen 48 angeordnet, und zwar jeweils in unterschiedlichen gekrümmten Modulbereichen 48. Ferner sind diese zwei Akkumulatorzelleneinheiten 14 bzw. ihre Akkumulatorzellen jeweils an die entsprechende Krümmung angepasst. Die anderen zwei dieser übrigen vier Akkumulatorzelleneinheiten 14 sind in einem ebenen Abschnitt 56 des Unterbodenbauteils 34 angeordnet. The remaining four of the six battery cell units shown 14 are in an underbody area 54 of the body module 8th arranged, in particular within one of the outer wall element 36 and the inner wall element 38 of the underbody component 34 limited space 52 , Two of these remaining four accumulator cell units 14 are in the two curved module areas 48 arranged, in each case in different curved module areas 48 , Further, these are two battery cell units 14 or their accumulator cells each adapted to the corresponding curvature. The other two of these remaining four accumulator cell units 14 are in a flat section 56 of the underbody component 34 arranged.

3 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Akkumulatorzelleneinheit 14. Bei dieser Akkumulatorzelleneinheit 14 kann es sich z.B. um eine der zwei im Zusammenhang mit 1 oder 2 beschriebenen Akkumulatorzelleneinheiten 14 handeln. Die Akkumulatorzelleneinheit 14 umfasst eine Mehrzahl von Akkumulatorzellen 58. Diese sind in Form einer Matrix mit zwei Zeilen und sechs Spalten nebeneinander angeordnet und mechanisch miteinander verbunden. 3 shows a schematic plan view of an accumulator cell unit 14 , In this accumulator cell unit 14 For example, it may be one of the two related to 1 or 2 described accumulator cell units 14 act. The accumulator cell unit 14 includes a plurality of battery cells 58 , These are arranged next to each other in the form of a matrix with two rows and six columns and are mechanically connected to one another.

Außerdem sind benachbarte Akkumulatorzellen 58 mittels streifenförmiger metallischer Verbindungselemente 60 elektrisch miteinander verbunden. Die Verbindungselemente 60 weisen jeweils eine Sollbruchstelle 62 auf, die im Bereich angrenzender Kanten der Akkumulatorzellen 58 angeordnet ist. In addition, adjacent accumulator cells 58 by means of strip-shaped metallic connecting elements 60 electrically connected to each other. The connecting elements 60 each have a predetermined breaking point 62 on, in the area of adjacent edges of the battery cells 58 is arranged.

Des Weiteren umfasst die Akkumulatorzelleneinheit 14 einen elektrisch mit den Akkumulatorzellen 58 verbundenen Verbindungsanschluss 64. Dieser ist dazu vorgesehen, die Akkumulatorzelleneinheit 14 mit einer weiteren Akkumulatorzelleneinheit, einer Bordelektronik, der Motoreinheit 22 und/oder dem Bremsenergierückgewinnungssystem 24 des Schienenfahrzeugs 2 zu verbinden. Furthermore, the accumulator cell unit comprises 14 one electrically with the accumulator cells 58 connected connection port 64 , This is intended to the accumulator cell unit 14 with a further accumulator cell unit, an on-board electronics, the motor unit 22 and / or the brake energy recovery system 24 of the rail vehicle 2 connect to.

Weiterhin ist die Akkumulatorzelleneinheit 14 mit einer Kontrolleinheit 66 ausgestattet. Beim Betreiben der Akkumulatorzelleneinheit 14 wird mithilfe der Kontrolleinheit 66 für jede der Akkumulatorzellen 56 individuell eine Temperatur der jeweiligen Akkumulatorzelle 58 und ein die jeweilige Akkumulatorzelle 58 durchfließender Strom überwacht. Ferner wird mithilfe der Kontrolleinheit 66 eine Strom-Lastverteilung der einzelnen Akkumulatorzellen 58 gesteuert. Furthermore, the accumulator cell unit 14 with a control unit 66 fitted. When operating the battery cell unit 14 is using the control unit 66 for each of the accumulator cells 56 individually a temperature of the respective accumulator cell 58 and a respective accumulator cell 58 monitored by flowing current. Further, using the control unit 66 a current load distribution of the individual battery cells 58 controlled.

4 zeigt einen Ausschnitt eines Wagenkastenmodulquerschnitts, in welchem eine erste exemplarische Anordnung einer Akkumulatorzelleneinheit 14 dargestellt ist. Bei dem Wagenkastenmodulquerschnitt kann es sich z.B. um einen Querschnitt eines der Wagenkastenmodule 8 aus 1 handeln, insbesondere kann es sich um einen Schnitt senkrecht zur Wagenlängsrichtung 16 handeln. 4 shows a section of a Wagenkastenmodulquerschnitts, in which a first exemplary arrangement of an accumulator cell unit 14 is shown. The carbody module cross section may be, for example, a cross section of one of the carbody modules 8th out 1 act, in particular, it may be a section perpendicular to the car longitudinal direction 16 act.

Die Akkumulatorzelleneinheit 14 ist in einem Raum 52, der von einem Außenwandelement 36 und einem parallel zum Außenwandelement 36 angeordneten Innenwandelement 38 begrenzt ist, zwischen zwei Tragstrukturelementen 40 platziert. Die Tragstrukturelemente 40 sind sowohl mit dem Außenwandelement 36 als auch mit dem Innenwandelement 38 verbunden und senkrecht zu den beiden Wandelementen 36, 38 ausgerichtet. The accumulator cell unit 14 is in a room 52 that of an exterior wall element 36 and a parallel to the outer wall element 36 arranged inner wall element 38 is limited, between two support structure elements 40 placed. The supporting structure elements 40 are both with the outer wall element 36 as well as with the inner wall element 38 connected and perpendicular to the two wall elements 36 . 38 aligned.

Weiterhin umfasst die Akkumulatorzelleneinheit 14 mehrere Akkumulatorzellen 58. Zusätzlich zu den in 4 dargestellten Akkumulatorzellen 58 sind senkrecht zur Zeichenebene vor bzw. hinter den dargestellten Akkumulatorzellen 58 weitere Akkumulatorzellen angeordnet. Furthermore, the accumulator cell unit comprises 14 several accumulator cells 58 , In addition to the in 4 illustrated accumulator cells 58 are perpendicular to the plane in front of or behind the illustrated accumulator cells 58 arranged further accumulator cells.

Die Akkumulatorzellen 58 sind zu einem versteifenden Paket 68 verbunden, welches wiederum mit den Außenwandelementen 36 und dem Innenwandelement 38 verbunden ist. Die Akkumulatorzelleneinheit 14 bzw. das versteifende Paket 68 weist eine Breite 70 auf, die gleich einem Abstand des Innenwandelements 38 vom Außenwandelement 36 ist. Die einzelnen Akkumulatorzellen 58 hingegen weisen eine Breite 72 auf, die ein Bruchteil, im vorliegenden Beispiel ein Fünftel, des Abstands des Innenwandelements 38 vom Außenwandelement 36 beträgt. The accumulator cells 58 are to a stiffening package 68 connected, which in turn with the outer wall elements 36 and the inner wall element 38 connected is. The accumulator cell unit 14 or the stiffening package 68 has a width 70 on, which is equal to a distance of the inner wall element 38 from the outer wall element 36 is. The individual accumulator cells 58 however, have a width 72 on, which is a fraction, in the present example a fifth, of the distance of the inner wall element 38 from the outer wall element 36 is.

Das versteifende Paket 68 und die Tragstrukturelemente 40 bilden zusammen mit den Wandelementen 36, 38 einen versteifenden Verbund des Wagenkastenmoduls. The stiffening package 68 and the support structure elements 40 make up together with the wall elements 36 . 38 a stiffening composite of the car body module.

Die nachfolgende, im Zusammenhang mit 5 bis 8 diskutierte Beschreibung beschränkt sich jeweils im Wesentlichen auf die Unterschiede zum vorhergehenden, im Zusammenhang mit 4 diskutierten Ausführungsbeispiel, auf das bezüglich gleichbleibender Merkmale und Funktionen verwiesen wird. Im Wesentlichen gleiche bzw. einander entsprechende Elemente sind grundsätzlich mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht erwähnte Merkmale sind in den folgenden Ausführungsbeispielen übernommen, ohne dass sie erneut beschrieben sind. The following, related to 5 to 8th The description discussed in each case is essentially limited to the differences from the previous one 4 discussed embodiment, to which reference is made with respect to the same features and functions. Substantially identical or mutually corresponding elements are basically designated by the same reference numerals, and features not mentioned are taken over in the following exemplary embodiments without being described again.

5 zeigt einen anderen Ausschnitt eines Wagenkastenmodulquerschnitts, in welchem eine zweite exemplarische Anordnung einer Akkumulatorzelleneinheit 14 dargestellt ist. 5 shows another section of a Wagenkastenmodulquerschnitts, in which a second exemplary arrangement of an accumulator cell unit 14 is shown.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Akkumulatorzellen 58 der Akkumulatorzelleneinheit 14 nicht zu einem versteifenden Paket verbunden. Stattdessen sind die Akkumulatorzellen 58 selbst als Tragstrukturelemente 40 ausgebildet und ersetzen eines der beiden Tragstrukturelemente 40 aus dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel. Die einzelnen Akkumulatorzellen 58 weisen dabei eine Breite 72 auf, die gleich dem Abstand des Innenwandelements 38 vom Außenwandelement 36 ist, und sind sowohl mit dem Außenwandelement 36 als auch mit dem Innenwandelement 38 verbunden. In the present embodiment, the accumulator cells 58 the accumulator cell unit 14 not connected to a stiffening package. Instead, the accumulator cells 58 even as support structure elements 40 trained and replace one of the two support structure elements 40 from the previous embodiment. The individual accumulator cells 58 have a width 72 on, which is equal to the distance of the inner wall element 38 from the outer wall element 36 is, and are both with the outer wall element 36 as well as with the inner wall element 38 connected.

6 zeigt noch einen anderen Ausschnitt eines Wagenkastenmodulquerschnitts, in welchem eine dritte exemplarische Anordnung einer Akkumulatorzelleneinheit 14 dargestellt ist. 6 shows yet another section of a Wagenkastenmodulquerschnitts, in which a third exemplary arrangement of an accumulator cell unit 14 is shown.

In diesem Ausführungsbeispiel weist das Wagenkastenmodul einen Modulbereich 48 mit einer Krümmung auf. Die Krümmung ist dadurch ausgebildet, dass sowohl das Außenwandelement 36 als auch das Innenwandelement 38 abschnittsweise gekrümmt/gebogen sind. In this embodiment, the body module has a module area 48 with a curvature on. The curvature is formed by both the outer wall element 36 as well as the inner wall element 38 partially curved / bent.

Die Akkumulatorzelleneinheit 14 ist in besagtem Modulbereich 48 angeordnet und ist an die Krümmung des Modulbereichs 48 angepasst. Konkret bedeutet das in diesem Fall, dass die einzelnen Akkumulatorzellen 58 entlang eines Bogens angeordnet sind, der einen gleichen Krümmungsradius aufweist wie der gekrümmte Modulbereich 48. Zudem ist die Akkumulatorzelleneinheit 14 lediglich mit dem Innenwandelement 38 verbunden. The accumulator cell unit 14 is in said module area 48 arranged and is at the curvature of the module area 48 customized. In concrete terms, this means that the individual accumulator cells 58 are arranged along an arc having a same radius of curvature as the curved module area 48 , In addition, the accumulator cell unit 14 only with the inner wall element 38 connected.

7 zeigt einen weiteren Ausschnitt eines Wagenkastenmodulquerschnitts, in welchem eine vierte exemplarische Anordnung einer Akkumulatorzelleneinheit 14 dargestellt ist. 7 shows a further detail of a car body module cross-section, in which a fourth exemplary arrangement of an accumulator cell unit 14 is shown.

Die Tragstrukturelemente 40 sind in diesem Ausführungsbeispiel schräg zum Außenwandelement 36 und zum Innenwandelement 38 ausgerichtet. Die Akkumulatorzelleneinheit 14 ist an die schräge Ausrichtung der Tragstrukturelemente 40 anpasst, indem die Akkumulatorzellen 58 der Akkumulatorzelleneinheit 14 in Form eines Dreiecksprismas angeordnet sind. The supporting structure elements 40 are oblique to the outer wall element in this embodiment 36 and to the inner wall element 38 aligned. The accumulator cell unit 14 is due to the oblique orientation of the support structure elements 40 adapts by adding the accumulator cells 58 the accumulator cell unit 14 are arranged in the form of a triangular prism.

8 zeigt noch einen weiteren Ausschnitt eines Wagenkastenmodulquerschnitts, in welchem eine fünfte exemplarische Anordnung einer Akkumulatorzelleneinheit 14 dargestellt ist. 8th shows yet another section of a Wagenkastenmodulquerschnitts, in which a fifth exemplary arrangement of an accumulator cell unit 14 is shown.

In diesem Ausführungsbeispiel ist die Akkumulatorzelleneinheit 14 außerhalb des vom Außenwandelement 36 und vom Innenwandelement 38 begrenzten Raums 52 angeordnet. Die einzelnen Akkumulatorzellen 58 der Akkumulatorzelleneinheit 14 sind über-/nebeneinander am Innenwandelement 38 angeordnet und mit diesem verbunden. Dabei bildet die Akkumulatorzelleneinheit 14 einen Teil einer in einem Fahrgastraum sichtbaren Innenverkleidung. In this embodiment, the battery cell unit 14 outside of the exterior wall element 36 and the inner wall element 38 limited space 52 arranged. The individual accumulator cells 58 the accumulator cell unit 14 are above / next to each other on the inner wall element 38 arranged and connected to this. In this case, the accumulator cell unit forms 14 a part of a visible in a passenger compartment interior trim.

Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples and other variations can be derived therefrom without departing from the scope of the invention.

Claims

Car Body Module ( 8th ) for a rail vehicle ( 2 ) with at least one outer wall element ( 36 ), at least one inner wall element ( 38 ), a plurality of support structure elements ( 40 ) and at least one accumulator cell unit ( 14 ) for storing electrical energy for driving the rail vehicle ( 2 ), characterized in that the accumulator cell unit ( 14 ) in the region of at least one of the wall elements ( 36 . 38 ) is arranged.

Car Body Module ( 8th ) according to claim 1, characterized in that the accumulator cell unit ( 14 ) between the outer wall element ( 36 ) and the inner wall element ( 38 ) is arranged and with the outer wall element ( 36 ), the inner wall element ( 38 ) and / or at least one of the support structure elements ( 40 ) connected is.

Car Body Module ( 8th ) according to claim 1 or 2, characterized in that the accumulator cell unit ( 14 ) outside one through the outer wall element ( 36 ) and the inner wall element ( 38 ) limited space ( 52 ) is arranged and the accumulator cell unit ( 14 ) with the outer wall element ( 36 ) or the inner wall element ( 38 ) connected is.

Car Body Module ( 8th ) according to one of the preceding claims, characterized by an underbody area ( 54 ), wherein the accumulator cell unit ( 14 ) in the underbody area ( 54 ) is arranged.

Car Body Module ( 8th ) according to one of the preceding claims, characterized in that the accumulator cell unit ( 14 ) at least one accumulator cell ( 58 ), which serves as a support structure element ( 40 ) is formed, which with at least one of the wall elements ( 36 . 38 ) connected is.

Car Body Module ( 8th ) according to one of the preceding claims, characterized in that the accumulator cell unit ( 14 ) several accumulator cells ( 58 ) leading to a stiffening package ( 68 ) connected between the outer wall element ( 36 ) and the inner wall element ( 38 ) is arranged as well as with the outer wall element ( 36 ) and the inner wall element ( 38 ) connected is.

Car Body Module ( 8th ) according to one of the preceding claims, characterized by a window area ( 46 ), wherein the accumulator cell unit ( 14 ) at least in sections below the window area ( 46 ) is arranged.

Car Body Module ( 8th ) according to one of the preceding claims, characterized by at least one module area ( 48 ) with a curvature, wherein the accumulator cell unit ( 14 ) in this module area ( 48 ) is arranged and at least partially adapted to the curvature.

Car Body Module ( 8th ) according to one of the preceding claims, characterized in that the outer wall element ( 36 ), the inner wall element ( 38 ) and / or the accumulator cell unit ( 14 ) is carbon fiber reinforced.

Car Body Module ( 8th ) according to one of the preceding claims, characterized in that the accumulator cell unit ( 14 ) several accumulator cells ( 58 ) using connecting elements ( 60 ) are electrically connected to each other, wherein the connecting elements ( 60 ) each have a predetermined breaking point ( 62 ) exhibit.

Car Body Module ( 8th ) according to any one of the preceding claims, characterized in that the accumulator cell unit ( 14 ) at least one accumulator cell ( 58 ), which is designed as a lithium-ion cell, in particular as a lithium polymer cell, and comprises a lithium-containing anode and a sulfur-containing cathode.

Car Body Module ( 8th ) according to one of the preceding claims, characterized in that the accumulator cell unit ( 14 ) with a control unit ( 66 ) is equipped for temperature monitoring, current monitoring and / or for controlling a current load distribution.

Rail vehicle car ( 4 . 6 ) with several carbody modules ( 8th ), each of which is designed according to one of the preceding claims, wherein the accumulator cell units ( 14 ) of the several carbody modules ( 8th ) over at least 50% of a carriage length ( 18 . 20 ) are arranged.

Rail vehicle ( 2 ), comprising at least two rail vehicles ( 4 . 6 ) each having at least one carbody module ( 8th ) according to any one of claims 1-12, wherein an accumulator cell unit ( 14 ) of a first of these rail vehicles ( 4 . 6 ) with an accumulator cell unit ( 14 ) of a second of these rail vehicles ( 4 . 6 ) is electrically connected.

Rail vehicle ( 2 ) according to claim 14, characterized by a brake energy recovery system ( 24 ) and at least one accumulator cell unit ( 14 ) associated with the brake energy recovery system ( 24 ) is electrically connected and by means of the brake energy recovery system ( 24 ) is rechargeable.