(57)【要約】【課題】簡単な構造であり、かつ、冷却効率の高い電池用スペーサ、これを備えた電池モジュール及び電池モジュールの製造方法を提供する。【解決手段】櫛歯状治具（７）に着脱可能な複数の棒状部材（３１）からなるスペーサ（３）を、各単位電池（２）間に等ピッチで平行に配置し、隣り合う棒状部材（３１）と隣り合う単位電池（２）とにより囲われる空間が冷却媒体用流路（３２）として形成される。そして、冷却媒体用流路（３２）に冷却媒体が通過することで、冷却媒体が両側の単位電池（２）に直接接触することで、単位電池（２）を効率良く冷却できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単位電池を複数積層し、隣り合う各単位電池間にスペーサを配した電池モジュールにおいて、
前記スペーサは、所定方向に延伸する複数の棒状部材からなり、
前記棒状部材は、積層方向の前後に当接する２つの前記単位電池に挟持され、
隣り合う前記棒状部材間が、冷却媒体用流路として形成されてなることを特徴とする電池モジュール。
【請求項２】
前記単位電池が、積層方向の前面が正極又は負極のいずれか一方を、後面が他方の極を有し、
前記棒状部材が、導電性であることを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。
【請求項３】
前記スペーサは、前記各単位電池間への固定前において、前記各棒状部材が着脱可能な櫛歯状治具に保持され、
前記各単位電池間への固定後に、前記櫛歯状治具を脱してなることを特徴とする請求項１又は２に記載の電池モジュール。
【請求項４】
前記棒状部材の軸方向断面が、矩形形状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電池モジュール。
【請求項５】
前記矩形形状が、正方形又は、積層方向に平行な辺が他方の辺よりも短い長方形であることを特徴とする請求項４に記載の電池モジュール。
【請求項６】
前記棒状部材の少なくとも一部が、積層方向断面が波形の板材により形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池モジュール。
【請求項７】
前記棒状部材が、前記各単位電池間に等ピッチで平行に配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電池モジュール。
【請求項８】
前記棒状部材の配置が、前記各単位電池の両端部に配置するピッチよりも、同中央部に配置するピッチが広いことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電池モジュール。
【請求項９】
前記棒状部材の積層方向断面が、両先端から中心にかけて膨らんだ形状であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の電池モジュール。
【請求項１０】
前記単位電池が、ニッケル水素電池であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか1項に記載の電池モジュール。
【請求項１１】
単位電池を複数積層してなる電池モジュールの製造方法であって、
前記単位電池と、あらかじめ櫛歯状治具に嵌着された複数の棒状部材からなるスペーサを積層して単位電池集積体を形成する工程と、
前記単位電池集積体を積層方向に押圧する工程と、
前記単位電池集積体を押圧した後、前記櫛歯状治具を前記棒状部材から脱する工程と、を備えたことを特徴とする電池モジュールの製造方法。
【請求項１２】
単位電池を複数積層してなる電池モジュールの製造方法であって、
前記単位電池と、あらかじめ櫛歯状治具に嵌着された複数の棒状部材からなるスペーサを積層して単位電池集積体を形成する工程と、
前記単位電池集積体の積層方向両端部に、該単位電池集積体を両側から挟着するための挟着プレートを配する工程と、
前記挟着プレートの積層方向断面は、前記単位電池の同断面よりも側方向に大きく、該挟着プレートの両側部にはボルトを挿通するための貫通孔が設けられており、前記挟着プレートを介して積層方向に前記単位電池集積体を押圧する工程と、
前記単位電池集積体を押圧した後、前記挟着プレート間に前記ボルトを連通させ、前記単位電池集積体を積層方向両端から挟着するように、前記ボルトにより両端の前記挟着プレートとを締結する工程と、
前記ボルトと前記挟着プレートとの締結後に、前記櫛歯状治具を前記棒状部材から脱する工程と、を備えたことを特徴とする電池モジュールの製造方法。
【請求項１３】
前記櫛歯状治具が、可撓性であることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の電池モジュールの製造方法。
【請求項１４】
前記櫛歯状治具の櫛歯部分の先端が、鋭角又は丸みを帯びて形成されていることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の電池モジュールの製造方法。
【請求項１５】
前記櫛歯状治具の櫛歯部分の周面角部が、面取りされて形成されていることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の電池モジュールの製造方法。
【請求項１６】
単位電池を複数積層してなる電池モジュールの、隣り合う単位電池間に配し、単位電池を冷却するための冷却媒体用流路を形成する電池用スペーサであって、
所定方向に延伸する複数の棒状部材からなり、
前記棒状部材は、積層方向の前後に当接する２つの前記単位電池に挟持され、
隣り合う前記棒状部材間を、前記冷却媒体用流路として用いることを特徴とする電池用スペーサ。
【請求項１７】
前記棒状部材が、導電性であることを特徴とする請求項１６に記載の電池用スペーサ。
【請求項１８】
前記スペーサは、前記各単位電池間への固定前において、前記棒状部材が着脱可能な櫛歯状治具に保持され、
前記単位電池への固定後に、前記治具を脱することを特徴とする請求項１６又は１７に記載の電池用スペーサ。
【請求項１９】
前記棒状部材が、前記各単位電池間に等ピッチで平行に配置されていることを特徴とする請求項１６〜１８のいずれか１項に記載の電池用スペーサ。
【請求項２０】
前記櫛歯状治具が、可撓性であることを特徴とする請求項１８又は１９に記載の電池用スペーサ。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池モジュール、電池モジュールの製造方法および電池用スペーサに関し、特に、単位電池を複数積層してなる電池モジュール、その製造方法および積層する単位電池間に配する電池用スペーサに関する。
【背景技術】
【０００２】
単位電池を複数積層してなる電池モジュールは、従来、種々提案されている。この種の電池モジュールは、電気製品からハイブリッド車，鉄道車両，マイクログリッドシステムに至るまで、様々に用いられている。特に、ハイブリッド車や鉄道車両，マイクログリッドシステムなどにおいては、電池モジュールに高出力，大容量のものが要求されるため、このような電池モジュールにはエネルギー密度の高いニッケル水素電池やリチウムイオン電池などが用いられている。
【０００３】
一方、これらニッケル水素電池やリチウムイオン電池は大電流を流すため、電池が発熱し高温となる場合がある。特に、鉄道車両やマイクログリッドシステムなどに用いる場合、電池が大型となるため、このような大型電池を積層した大型の電池モジュールは、電池を冷却するための冷却構造を採用したものが提案されている。
【０００４】
この種の先行技術として、上下方向に貫通する空気の流通経路を複数設け、導電材として、表面をニッケルメッキした電池の放熱用仕切り板を用いた冷却構造が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
また、その他の先行技術として、積層した単位電池間に、金属板の片側若しくは両側に冷却媒体用流路を設けた放熱プレートを配した二次電池モジュールが提案されている（例えば、特許文献２）。特許文献２の二次電池モジュールは、冷却媒体によって単位電池を直接冷却できる放熱プレートを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１７１６２８号公報（図１，図４参照）
【特許文献２】特開２００６−２７８３３０号公報（図１，図３，図５参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の放熱用仕切り板は、流通経路として多数の中空部を有する形状のものをアルミ等の金属材により押出一体成形（以下、一体成形）しているため、製造コストが大きい。さらに、表面全体および中空部内部にニッケルメッキを施して製造するため、製造コストがさらに大きくなる。
【０００８】
また、特許文献１の放熱用仕切り板は、まず流通経路を通る冷却媒体によって放熱用仕切り板を冷却し、その冷却された放熱用仕切り板によって電池を冷却する。つまり、電池が放熱用仕切り板を介して間接的に冷却されるため、電池を直接冷却する場合に比べると、冷却効率が低い。
【０００９】
一方、特許文献２の放熱プレートは一体成形であるため、特許文献１の放熱用仕切り板と同様の課題がある。また、この放熱プレートは、冷却媒体によって片方又は両方の単位電池を直接冷却できるが、冷却媒体用流路（クーリングチャネル）を形成するための基材部（特許文献２の図３左側の半円切り欠きのない部分、図５中央の土台部）が必須の構成となる。電池モジュール全体のサイズを小型化する際、基材部も小型化しなければならないが、構造上、基材部の小型化が困難な場合がある。さらに、冷却媒体は単位電池を冷却するだけでなく、基材部も冷却することとなり、その分単位電池の冷却効率は低下する。
【００１０】
上記のように、特許文献１又は２に開示されている放熱板（放熱用仕切り板又は放熱プレート）には、以下の点で改良すべき余地がある。
（１）複雑な断面構造を有する一体成形された放熱板であり、製造コストがかかる。
（２）電池が放熱板を介して間接的に冷却されるため、電池を直接冷却する場合に比べ、冷却効率が低下する。
（３）基材部が必須の構成となり、電池モジュール全体のサイズを小型化する際、基材部の板厚やその存在自体が電池モジュールの小型化の妨げとなる場合がある。また、冷却媒体は、単位電池の冷却には直接関係しない基材部をも冷却する。
【００１１】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、簡単な構造の放熱板をスペーサとして用いることにより、低コストで冷却効率が高い電池モジュール、電池モジュールの製造方法および電池用スペーサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために本発明に係る電池モジュールは、単位電池を複数積層し、隣り合う各単位電池間にスペーサを配した電池モジュールにおいて、前記スペーサは、所定方向に延伸する複数の棒状部材からなり、前記棒状部材は、積層方向の前後に当接する２つの前記単位電池に挟持され、隣り合う前記棒状部材間が、冷却媒体用流路として形成されてなることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、簡単な構造の棒状部材を、各単位電池間に間隔をあけて複数配置することで、隣り合う単位電池と隣り合う棒状部材とにより囲われる空間を、冷却媒体の流路として形成することができる。また、冷却媒体が直接単位電池に接触するため、冷却効率が高い。
【００１４】
ここで、以下語句について簡単に説明する。
・「積層方向」とは、単位電池を積層する方向をいう。
・「冷却媒体」とは、単位電池を冷却するための流体をいい、空気などの気体や、シリコン油、電気絶縁油、ＰＣＢ油などの液体をいう。
【００１５】
請求項２に係る電池モジュールは、前記単位電池が、積層方向の前面が正極又は負極のいずれか一方を、後面が他方の極を有し、前記棒状部材が、導電性であることを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、積層方向における単位電池の前後面が、正極板・負極板で構成された単位電池を用いる場合、この棒状部材を導電性とすれば、各単位電池を電気的に接続することが容易にできる。つまり、この棒状部材が、隣り合う単位電池の対向する正極板と負極板とに当接することにより、これら単位電池を電気的に接続できる。
【００１７】
請求項３に係る電池モジュールは、前記スペーサは、前記各単位電池間への固定前において、前記各棒状部材が着脱可能な櫛歯状治具に保持され、前記各単位電池間への固定後に、前記櫛歯状治具を脱してなることを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、単位電池への固定前において、スペーサを構成する各棒状部材が上下の櫛歯状治具に保持されており、複数の棒状部材を一体として単位電池間に配置することができるため、スペーサの配置が容易である。そして、単位電池間へスペーサを固定した後に、櫛歯状治具を脱することで、容易にスペーサとしての各棒状部材を所定の位置に固定できる。ここで、「櫛歯状治具」とは、一方に複数の櫛歯が突出した櫛形の治具をいい、櫛歯と櫛歯の間に棒状部材が保持される。
【００１９】
なお、櫛歯状治具の材質としては、棒状部材が保持でき、かつ、棒状部材が着脱可能なものが好ましい。このような材質として、合成ゴムやポリプロピレン，ポリエチレン，シリコンゴムなどを用いることができる。
【００２０】
請求項４に係る電池モジュールは、前記棒状部材の軸方向断面が、矩形形状であることが好ましい。
【００２１】
この構成によれば、棒状部材を単位電池に容易に設置でき、単位電池にしっかりと固定できる。
【００２２】
請求項５に係る電池モジュールは、前記矩形形状が、正方形又は、積層方向に平行な辺が他方の辺よりも短い長方形であることが好ましい。
【００２３】
この構成によれば、棒状部材を単位電池に設置した際、棒状部材へ横方向の力が生じた場合にも、棒状部材が横に倒れにくい。要するに、棒状部材の軸方向断面を、積層方向に平行な辺の長さ寸法を他辺の長さ寸法以下（正方形又は横に長い長方形）にすることで、せん断力に強い棒状部材とできる。
【００２４】
請求項６に係る電池モジュールは、前記棒状部材の少なくとも一部が、積層方向断面が波形の板材により形成されてもよい。
【００２５】
この構成によれば、単位電池の積層方向において、棒状部材の断面が波形となり、横に倒れにくい。また、棒状部材の表面積が大きくなるため、冷却媒体に接触する面積も大きくなり、棒状部材の冷却が促進される。さらに、積層方向断面の面積が大きくなり、電気伝導率も高くなる。
【００２６】
請求項７に係る電池モジュールは、前記棒状部材が、前記各単位電池間に等ピッチで平行に配置されることが好ましい。
【００２７】
この構成によれば、棒状部材の配置が容易で、冷却媒体用流路を均等に形成でき、単位電池全体を均一に冷却することができる。
【００２８】
請求項８に係る電池モジュールは、前記棒状部材の配置が、前記各単位電池の両端部に配置するピッチよりも、同中央部に配置するピッチが広いこととしてもよい。
【００２９】
この構成によれば、単位電池の中央部が、両端部よりも冷却媒体と接触する面積が大きくなり、中央部を積極的に冷却できる。なお、一般的に電池の両端部は熱が放出されやすく、中央部は熱がこもりやすい。
【００３０】
請求項９に係る電池モジュールは、前記棒状部材の積層方向断面が、両先端から中心にかけて膨らんだ形状であってもよい。
【００３１】
この構成によれば、棒状部材が両先端から中心にかけて膨らんだ形状の棒形となり、横に倒れにくくなる。一方で、冷却媒体用流路は中心部の幅が狭くなるため、冷却媒体が中心部を通過する際に冷却媒体の流速が上がり、電池をより冷却できる。
【００３２】
請求項１０に係る電池モジュールは、前記単位電池が、ニッケル水素電池であってもよい。
【００３３】
この構成によれば、単位電池のエネルギー密度が高く、高出力の電池モジュールとできる。
【００３４】
請求項１１に係る電池の製造方法は、単位電池を複数積層してなる電池モジュールの製造方法であって、前記単位電池と、あらかじめ櫛歯状治具に嵌着された複数の棒状部材からなるスペーサを積層して単位電池集積体を形成する工程と、前記単位電池集積体を積層方向に押圧する工程と、両端の前記圧縮板を介して積層方向に単位電池集積体を押圧する工程と、前記単位電池集積体を押圧する工程と、前記単位電池集積体を押圧した後、前記櫛歯状治具を前記棒状部材から脱する工程と、を備えたことを特徴とする。
【００３５】
この構成によれば、簡単な構造の棒状部材を、各単位電池間に間隔をあけて複数配置することで、隣り合う単位電池と隣り合う棒状部材とにより囲われる空間を、冷却媒体の流路として形成した電池を容易に製造することができる。具体的には、単位電池の集積体を押圧する前において、スペーサを構成する各棒状部材の端部が櫛歯状治具に保持されているため、スペーサの取り扱いや配置が容易となる。そして、単位電池の集積体を押圧して単位電池間にスペーサを固定した後に、櫛歯状治具を脱することで、容易にスペーサとしての各棒状部材を所定の位置に配置できる。また、冷却媒体が直接単位電池に接触するため、冷却効率が高い。
【００３６】
請求項１２に係る電池の製造方法は、単位電池を複数積層してなる電池モジュールの製造方法であって、前記単位電池と、あらかじめ櫛歯状治具に嵌着された複数の棒状部材からなるスペーサと、を積層して単位電池集積体を形成する工程と、前記単位電池集積体の積層方向両端部に、該単位電池集積体を両側から挟着するための挟着プレートを配する工程と、前記挟着プレートの積層方向断面は、前記単位電池の同断面よりも側方向に大きく、該挟着プレートの両側部にはボルトを挿通するための貫通孔が設けられており、前記挟着プレートを介して積層方向に前記単位電池集積体を押圧する工程と、前記単位電池集積体を押圧した後、積層方向両端部に配した前記挟着プレート間に前記ボルトを連通させ、前記単位電池集積体を積層方向両端から挟着するように、前記ボルトにより両端の前記挟着プレートを締結する工程と、前記ボルトと前記挟着プレートとの締結後に、前記櫛歯状治具を前記棒状部材から脱する工程と、を備えたことを特徴とする。
【００３７】
この構成によれば、上記請求項１１と異なる構成の電池についても、同様の効果が期待できる。
【００３８】
請求項１３に係る電池の製造方法は、前記櫛歯状治具が、可撓性であることが好ましい。
【００３９】
この構成によれば、櫛歯状治具を可撓性のものとすることで、棒状部材を保持でき、かつ、棒状部材を容易に着脱できる。
【００４０】
請求項１４に係る電池の製造方法は、前記櫛歯状治具の櫛歯部分の先端が、鋭角又は丸みを帯びて形成されることが好ましい。
【００４１】
この構成によれば、櫛歯状治具の櫛歯部間に棒状部材を長手方向に沿って嵌め込む際、棒状部材がガイドされスムーズに嵌め込むことができる。
【００４２】
請求項１５に係る電池の製造方法は、前記櫛歯状治具の櫛歯部分の周面角部が、面取りされて形成されてもよい。
【００４３】
この構成によれば、櫛歯状治具の櫛歯部間に棒状部材を厚み方向に沿って嵌め込む際、棒状部材がガイドされスムーズに嵌め込むことができる。
【００４４】
請求項１６に係る電池用スペーサは、単位電池を複数積層してなる電池の、隣り合う単位電池間に配し、単位電池を冷却するための冷却媒体用流路を形成する電池用スペーサであって、所定方向に延伸する複数の棒状部材からなり、前記棒状部材は、積層方向の前後に当接する２つの前記単位電池に挟持され、隣り合う前記棒状部材間を、前記冷却媒体用流路として用いることを特徴とする。
【００４５】
この構成によれば、簡単な構造の棒状部材を、各単位電池間に間隔をあけて複数配置することで、隣り合う単位電池と隣り合う棒状部材とにより囲われる空間を、冷却媒体の流路として形成することができる。また、冷却媒体が直接単位電池に接触するため、冷却効率が高い。
【００４６】
請求項１７に係る電池用スペーサは、前記棒状部材が、導電性であることを特徴とする。
【００４７】
請求項１８に係る電池用スペーサは、前記スペーサは、前記各単位電池間への固定前において、前記棒状部材が着脱可能な櫛歯状治具に保持され、前記単位電池への固定後に、前記櫛歯状治具を脱することを特徴とする。
【００４８】
請求項１９に係る電池用スペーサは、前記棒状部材が、前記各単位電池間に等ピッチで平行に配置されることが好ましい。
【００４９】
請求項２０に係る電池用スペーサは、前記櫛歯状治具が、可撓性であることが好ましい。
【発明の効果】
【００５０】
以上のように、本発明に係る電池モジュール、電池モジュールの製造方法および電池用スペーサは、次のような優れた効果がある。
・簡単な構造のスペーサを用いて電池の冷却効率を向上でき、低コスト化できる。
・電池が冷却媒体により直接冷却されるため、冷却効率が高くなる。
・各棒状部材を繋ぐための基材部が不要であり、電池を小型化できる。また、冷却媒体は基材部を冷却しないので、冷却効率が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態に係る電池モジュールの斜視図である。
【図２】（ａ）は、スペーサを櫛歯状治具に嵌めた状態の正面図である。（ｂ）は、同スペーサを単位電池に接続した状態の平面図である。（ｃ）は、同スペーサ端部を一部拡大した斜視図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は、本発明の実施形態に係る電池モジュールにおいて、スペーサの棒状部材の形状を変えた変形例を示す正面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態に係る電池モジュールにおいて、櫛歯状治具の櫛歯部形状を変えた変形例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る電池モジュールにおけるスペーサ内の冷却媒体（空気）の流れを示す斜視図である。
【図６】図５の電池モジュールにおける単位電池内の熱の流れ方向を示す平面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る電池モジュールに取り付ける、強制冷却ファンと風洞により冷却を行う冷却ユニットの斜視図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態に係る電池モジュールにおいて、スペーサの棒状部材の形状や配置を変えた変形例を示す正面図である。
【図９】本発明の実施形態に係る電池モジュールの製造プロセスを示す斜視図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る電池モジュールの変形例の製造プロセスを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
以下、本発明に係る電池モジュール及び電池モジュールの製造方法並びに電池用スペーサの実施形態について、図面に基づき説明する。なお、本発明は下記実施形態に限定されるものではない。
【００５３】
［電池モジュールの構成］
図１に示すように、電池モジュール１は、単位電池２、スペーサ３、圧縮板４、側面板５、補強板６とを主要な構成要素とする。具体的には、単位電池２とスペーサ３とを交互に積層して単位電池集積体１１を構成し、単位電池集積体１１の両端に集電板，絶縁板，圧縮サポート板（図示せず）を介して圧縮板４が配され、左右側面を側面板５で、上下面を補強板６で覆われて電池モジュール１が構成される。なお、本実施形態において、単位電池２等を積層する積層方向は図１のＸ方向をいう。
【００５４】
・単位電池２
単位電池２は、密閉型のニッケル水素電池である。図６に示すように、単位電池２は、積層方向Ｘの前後に、導電性の良い金属からなる正極集電体２１と負極集電体２３とが対向して設けられている。これら正極集電体２１と負極集電体２３との間には、イオンは透過するが電子を透過しない蛇腹状のセパレータ２５が交互に両集電体に近接するように配置され、これにより正極部と負極部とに区画されている。そして、セパレータ２５と正極集電体２１とで形成される各空間には電解質溶液とともに正極活物質を含有する正極シート２２が配置され、セパレータ２５と負極集電体２３とで形成される区画される空間には電解質溶液とともに負極活物質を含有する負極シート２４が配置され、正極シート２２と負極シート２４とがセパレータ２５を挟んで交互に組み込まれている。なお、正極集電体２１と負極集電体２３は、それぞれ正極シート２２及び負極シート２４と接触し、それぞれ正極，負極を構成する。したがって、各単位電池２を、正極集電体２１と負極集電体２３とが対向するように積層することで、各単位電池２を電気的に接続することができるし、各単位電池２間に導電性のスペーサ（棒状部材３１）を介してもよい。
【００５５】
なお、本実施形態において、正極シート２２は、例えば、正極活物質と導電性フィラー（導電材）と樹脂とに溶剤を加えてペースト状にしたものを基板上に塗布して板状に成形し、硬化させたものである。負極シート２４は、たとえば、負極活物質と導電性フィラーと樹脂とに溶剤を加えてペースト状にしたものを基板上に塗布して板状に成形し、硬化させたものである。
【００５６】
正極活物質および負極活物質としては、すべての公知の活物質材料を用いることができる。導電性フィラーとしては、炭素繊維、炭素繊維にニッケルメッキしたもの、炭素粒子、炭素粒子にニッケルメッキしたもの、有機繊維にニッケルメッキしたもの、繊維状ニッケル、ニッケル粒子、ニッケル箔などを単独または組み合わせて用いることができる。樹脂としては、軟化温度１２０℃までの熱可塑性樹脂、硬化温度が常温から１２０℃までの樹脂、蒸発温度１２０℃以下の溶剤に溶解する樹脂、水に可溶な溶剤に溶解する樹脂、アルコールに可溶な溶剤に溶解する樹脂などを用いることができる。基板としては、アルミ板、ニッケルメッキを施したアルミ板、ニッケル板などの導電性のある金属板などを用いることができる。
【００５７】
・スペーサ３
図２（ａ）に示すように、本実施形態に係るスペーサ３は、導電性の棒状部材３１からなる。棒状部材３１には、アルミニウム材、ニッケルメッキを施したアルミニウム材、ニッケル材などの導電性を有する材料を用いることができる。各単位電池２への固定前において、棒状部材３１は一対の櫛歯状治具７により、上下端部が保持される。そして、各単位電池２間へ固定された後、櫛歯状治具７を棒状部材３１から抜き取ることで、棒状部材３１を各単位電池２間に各々等ピッチで平行に配置することができる。
【００５８】
なお、本実施形態においては、単位電池２の高さ方向に延伸した棒状部材３１を、単位電池２の横方向に等ピッチで配置しているが、これに限定されず、たとえば単位電池２の横方向に延伸した棒状部材を、単位電池２の高さ方向に等ピッチで配置してもよい。
【００５９】
また、スペーサ３は、あらかじめ櫛歯状治具７に棒状部材３１を嵌着させた組立状態で一部品として扱う。こうすれば、単位電池２を積層する際に挟み込むのが容易で作業コストを抑えることができる。また、櫛歯状治具７は、使用後に、再び棒状部材３１を嵌着させ使用することができ、リサイクルが可能である。したがって、材料コストを抑えることができる。
【００６０】
さらに、図１に示す電池モジュール１や単位電池２に設計変更が生じた結果、スペーサ３に設計変更が生じる場合であっても、図２（ａ）に示すスペーサ３の棒状部材３１の配置や形状は柔軟に設計変更できるので、電池モジュール１の構成を柔軟に設計変更することができる。
【００６１】
図２（ｂ）は棒状部材３１を各単位電池２間に設置した状態の平面図である。図２（ｂ）に示すように、棒状部材３１の軸方向断面は略正方形である。また、図２（ｂ）に示すように、隣り合う単位電池２と隣り合うスペーサ３とにより空間が形成され、この空間が冷却媒体を流通するための流路３２となる。本実施形態では、冷却媒体として空気を用いる。なお、棒状部材３１が単位電池２間に各々等ピッチで平行に配置されているため、流路３２は単位電池２の各部において均一に形成され、単位電池２の各部を均一に冷却できる。
【００６２】
また、棒状部材３１は拍子木形状の金属片からなるため、安価に製造できる。従来の放熱板は、一体成形されているので、放熱板の一部に不具合がある場合、放熱板全体を取り替える必要があるが、本実施形態の場合、不具合のある棒状部材３１のみを取り替えればよく、コストダウンが図れる。さらに、棒状部材３１は単純な形状（拍子木形状）であるため、加工精度の高い棒状部材３１を製造でき、サイズの制限など棒状部材３１の製造に伴う制約を少なくすることができる。加えて、従来のスペーサにおいて中空部を構成するための基材部がなくなるので、その厚さの分だけ、本実施形態では、スペーサ３を薄くでき、全体として積層方向に電池モジュールを小型化できる。
【００６３】
櫛歯状治具７の材質は、棒状部材３１を保持できるよう摩擦がとれ、かつ、棒状部材３１から容易に抜き取れるようにある程度の変形が可能な可撓性のあるものがよい。また、櫛歯状治具７の材質は、棒状部材３１の保持・抜き取りを繰り返し可能とするものが好ましい。このような材質として、ポリプロピレンやポリエチレン、合成ゴム、シリコンゴムなどを用いることができる。
【００６４】
また、図２（ｃ）に示すように、櫛歯状治具７の積層方向Ｘの厚さ寸法は、棒状部材３１の同方向の厚さ寸法よりも小さくしている。この構成のため、スペーサを固定した後でも、棒状部材３１から櫛歯状治具７を抜き取る際に、櫛歯状治具７が単位電池２に干渉せず、抜き取りやすい。
【００６５】
ところで、図１に示すように、本実施形態においては、単位電池２とスペーサ３とを積層してなる単位電池積層体１１に取り付ける側面板５の積層方向断面が、コの字形状（略矩形枠の一方を開口した形状）である。この場合は、櫛歯状治具７を棒状部材３１から抜き取る際に、側面板５に干渉しないよう、櫛歯状治具７の横寸法を単位電池２の横寸法よりも短い構成にするとよい。さらに、そのままでは単位電池２の両側部に棒状部材３１を設置することができないため、単位電池２の両側部には手作業により棒状部材３１を設置する。もしくは、櫛歯状治具７の両端に保持される棒状部材３１については、棒状部材３１の中央部に外方に向けた突出部となる部材をプレスや溶接，接着剤などにより取付線（破線）に沿って、あらかじめ取り付けた棒状部材３３を用いてもよい（図３（ａ））。このように櫛歯状治具や棒状部材の形状を柔軟に調整することでスペーサ３と周辺部材に合わせた形で設置できる。
【００６６】
・圧縮板４
図１に示すように、本実施形態に係る圧縮板４は、鋼板からなり、中央部に円形の開口部４１を有し、周縁部にボルト孔４２、両側面及び積層方向Ｘに向かってボルト孔４３を有する。また圧縮板４の断面形状は、単位電池２の断面形状と略同一である。圧縮板４は、単位電池積層体１１の両端に集電板，絶縁板，圧縮サポート板（図示せず）を順に介在させて設置する。そして、圧縮板４を介して単位電池積層体１１を両端から大きな力で押圧し、両端の圧縮板４と側面板５とをボルト固定する。なお、単位電池２及びスペーサ３は、この押圧により圧縮固定される。
【００６７】
・側面板５
図１に示すように、本実施形態に係る側面板５は、単位電池２の積層方向断面がコの字形状の鋼板であり、圧縮板４とボルト固定するための貫通孔５１と、補強板６とボルト固定するための貫通孔５２とを有し、単位電池積層体１１の両側に設置する。
【００６８】
・補強板６
図１に示すように、本実施形態に係る補強板６は、単位電池２の積層方向断面がコの字形状の鋼板であり、側面板５とボルト固定するための貫通孔６１と、電池モジュール１の吊り上げ時に必要なアイボルトを取り付けるための貫通孔（図示せず）とを有する。また、補強板６は単位電池積層体１１に側面板５を取り付けた後、上下に取り付ける。
【００６９】
（スペーサ３の変形例）
なお、図３（ｂ）に示すように、上記構造のスペーサ３の棒状部材３１に代えて、単位電池の積層方向断面が波形の板材により形成されたスペーサを用いてもよい。このようにすれば、積層方向断面の面積が大きくなるため、電気伝導率も向上する。さらに、波形の板材の同図における側面の表面積が、上記棒状部材３１に比べて大きいので、空気に接触する面積を大きくとれる。よって、スペーサ３の冷却が促進され、単位電池２の冷却効率を向上できる。
【００７０】
（櫛歯状治具７の変形例）
また、図４（ａ），（ｂ）に示すように、櫛歯状治具７の各櫛歯部７１の先端形状を、鋭角とすることや、丸みを帯びた形状とすることもできる。このようにすれば、あらかじめ櫛歯状治具７に棒状部材３１を長手方向に沿って嵌め込む際に、棒状部材３１が櫛歯部７１間にガイドされるため、作業性がよい。
【００７１】
さらに、図４（ｃ），（ｄ）に示すように、櫛歯状治具７の各櫛歯部７１の周面角部を、面取りした形状とすることもできる。このようにすれば、あらかじめ櫛歯状治具７に棒状部材３１を厚み方向に沿って嵌め込む際にも、棒状部材３１が櫛歯部７１間にガイドされる。
【００７２】
なお、本実施形態においては、単位電池２とスペーサ３とを横方向Ｘに積層しているが、これに限定されず、たとえば単位電池２とスペーサ３とを上下方向に積層してもよい。上下方向に積層する場合、図４（ｃ），（ｄ）に示す櫛歯状治具７を用いると、棒状部材３１の配置がしやすい。
【００７３】
［冷却構造］
次に、本実施形態に係る冷却構造について説明する。図５に示すように、空気が、棒状部材３１と単位電池２とに囲われた流路３２を下から上へ流通し、単位電池２を冷却する。この時、空気が棒状部材３１を冷却して、冷却された棒状部材３１が当接する単位電池２を表面から冷却する、と同時に、空気が単位電池２に直接接触することでも単位電池２を表面から冷却する。なお、単位電池２は図６に示す構成をとるため、電池反応の結果、単位電池２の正極シート２２又は負極シート２４に発生した熱は、図６に示す矢印の方向に伝達されて、正極集電体２１や負極集電体２３で空気に触れ、外部に放出されるので、効率的に単位電池２を冷却することができる。このように単位電池２を冷却することで、単位電池２の温度を、電池反応がスムーズに実行できる適正な範囲に維持することができる。
【００７４】
また、特許文献１などのように従来の電池モジュールの冷却構造においては、まず空気が放熱板を冷却し、続いて放熱板が単位電池を冷却する。一方、本発明の冷却構造は、空気が単位電池２を直接冷却することができるため、従来の冷却構造よりもさらに冷却効率を向上できる。
【００７５】
（冷却構造の変形例１）
本実施形態において、更に冷却効率を向上させるための構造の例を図７に示す。図７は、強制冷却を行う吸気ファン８１と風洞(空気流通空間)８２，８３とを備えた冷却ユニット８の構成を示した斜視図である。冷却ユニット８の内部に、図１に示す電池モジュール１を配置することで、吸気ファン８１によって下部空気流通空間８２に吸い込まれた空気が、単位電池積層体１１内の流路３２を通過し、上部空気流通空間８３を経て外部に放出される。なお、図７において、矢印は空気の流れる方向を示す。このように、電池モジュールを強制冷却する構造をさらに設けることで、冷却効率を一層高めることができる。
【００７６】
（冷却構造の変形例２）
図２（ａ）に示すように、本実施形態に係る本実施形態において、スペーサ３の棒状部材３１は各々等ピッチで平行に設置されているが、この棒状部材３１の形状又は配置を変えた変形例を以下に示す。
【００７７】
（ａ）図８（ａ）は、棒状部材３１のピッチについて、単位電池の中央部を端部に比べ広くした変形例である。このようにすれば、単位電池の中央部における空気の流量が端部における空気の流量に比べて大きくなるため、比較的高温となる中央部を積極的に冷却できる。
【００７８】
（ｂ）図８（ｂ）は、棒状部材３１の形状が、上下両端部から中心部にかけて膨らんだ形状とした変形例である。このようにすれば、流路３２を通過する空気の速度が、単位電池の下部に比べて、単位電池の中心部において速くなる。そうすると、比較的高温となる単位電池の中心部を積極的に冷却できる。
【００７９】
（ｃ）図８（ｃ）は、両端の棒状部材３１はそのままで、それ以外の棒状部材３１の中心部を切除した変形例である。このようにすれば、単位電池の端部及び中央部の流路３２を通過した空気が中心部で混ざり合うことで、空気の温度が均一化し、その空気を各流路３２の上部へ一様に流すことができる。
以上、図８（ａ）〜（ｃ）の変形例によれば、特に単位電池が大型化した場合に、単位電池内部にこもる熱を効率よく放出することができる。
【００８０】
［電池モジュール１の製造方法］
続いて、本実施形態に係る電池モジュール１の製造方法について、図９を用いて説明する。図９は、電池モジュールの製造工程を示す図である。なお、本実施形態で、電池モジュール１は単位電池２を４個積層した場合を対象としているが、これに限定されるものではない。
【００８１】
・工程Ｉ
図９（Ｉ）および（ＩＩ）に示すように、まず、単位電池２と、上下の櫛歯状治具７によりあらかじめ棒状部材３１が保持された状態のスペーサ３とを積層して単位電池集積体１１を成形する。この時、各単位電池２の向きを揃えることに注意する。各単位電池２の向きとは、正極面と負極面との向きを言い、各単位電池２の正極面と負極面とが対向する向きで積層する。すなわち、導電性のスペーサ３を介して、電池モジュール１のすべての単位電池２が直列接続されるように、単位電池２の向きを揃えて積層する。
【００８２】
・工程ＩＩ
次に、単位電池積層体１１の両端に、集電板，絶縁板，圧縮サポート板（図示せず），の順に介在させ圧縮板４を配置し、両端から圧縮板４を介して単位電池積層体１１を押圧する。
【００８３】
・工程ＩＩＩ
そして、押圧した状態で、圧縮板４を含めた単位電池積層体１１の両側面に、側面板５を取り付け、圧縮板４と側面板５とをボルト固定する。これにより、単位電池２とスペーサ３の棒状部材３１とが圧縮固定された状態となる。
【００８４】
・工程ＩＶ
続いて、図９（ＩＩＩ）に示すように、各スペーサ３の棒状部材３１を保持している櫛歯状治具７を上下方向に抜き取る。
【００８５】
・工程Ｖ
最後に、図９（ＩＶ）に示すように、単位電池積層体１１の上下より補強板６を取り付け、補強板６と側面板５とを貫通孔６１を介してボルト固定して、図９（Ｖ）に示す単位電池モジュール１が完成する。
以上の工程により、スペーサとしての棒状部材３１を設置手法にばらつきのない形で容易に配置でき、電池モジュール１を製造することができる。
【００８６】
（電池モジュールの製造方法の変形例）
上記は、単位電池積層体１１を圧縮板４とコの字形状の側面板５と補強板６とにより固定した単位電池モジュール１の製造工程であるが、これら圧縮板４，側面板５，補強板６を用いない単位電池モジュール１’の製造工程の一例について、図１０を用いて説明する。単位電池モジュール１’は、単位電池積層体１１’が両端部の挟着プレート９により圧縮固定されるものである。
【００８７】
・工程I
まず、図１０（Ｉ）および（ＩＩ）に示すように、単位電池２’と、上下の櫛歯状治具７’により棒状部材３１’が保持された状態のスペーサ３’とエンドプレート４’と、を交互に積層して単位電池集積体１１’を成形する。
【００８８】
・工程ＩＩ
次に、単位電池積層体１１’の両端に集電板，絶縁板，圧縮サポート板（図示せず），の順に介在させ挟着プレート９を配置し、両端から挟着プレート９を介して単位電池積層体１１’を押圧する。なお、挟着プレート９の積層方向断面は、単位電池２’の同断面よりも側方向に大きく、挟着プレート９の両側部にはボルト固定するための貫通孔９１がそれぞれ２つ設けられている。
【００８９】
・工程ＩＩＩ
そして、図１０（ＩＩＩ）に示すように、押圧した状態で、両端の挟着プレート９の貫通孔９１に、単位電池積層体１１’の積層方向寸法よりも長いボルトを、それぞれ４本連通させてボルト固定する。これにより、各単位電池２’と各スペーサ３’の棒状部材３１’とが圧縮固定された状態となる。  
【００９０】
・工程ＩＶ
続いて、図１０（ＩＶ）に示すように、各スペーサ３’の棒状部材３１’が保持されている上下の櫛歯状治具７’を抜き取る。なお、この時、単位電池積層体１１’の下部に補強板（図示せず）を配し、この補強板と両端の挟着プレート９とを固定してもよい。
【００９１】
・工程Ｖ
これにより、図１０（Ｖ）に示す電池モジュール１’が完成する。
このように、ボルトを使って電池モジュール１’を製造する場合でも、棒状部材をスペーサ３’として、製造工程に組み込むことで、ばらつきのない形で容易にこれを配置できる。
【００９２】
以上のとおり、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。とくに、本実施形態においては、単位電池２の高さ方向に延伸した棒状部材３１を、単位電池２の横方向に等ピッチで配置しているが、これに代えて、単位電池２の横方向に延伸した棒状部材を、単位電池２の高さ方向に等ピッチで配置することも可能である。また、単位電池２の積層方向を、横方向Ｘに代えて上下方向としてもよい。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明に係る電池モジュールは、ハイブリッド車や鉄道車両，発電機等に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００９４】
１，１’  電池モジュール
１１  単位電池積層体
２，２’  単位電池
２１  正極集電体
２２  正極シート
２３  負極集電体
２４  負極シート
２５  セパレータ
３，３’  スペーサ
３１，３１’  棒状部材
３２  流路（冷却媒体用流路）
４  圧縮板
４’  エンドプレート
４１  開口部
４２  ボルト孔
４３  ボルト孔
５  側面板
５１  貫通孔
５２  貫通孔
６  補強板
６１  貫通孔
７，７’  櫛歯状治具
７１  櫛歯部
８  冷却ユニット
８１  吸気ファン
８２  上部空気流通空間
８３  下部空気流通空間
９  挟着プレート
９１  貫通孔
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図２】
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【図５】
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【図８】
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