Wagenkastenmodul für ein Schienenfahrzeug Die Erfindung betrifft ein Wagenkastenmodul für ein Schienen ^¬ fahrzeug mit zumindest einem Außenwandelement, zumindest ei ^¬ nem Innenwandelement, mehreren Tragstrukturelementen und zumindest einer Akkumulatorzelleneinheit zum Speichern elektri ^¬ scher Energie zum Antreiben des Schienenfahrzeugs.

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 umwelt- schädlichen Abgase erzeugt. Elektrisch angetriebene Schienenfahrzeuge müssen zudem keine Tankstopps einlegen und ihre Elektromotoren arbeiten leiser als Dieselmotoren.

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 Streckenab ^¬ schnitten fahren können. Auf einem Streckenabschnitt, der nicht elektrifiziert ist, ist ein Vorspannbetrieb mittels ei- ner Diesellok notwendig, damit ein elektrisch angetriebenes

Schienenfahrzeuge einen solchen Streckenabschnitt durchfahren kann .

Ein Ansatz zur Überwindung dieser Nachteile sieht vor, elekt- risch angetriebene Schienenfahrzeuge mit integrierten Ener ^¬ gieträgern in Form von Akkumulatorzelleneinheiten auszustatten, welche elektrische Energie speichern und bei Bedarf ei ^¬ nem oder mehreren Antriebssystemen zur Verfügung stellen können. Dadurch wird eine Weiterfahrt bei Netzausfall bzw. auf einem nicht elektrifizierten Streckenabschnitt ermöglicht.

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 Schienen ^¬ fahrzeugs 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.

Eine Aufgabe der Erfindung ist, ein Wagenkastenmodul für ein Schienenfahrzeug anzugeben, bei dem eine

Akkumulatorzelleneinheit platzsparend angeordnet ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Wagenkastenmodul der eingangs genannten Art gelöst, bei dem die Akkumulatorzelleneinheit erfindungsgemäß im Bereich zumindest eines der Wandelemente angeordnet ist.

Diese Anordnung ermöglicht beim Schienenfahrzeug eine einfa ^¬ che Zugänglichkeit zur Akkumulatorzelleneinheit und/oder eine einfache Austauschbar der Akkumulatorzelleneinheit, z.B. zu Wartungszwecken. Insbesondere kann die

Akkumulatorzelleneinheit mit dem Wagenkastenmodul als zusam ^¬ menhängende Baugruppe austauschbar sein.

Als Wagenkastenmodul kann ein modulares Bauteil für einen Wa ^¬ genkasten eines Schienenfahrzeugs bzw. eines Schienenfahr- zeugwagens aufgefasst werden. Vorzugsweise hat das Wagenkas ^¬ tenmodul standardisierte Abmessungen. Zudem weist das Wagen ^¬ kastenmodul in bevorzugter Weise zumindest eine Schnittstelle auf, durch die das Wagenkastenmodul mit einem oder mehreren weiteren Wagenkastenmodulen zu einem Wagenkasten

zusammenfügbar ist.

Das Wagenkastenmodul kann z.B. als Seiten-, Dach-, Bodenoder Unterbodenmodul ausgeführt sein. Alternativ kann das Wa- genkastenmodul als ein Verbund eines oder mehrerer Seiten-, Dach-, Boden- und/oder Unterbodenbauteile ausgeführt sein.

Vorzugsweise ist das Außen-/Innenwandelement ein Element ei ^¬ ner 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 zumin ^¬ dest abschnittsweise parallel zueinander sein.

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.

Bei dem Innenwandelement kann es sich u.a. eine Innenverklei ^¬ dung, insbesondere eine für Fahrgäste sichtbare Innenverklei ^¬ dung, des Schienenfahrzeugs handeln.

Sinnvollerweise umfasst die Akkumulatorzelleneinheit zumin ^¬ dest eine Akkumulatorzelle. In bevorzugter Weise umfasst die Akkumulatorzelleneinheit mehrere Akkumulatorzellen, insbeson ^¬ dere mehrere elektrisch miteinander verbundene

Akkumulatorzellen. Zudem kann die Akkumulatorzelleneinheit einen modularen Akkumulatorzellenaufbau aufweisen. Vorteil ^¬ hafterweise sind die mehreren Akkumulatorzellen in einer Reihenschaltung miteinander verbunden.

Außerdem kann die Akkumulatorzelleneinheit ein Gehäuse umfas ^¬ sen, welches ihre Akkumulatorzelle/-zellen umgibt. Darüber hinaus weist die Akkumulatorzelleneinheit zweckmäßigerweise zumindest einen Verbindungsanschluss auf. Der Verbindungsan- schluss kann u.a. zum Verbinden der Akkumulatorzelleneinheit mit einer weiteren Akkumulatorzelleneinheit, einer Bordelekt ^¬ ronik, einem Antrieb und/oder einem Bremsenergierückgewin- nungssystem des Schienenfahrzeugs vorgesehen sein. Vorteilhafterweise beträgt die Kapazität der

Akkumulatorzelleneinheit zumindest 10 kWh. Dadurch kann die Akkumulatorzelleneinheit genügend elektrische Energie bereit ^¬ stellen, um als Energiequelle zum Antreiben des Schienenfahrzeugs eingesetzt zu werden. Grundsätzlich ist die

Akkumulatorzelleneinheit nicht darauf eingeschränkt, elektri ^¬ sche 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 Beleuch ^¬ tungssysteme, Unterhaltungselektronik und/oder Fahrgastinformationssysteme zum Einsatz kommen, und zwar im Standbetrieb und/oder während einer Fahrt des Schienenfahrzeugs.

Die Akkumulatorzelleneinheit kann u.a. zwischen dem Außen ^¬ wandelement und dem Innenwandelement angeordnet sein. Auf diese Weise kann die Akkumulatorzelleneinheit derart plat ^¬ ziert werden, dass sie keinen Platz in einem Fahrgastraum beansprucht. Bei dieser Anordnung ist die

Akkumulatorzelleneinheit zweckmäßigerweise mit dem Außenwand ^¬ element, dem Innenwandelement und/oder zumindest einem der Tragstrukturelemente verbunden.

Alternativ kann die Akkumulatorzelleneinheit außerhalb eines durch das Außenwandelement und das Innenwandelement begrenz ^¬ ten Raums bzw. Hohlraums angeordnet sein. Bei solch einer An ^¬ ordnung 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 Wa ^¬ genkastenmoduls angeordnet sein, insbesondere sichtbar ange ^¬ ordnet. Außerdem kann die Akkumulatorzelleneinheit bzw. ihre Akkumulatorzelle/-zellen als Designelement/-elemente verwendet werden. 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.

Die Akkumulatorzelleneinheit kann mehrere Akkumulatorzellen umfassen, die entlang zumindest eines der Tragstrukturelemente angeordnet sind.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die

Akkumulatorzelleneinheit zumindest eine Akkumulatorzelle auf, die als ein Tragstrukturelement ausgebildet ist. Sinnvoller ^¬ weise ist dieses Tragstrukturelement bzw. die

Akkumulatorzelle mit zumindest einem der Wandelemente verbun ^¬ den. Auf diese Weise kann zumindest eine der

Akkumulatorzellen der Akkumulatorzelleneinheit zusammen mit zumindest einem der Wandelemente einen das Wagenkastenmodul versteifenden Verbund bilden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die

Akkumulatorzelleneinheit mehrere Akkumulatorzellen auf, die zu einem versteifenden Paket verbunden sind. Zweckmäßigerwei ^¬ se 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 Tragstruk ^¬ turelement bzw. versteifendes Paket ausgebildet sein.

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 be- stimmt sinnvollerweise eine Form eines Wagenkastens des

Schienenfahrzeugs .

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.

Grundsätzlich kann die Akkumulatorzelleneinheit oberhalb bzw. abschnittsweise oberhalb des Fensterbereichs angeordnet sein. In bevorzugter Weise ist die Akkumulatorzelleneinheit zumin ^¬ dest abschnittsweise unterhalb des Fensterbereichs angeord ^¬ net. Hierdurch kann erreicht werden, dass ein Schwerpunkt des Wagenkastenmoduls tiefer liegt als bei einem Wagenkastenmo ^¬ dul, das keine solche Akkumulatorzelleneinheit aufweist.

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.

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 bezie ^¬ hen .

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 ent ^¬ lang eines Kreissegments/Bogens angeordnet sein, der einen gleichen Krümmungsradius wie die Krümmung des Modulbereichs aufweist .

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 ge ^¬ fertigt sein.

Vorzugsweise umfasst die Akkumulatorzelleneinheit mehrere Akkumulatorzellen, die mithilfe von Verbindungselementen elektrisch miteinander verbunden sind.

Bei einer mechanischen Verformung/Beschädigung einer

Akkumulatorzelle, z.B. aufgrund einer thermischen Überbelas ^¬ tung, 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 ei ^¬ ner mechanischen Verformung/Beschädigung einer

Akkumulatorzelle ein Verbindungselement, durch das eine ver ^¬ formte/beschädigte Akkumulatorzelle mit einer anderen

Akkumulatorzelle verbunden ist, an einer solchen Sollbruchstelle brechen. Auf diese Weise kann die verform ^¬ te/beschädigte Akkumulatorzelle von den übrigen

Akkumulatorzellen mechanisch und/oder elektrisch entkoppelt werden. Vorzugsweise sind die übrigen Akkumulatorzellen nach dem Brechen der Sollbruchstelle weiterhin funktionsfähig.

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 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. 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.

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. Da- rüber 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.

Die Akkumulatorzelleneinheit ist zweckmäßigerweise mit einer Kontrolleinheit zur Temperaturüberwachung, zur Stromüberwachung und/oder zur Steuerung einer Strom-Lastverteilung ausgestattet. Die Kontrolleinheit kann insbesondere zur indivi- duellen Überwachung der Akkumulatorzellen vorbereitet sein. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass die

Akkumulatorzelleneinheit mehrere solcher Kontrolleinheiten aufweist . Ferner kann das Wagenkastenmodul ein oder mehrere Brandbe ^¬ kämpfungssysteme aufweisen. Ein solches Brandbekämpfungssys ^¬ tem 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. CO ₂ oder N ₂ , zu spülen. Das Brandbe ^¬ kämpfungssystem 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.

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.

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 Wa ^¬ genlänge kann dabei eine Längsausdehnung des Schienenfahrzeugwagens aufgefasst werden.

Weiterhin kann bei einem Schienenfahrzeugwagen mit zumindest einem Wagenkastenmodul, das wie zuvor beschrieben ausgestal ^¬ tet ist, die Akkumulatorzelleneinheit des Wagenkastenmoduls über zumindest 30% einer Wagenlänge, vorzugsweise über zumin ^¬ dest 50% der Wagenlänge, angeordnet sein. In solch einem Fall weist das Wagenkastenmodul sinnvollerweise eine Länge von zu ^¬ mindest 30% bzw. 50% der Wagenlänge auf.

Ein Schienenfahrzeug kann zumindest zwei Schienenfahrzeugwa- gen mit jeweils zumindest einem Wagenkastenmodul aufweisen, das wie zuvor beschrieben ausgeführt ist. Dabei kann eine Akkumulatorzelleneinheit eines ersten dieser Schienenfahr ^¬ zeugwagen 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.

Außerdem kann das Schienenfahrzeug ein Bremsenergierückgewin- nungssystem umfassen. Vorteilhafterweise umfasst das Schie ^¬ nenfahrzeug zumindest eine Akkumulatorzelleneinheit, die mit dem Bremsenergierückgewinnungssystem elektrisch verbunden ist. Weiter ist es vorteilhaft, wenn die

Akkumulatorzelleneinheit mittels des Bremsenergierückgewin- nungssystems aufladbar ist, insbesondere mithilfe von Brems ^¬ energie aus einem Bremsvorgang des Schienenfahrzeugs.

Alternativ oder zusätzlich kann zumindest eine der

Akkumulatorzelleneinheiten des Schienenfahrzeugs elektrisch mit einem Oberleitungsnetz verbindbar sein. Sinnvollerweise ist diese Akkumulatorzelleneinheit mittels des Oberleitungs ^¬ netzes aufladbar.

Die bisher gegebene Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltun- gen der Erfindung enthält zahlreiche Merkmale, die in den einzelnen Unteransprüchen teilweise zu mehreren zusammenge- fasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale können jedoch zweckmäßigerweise auch einzeln betrachtet und zu sinnvollen weite ^¬ ren Kombinationen zusammenfasst werden. Insbesondere sind diese Merkmale jeweils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kombinierbar . 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 Ausführungsbei- spiele, 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 geeigne- te Merkmale des eines jeden Ausführungsbeispiels auch expli ^¬ zit isoliert betrachtet, aus einem Ausführungsbeispiel ent ^¬ fernt, in ein anderes Ausführungsbeispiel zu dessen Ergänzung eingebracht und mit einem beliebigen der Ansprüche kombiniert werden .

Es zeigen: ein Schienenfahrzeug, welches zwei Schienenfahr ^¬ zeugwagen umfasst, die jeweils mehrere Wagenkasten module mit mehreren Akkumulatorzelleneinheiten auf weisen; einen Schnitt durch eines der Wagenkastenmodule aus FIG 1; eine Akkumulatorzelleneinheit mit einer Kontroll ^¬ einheit, einem Verbindungsanschluss sowie mit meh ^¬ reren Akkumulatorzellen und Verbindungselementen; eine erste Anordnung einer

Akkumulatorzelleneinheit, deren Akkumulatorzellen zwischen einem Außen- und einem Innenwandelement angeordnet sind und zu einem versteifenden Paket verbunden sind; eine zweite Anordnung einer

Akkumulatorzelleneinheit, deren Akkumulatorzellen zwischen einem Außen- und einem Innenwandelement angeordnet sind und jeweils als Tragstrukturelement ausgebildet sind;

FIG 6 eine dritte Anordnung einer

Akkumulatorzelleneinheit, deren Akkumulatorzellen zwischen einem Außen- und einem Innenwandelement im Bereich einer Krümmung angeordnet sind;

FIG 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

FIG 8 eine fünfte Anordnung einer

Akkumulatorzelleneinheit, deren Akkumulatorzellen an einem Innenwandelement als Designelemente ange ^¬ ordnet sind.

FIG 1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Schienen ^¬ fahrzeugs 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.

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 FIG 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 die ^¬ nen als Einstiegs- bzw. Ausstiegsabschnitte des jeweiligen Schienenfahrzeugwagens 4, 6. Die Übrigen drei der fünf Wagen ^¬ kastenmodule 8 sind bei beiden Schienenfahrzeugwagen 4, 6 mit Fenstern 12 ausgestattet. Diese drei Wagenkastenmodule 8 die ^¬ nen als Sitzplatzabschnitte des jeweiligen Schienenfahrzeug- wagens 4, 6.

Die Wagenkastenmodule 8 weisen jeweils mehrere

Akkumulatorzelleneinheiten 14 auf, die mehrere

Akkumulatorzellen umfassen. Die einzelnen Akkumulatorzellen sind in FIG 1 nicht dargestellt. Eine Darstellung einzelner Akkumulatorzellen einer Akkumulatorzelleneinheit findet sich in FIG 3 bis FIG 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. Die Akkumulatorzelleneinheiten 14 sind in Wagenlängsrichtung 16 der Schienenfahrzeugwagen 4, 6 ausgerichtet, wobei grund ^¬ sätzlich 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.

Des Weiteren sind die Akkumulatorzelleneinheiten 14 elekt- risch miteinander verbunden. Insbesondere sind auch die

Akkumulatorzelleneinheiten 14 des ersten Schienenfahrzeugwagens 4 mit den Akkumulatorzelleneinheiten 14 des zweiten Schienenfahrzeugwagens 6 elektrisch verbunden. Der erste Schienenfahrzeugwagen 4 ist mit einer Motoreinheit 22 ausgestattet, die mehrere Elektromotoren umfasst. Die ein ^¬ zelnen Elektromotoren sind in FIG 1 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Weiterhin ist die Motoreinheit 22 elektrisch mit den Akkumulatorzelleneinheiten 14 verbunden.

Ferner ist der erste Schienenfahrzeugwagen 4 mit einem Brems- energierückgewinnungssystem 24 ausgestattet, das mit den Akkumulatorzelleneinheiten 14 elektrisch verbunden ist. Außerdem weist der erste Schienenfahrzeugwagen 4 einen Stromabnehmer 26 auf, über den die Motoreinheit 22, das Bremsener- gierückgewinnungssystem 24 und die Akkumulatorzelleneinheiten 14 des Schienenfahrzeugs 2 mit einer stromführenden Oberlei ^¬ tung 28 elektrisch verbunden sind.

Mittels des Bremsenergierückgewinnungssystems 24 wird bei ei ^¬ nem Bremsvorgang des Schienenfahrzeugs 2 Bremsenergie in elektrische Energie umgewandelt. Die auf diese Weise gewonne ^¬ ne elektrische Energie wird dazu genutzt, die

Akkumulatorzelleneinheiten 14 teilweise oder vollständig aufzuladen . Sind die Akkumulatorzelleneinheiten 14 vollständig aufgela ^¬ den, wird überschüssige elektrische Energie, die mittels des Bremsenergierückgewinnungssystems 24 gewonnen wird, in die Oberleitung 28 eingespeist. Die aufgeladenen Akkumulatorzelleneinheiten 14 werden dazu eingesetzt, das Schienenfahrzeug 2 beim Netzausfall oder auf einem nicht elektrifizierten Streckenabschnitt anzutreiben.

Darüber hinaus ist in FIG 1 eine Schnittebene II dargestellt, die quer zur Wagenlängsrichtung 16 durch ein mit Fenstern 12 ausgestattetes Wagenkastenmodul 8 des zweiten Schienenfahr ^¬ zeugwagens 6 verläuft.

FIG 2 zeigt einen Schnitt durch ein Wagenkastenmodul 8 des zweiten Schienenfahrzeugwagens 6 aus FIG 1 entlang der

Schnittebene II.

Das Wagenkastenmodul 8 umfasst ein Dachbauteil 30, zwei Sei ^¬ tenbauteile 32 und ein Unterbodenbauteil 34. Die beiden Sei- tenbauteile 32 sind im Wesentlichen parallel zueinander ange ^¬ ordnet und sind jeweils mit dem Dachbauteil 30 sowie mit dem Unterbodenbauteil 34 verbunden. 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 Wagenkas ^¬ tenmoduls 8.

Weiterhin sind zwischen dem Außenwandelement 36 und dem In- nenwandelement 38 des jeweiligen Bauteils 30, 32, 34 mehrere Tragstrukturelemente 40 angeordnet, die mit dem Außenwandele ^¬ ment 36 und dem Innenwandelement 38 verbunden sind und eine Versteifung des Wagenkastenmoduls 8 bilden. Außerdem umfasst das Wagenkastenmodul 8 ein Bodenbauteil 42, welches mit dem Unterbodenbauteil 34 verbunden ist. Das Bo ^¬ denbauteil 42 dient als Fahrgastraumfußboden eines vom Bodenbauteil 42, Dachbauteil 30 und den beiden Seitenbauteilen 32 begrenzten Fahrgastraums 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.

An den Innenwandelementen 38 des Dachbauteils 30 und der bei ^¬ den 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.

Wie bereits im Zusammenhang mit FIG 1 diskutiert wurde, weist das Wagenkastenmodul 8 mehrere Akkumulatorzelleneinheiten 14 auf. In FIG 2 sind exemplarisch 6 dieser

Akkumulatorzelleneinheiten 14 dargestellt. Weitere, in FIG 2 nicht dargestellte Akkumulatorzelleneinheiten 14 sind hinter den dargestellten Akkumulatorzelleneinheiten 14 angeordnet, bezogen auf die Wagenlängsrichtung 16.

Die Akkumulatorzelleneinheiten 14 sind - genau wie die Außen- wandelemente 36 und die Innenwandelemente 38 - kohlenstofffa ^¬ serverstärkt . Des Weiteren sind die

Akkumulatorzelleneinheiten 14 unterhalb der Fensterbereiche 46 angeordnet. 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.

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 übri ^¬ gen 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 ange- passt. Die anderen zwei dieser übrigen vier

Akkumulatorzelleneinheiten 14 sind in einem ebenen Abschnitt 56 des Unterbodenbauteils 34 angeordnet. FIG 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 FIG 1 oder FIG 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.

Außerdem sind benachbarte Akkumulatorzellen 58 mittels strei ^¬ fenförmiger metallischer Verbindungselemente 60 elektrisch miteinander verbunden. Die Verbindungselemente 60 weisen je ^¬ weils eine Sollbruchstelle 62 auf, die im Bereich angrenzen ^¬ der Kanten der Akkumulatorzellen 58 angeordnet ist.

Des Weiteren umfasst die Akkumulatorzelleneinheit 14 einen elektrisch mit den Akkumulatorzellen 58 verbundenen Verbin- dungsanschluss 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.

Weiterhin ist die Akkumulatorzelleneinheit 14 mit einer Kont ^¬ rolleinheit 66 ausgestattet. Beim Betreiben der

Akkumulatorzelleneinheit 14 wird mithilfe der Kontrolleinheit 66 für jede der Akkumulatorzellen 56 individuell eine Tempe ^¬ ratur der jeweiligen Akkumulatorzelle 58 und ein die jeweili ^¬ ge Akkumulatorzelle 58 durchfließender Strom überwacht. Fer ^¬ ner wird mithilfe der Kontrolleinheit 66 eine Strom- Lastverteilung der einzelnen Akkumulatorzellen 58 gesteuert.

FIG 4 zeigt einen Ausschnitt eines Wagenkastenmodulquerschnitts, in welchem eine erste exemplarische Anordnung einer Akkumulatorzelleneinheit 14 dargestellt ist. Bei dem Wagen ^¬ kastenmodulquerschnitt kann es sich z.B. um einen Querschnitt eines der Wagenkastenmodule 8 aus FIG 1 handeln, insbesondere kann es sich um einen Schnitt senkrecht zur Wagenlängsrichtung 16 handeln. Die Akkumulatorzelleneinheit 14 ist in einem Raum 52, der von einem Außenwandelement 36 und einem parallel zum Außenwand ^¬ element 36 angeordneten Innenwandelement 38 begrenzt ist, zwischen zwei Tragstrukturelementen 40 platziert. Die Trag- Strukturelemente 40 sind sowohl mit dem Außenwandelement 36 als auch mit dem Innenwandelement 38 verbunden und senkrecht zu den beiden Wandelementen 36, 38 ausgerichtet.

Weiterhin umfasst die Akkumulatorzelleneinheit 14 mehrere Akkumulatorzellen 58. Zusätzlich zu den in FIG 4 dargestellten Akkumulatorzellen 58 sind senkrecht zur Zeichenebene vor bzw. hinter den dargestellten Akkumulatorzellen 58 weitere Akkumulatorzellen angeordnet. 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 Innen- wandelements 38 vom Außenwandelement 36 ist. Die einzelnen

Akkumulatorzellen 58 hingegen weisen eine Breite 72 auf, die ein Bruchteil, im vorliegenden Beispiel ein Fünftel, des Ab- stands des Innenwandelements 38 vom Außenwandelement 36 be ^¬ trägt .

Das versteifende Paket 68 und die Tragstrukturelemente 40 bilden zusammen mit den Wandelementen 36, 38 einen versteifenden Verbund des Wagenkastenmoduls. Die nachfolgende, im Zusammenhang mit FIG 5 bis FIG 8 disku ^¬ tierte Beschreibung beschränkt sich jeweils im Wesentlichen auf die Unterschiede zum vorhergehenden, im Zusammenhang mit FIG 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 Ausführungsbei ^¬ spielen übernommen, ohne dass sie erneut beschrieben sind. FIG 5 zeigt einen anderen Ausschnitt eines Wagenkastenmodul ^¬ querschnitts, in welchem eine zweite exemplarische Anordnung einer Akkumulatorzelleneinheit 14 dargestellt ist.

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 aus- gebildet 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 Außenwandele ^¬ ment 36 ist, und sind sowohl mit dem Außenwandelement 36 als auch mit dem Innenwandelement 38 verbunden.

FIG 6 zeigt noch einen anderen Ausschnitt eines Wagenkastenmodulquerschnitts, in welchem eine dritte exemplarische An ^¬ ordnung einer Akkumulatorzelleneinheit 14 dargestellt ist.

In diesem Ausführungsbeispiel weist das Wagenkastenmodul ei ^¬ nen 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.

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 ein- zelnen Akkumulatorzellen 58 entlang eines Bogens angeordnet sind, der einen gleichen Krümmungsradius aufweist wie der ge ^¬ krümmte Modulbereich 48. Zudem ist die

Akkumulatorzelleneinheit 14 lediglich mit dem Innenwandele ^¬ ment 38 verbunden.

FIG 7 zeigt einen weiteren Ausschnitt eines Wagenkastenmodul ^¬ querschnitts, in welchem eine vierte exemplarische Anordnung einer Akkumulatorzelleneinheit 14 dargestellt ist. Die Tragstrukturelemente 40 sind in diesem Ausführungsbei ^¬ spiel schräg zum Außenwandelement 36 und zum Innenwandelement 38 ausgerichtet. Die Akkumulatorzelleneinheit 14 ist an die schräge Ausrichtung der Tragstrukturelemente 40 anpasst, in ^¬ dem die Akkumulatorzellen 58 der Akkumulatorzelleneinheit 14 in Form eines Dreiecksprismas angeordnet sind.

FIG 8 zeigt noch einen weiteren Ausschnitt eines Wagenkasten- modulquerschnitts , in welchem eine fünfte exemplarische An ^¬ ordnung einer Akkumulatorzelleneinheit 14 dargestellt ist.

In diesem Ausführungsbeispiel ist die

Akkumulatorzelleneinheit 14 außerhalb des vom Außenwandele- ment 36 und vom Innenwandelement 38 begrenzten Raums 52 ange ^¬ ordnet. Die einzelnen Akkumulatorzellen 58 der

Akkumulatorzelleneinheit 14 sind über-/nebeneinander am In ^¬ nenwandelement 38 angeordnet und mit diesem verbunden. Dabei bildet die Akkumulatorzelleneinheit 14 einen Teil einer in einem Fahrgastraum sichtbaren Innenverkleidung.

Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele ein- geschränkt und andere Variationen können hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.