JP6488700B2 - Battery module and battery module manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、電池モジュール及び電池モジュールの製造方法に関する。   The present invention relates to a battery module and a battery module manufacturing method.

例えば、特許文献１に記載された電池モジュールは、電池セルがセルホルダに保持された状態で複数配列されてなる配列体と、配列体を挟む一対のエンドプレートと、一対のエンドプレート同士を連結する拘束ボルトと、を備えている。拘束ボルトは、金属製であり、セルホルダに設けられた挿通孔のそれぞれに挿通されている。   For example, the battery module described in Patent Document 1 connects an array body in which a plurality of battery cells are held in a cell holder, a pair of end plates sandwiching the array body, and a pair of end plates. A restraining bolt. The restraint bolt is made of metal and is inserted through each of the insertion holes provided in the cell holder.

特開２０１１−２２２４９０号公報JP 2011-222490 A

上記特許文献１の電池モジュールでは、劣化又は過充電等によって電池セルが配列方向に膨張した場合、隣り合うセルホルダ間の距離が広がり、拘束ボルトがセルホルダ間で露出してしまうことが考えられる。この場合、露出した拘束ボルトと電池セルとが接触する可能性があり、電池セルと拘束ボルトとの間の絶縁性を維持できないおそれがある。   In the battery module of Patent Document 1, when battery cells expand in the arrangement direction due to deterioration or overcharge, it is conceivable that the distance between adjacent cell holders increases and the restraint bolts are exposed between the cell holders. In this case, there is a possibility that the exposed restraint bolt and the battery cell come into contact with each other, and there is a possibility that the insulation between the battery cell and the restraint bolt cannot be maintained.

本発明は、電池セルが膨張した場合でも電池セルと拘束ボルトとの間の絶縁性を維持できる電池モジュール、及びそのような電池モジュールを製造できる電池モジュールの製造方法を提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide a battery module that can maintain insulation between the battery cell and the restraint bolt even when the battery cell expands, and a battery module manufacturing method that can manufacture such a battery module. .

本発明の一側面に係る電池モジュールは、電気絶縁性を有するセルホルダによって保持されると共に、所定の配列方向に沿って配列された複数の電池セルを含んで構成される配列体と、配列体に対して配列方向における少なくとも一方側に配置される弾性部材と、配列体及び弾性部材を配列方向から挟む一対のエンドプレートと、一対のエンドプレート同士を連結する金属製の拘束ボルトと、を備え、セルホルダは、拘束ボルトが挿通される挿通孔を有し、隣り合うセルホルダの一方は、拘束ボルトの少なくとも電池セル側を覆うように、他方のセルホルダとの対向面における挿通孔の縁部から突出する突出部を有し、他方のセルホルダの挿通孔は、拘束ボルト及び突出部が挿入される凹部を有し、突出部の凹部に対する配列方向の挿入長さは、電池セルの膨張に対する弾性部材の一電池セル当たりの許容圧縮量以上となっている。   A battery module according to an aspect of the present invention is provided with an array body configured to include a plurality of battery cells that are held along a predetermined array direction while being held by a cell holder having electrical insulation properties. An elastic member disposed on at least one side in the arrangement direction, a pair of end plates that sandwich the array body and the elastic member from the arrangement direction, and a metal restraining bolt that connects the pair of end plates, The cell holder has an insertion hole through which the restraint bolt is inserted, and one of the adjacent cell holders protrudes from the edge of the insertion hole on the surface facing the other cell holder so as to cover at least the battery cell side of the restraint bolt. The insertion hole of the other cell holder has a recess into which the restraining bolt and the protrusion are inserted, and the insertion length of the protrusion in the arrangement direction with respect to the recess , Is equal to or greater than the allowable amount of compression per battery cell of the elastic member with respect to the expansion of the battery cell.

この電池モジュールでは、電池セルが膨張した場合、弾性部材が圧縮変形することにより、電池セルの膨張が許容される。このとき、電池セルが膨張した分だけ、隣り合うセルホルダ間の距離が広がるが、この電池モジュールでは、隣り合うセルホルダの一方の突出部が他方のセルホルダの凹部に挿入されており、突出部の凹部に対する配列方向の挿入長さが、電池セルの膨張に対する弾性部材の一電池セル当たりの許容圧縮量以上となっている。したがって、電池セルの膨張量が一電池セル当たりの許容圧縮量に達し、セルホルダ間の距離が一電池セル当たりの許容圧縮量だけ広がった場合でも、突出部が凹部に挿入された状態が維持され、隣り合うセルホルダ間にわたって突出部を位置させることができる。よって、電池セルが膨張した場合でも、絶縁性を有する突出部によってセルホルダ間の電池セルと拘束ボルトとの間が隔てられ、電池セルと拘束ボルトとの間の絶縁性が維持される。   In this battery module, when the battery cell expands, the elastic member is compressed and deformed to allow the battery cell to expand. At this time, the distance between the adjacent cell holders increases by the amount of expansion of the battery cell. In this battery module, one protrusion of the adjacent cell holder is inserted into the recess of the other cell holder, and the protrusion The insertion length in the arrangement direction with respect to the elastic member is greater than or equal to the allowable compression amount per battery cell for the elastic member against the expansion of the battery cell. Therefore, even when the expansion amount of the battery cell reaches the allowable compression amount per battery cell and the distance between the cell holders is increased by the allowable compression amount per battery cell, the state where the protruding portion is inserted into the recess is maintained. The protrusion can be positioned between adjacent cell holders. Therefore, even when the battery cell is expanded, the battery cell between the cell holders and the restraint bolt are separated by the projecting portion having insulation properties, and the insulation between the battery cell and the restraint bolt is maintained.

また、突出部は、挿通孔と連通し、拘束ボルトが挿通される筒状部であってもよい。この場合、筒状部によって拘束ボルトが全周にわたって覆われることから、拘束ボルトの絶縁性が向上される。   The protruding portion may be a cylindrical portion that communicates with the insertion hole and through which the restraining bolt is inserted. In this case, since the restraint bolt is covered over the entire circumference by the cylindrical portion, the insulation of the restraint bolt is improved.

また、セルホルダの少なくとも１つは、配列方向の両面に突出部を有していてもよい。この場合、両面に突出部を有するセルホルダと、当該セルホルダに隣接して突出部を受けるセルホルダとの間でセルホルダの形状を異ならせることができることから、これらを誤って組み付けてしまうことが抑制される。   Moreover, at least one of the cell holders may have protrusions on both sides in the arrangement direction. In this case, since the shape of the cell holder can be made different between the cell holder having the protruding portions on both sides and the cell holder that receives the protruding portions adjacent to the cell holder, it is possible to suppress the erroneous assembly of these. .

本発明の一側面に係る電池モジュールの製造方法は、電気絶縁性を有するセルホルダによって保持された電池セルを所定の配列方向に沿って複数配列してなる配列体と、配列体に対して配列方向における少なくとも一方側に配置した弾性部材とを配列方向から一対のエンドプレートで挟み、金属製の拘束ボルトによって一対のエンドプレート同士を連結する組立工程を備え、拘束ボルトが挿通される挿通孔を有するセルホルダを用い、隣り合うセルホルダの一方には、拘束ボルトの少なくとも電池セル側を覆うように、他方のセルホルダとの対向面における挿通孔の縁部から突出する突出部が設けられ、他方のセルホルダの挿通孔には、拘束ボルト及び突出部が挿入される凹部が設けられ、組立工程では、突出部の凹部に対する配列方向の挿入長さが、電池セルの膨張に対する弾性部材の一電池セル当たりの許容圧縮量以上となるように、突出部を凹部に挿入する。   The battery module manufacturing method according to one aspect of the present invention includes an array formed by arranging a plurality of battery cells held by a cell holder having electrical insulation along a predetermined array direction, and an array direction with respect to the array And an elastic member disposed on at least one side of the metal plate between the pair of end plates from the arrangement direction and connecting the pair of end plates with a metal restraint bolt, and having an insertion hole through which the restraint bolt is inserted. The cell holder is used, and one of the adjacent cell holders is provided with a protruding portion that protrudes from the edge of the insertion hole in the surface facing the other cell holder so as to cover at least the battery cell side of the restraint bolt. The insertion hole is provided with a concave portion into which the restraining bolt and the protruding portion are inserted. In the assembly process, the insertion direction of the protruding portion with respect to the concave portion is inserted. Length, so that the above permissible amount of compression per battery cell of the elastic member with respect to the expansion of the battery cells, inserting the protrusion into the recess.

この電池モジュールの製造方法により製造された電池モジュールでは、突出部の凹部に対する配列方向の挿入長さが、電池セルの膨張に対する弾性部材の一電池セル当たりの許容圧縮量以上となる。したがって、電池セルの膨張量が一電池セル当たりの許容圧縮量に達し、セルホルダ間の距離が一電池セル当たりの許容圧縮量だけ広がった場合でも、突出部が凹部に挿入された状態が維持され、隣り合うセルホルダ間にわたって突出部を位置させることができる。よって、電池セルが膨張した場合でも、絶縁性を有する突出部によってセルホルダ間の電池セルと拘束ボルトとの間が隔てられ、電池セルと拘束ボルトとの間の絶縁性が維持される。   In the battery module manufactured by this battery module manufacturing method, the insertion length in the arrangement direction with respect to the concave portion of the protruding portion is equal to or larger than the allowable compression amount per battery cell of the elastic member against the expansion of the battery cell. Therefore, even when the expansion amount of the battery cell reaches the allowable compression amount per battery cell and the distance between the cell holders is increased by the allowable compression amount per battery cell, the state where the protruding portion is inserted into the recess is maintained. The protrusion can be positioned between adjacent cell holders. Therefore, even when the battery cell is expanded, the battery cell between the cell holders and the restraint bolt are separated by the projecting portion having insulation properties, and the insulation between the battery cell and the restraint bolt is maintained.

本発明によれば、電池セルが膨張した場合でも電池セルと拘束ボルトとの間の絶縁性を維持できる電池モジュール、及びそのような電池モジュールを製造できる電池モジュールの製造方法を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even when a battery cell expand | swells, the manufacturing method of the battery module which can maintain the insulation between a battery cell and a restraint volt | bolt, and such a battery module can be provided.

本発明の一実施形態に係る電池モジュールの斜視図である。It is a perspective view of the battery module which concerns on one Embodiment of this invention. 図１のＩＩ−ＩＩ線における概略断面図である。It is a schematic sectional drawing in the II-II line of FIG. （ａ）はセルホルダを配列方向の一方側から見た斜視図であり、（ｂ）は他方側から見た斜視図である。(A) is the perspective view which looked at the cell holder from the one side of the arrangement direction, (b) is the perspective view seen from the other side. （ａ）は電池セルの膨張前の電池モジュールの概略断面図であり、（ｂ）は電池セルの膨張後の電池モジュールの概略断面図である。(A) is a schematic sectional drawing of the battery module before expansion of a battery cell, (b) is a schematic sectional drawing of the battery module after expansion of a battery cell. 変形例に係る電池モジュールの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the battery module which concerns on a modification.

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same or corresponding elements will be denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

図１は、本発明の一実施形態に係る電池モジュール１の斜視図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線における概略断面図である。電池モジュール１は、例えば、複数の電池モジュール１が筐体内に収容されて電池パックとされた状態で用いられる。   FIG. 1 is a perspective view of a battery module 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. The battery module 1 is used in a state in which, for example, a plurality of battery modules 1 are accommodated in a casing to form a battery pack.

図１及び図２に示されるように、電池モジュール１は、電池セル１１が所定の配列方向Ｄに沿って複数配列されてなる配列体１７と、配列体１７に対して配列方向Ｄにおける一方側（図２中の右側）に配置された弾性部材２１と、配列体１７及び弾性部材２１を挟む一対のエンドプレート３１と、一対のエンドプレート３１同士を連結する拘束ボルト３５と、を備えている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the battery module 1 includes an array body 17 in which a plurality of battery cells 11 are arrayed along a predetermined array direction D, and one side in the array direction D with respect to the array body 17. An elastic member 21 disposed on the right side in FIG. 2, a pair of end plates 31 that sandwich the array 17 and the elastic member 21, and a restraining bolt 35 that connects the pair of end plates 31 to each other. .

電池セル１１は、矩形箱状のケース内に電極組立体が収容されてなる電池である。電池セル１１は、例えばリチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池である。電池セル１１は、この例では、配列方向Ｄに沿って７つ配列されている。電池セル１１は、セルホルダ４１によって保持されている。隣り合う電池セル１１の電極端子は、バスバー１３（図１）によって互いに電気的に接続されている。これにより、隣り合う電池セル１１が電気的に直列に接続されている。   The battery cell 11 is a battery in which an electrode assembly is accommodated in a rectangular box-like case. The battery cell 11 is a nonaqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery. In this example, seven battery cells 11 are arranged along the arrangement direction D. The battery cell 11 is held by a cell holder 41. The electrode terminals of adjacent battery cells 11 are electrically connected to each other by a bus bar 13 (FIG. 1). Thereby, the adjacent battery cells 11 are electrically connected in series.

図２に示されるように、隣り合う電池セル１１の間には、金属製で矩形板状の伝熱プレート１５が介在している。伝熱プレート１５は、電池セル１１の温度調整のための部材であり、隣り合う電池セル１１間の温度差を低減するために設けられている。配列体１７は、これら電池セル１１、セルホルダ４１、バスバー１３、及び伝熱プレート１５を含んで構成されている。セルホルダ４１の構成については後述する。   As shown in FIG. 2, a metal-made rectangular plate-shaped heat transfer plate 15 is interposed between adjacent battery cells 11. The heat transfer plate 15 is a member for adjusting the temperature of the battery cell 11 and is provided to reduce the temperature difference between the adjacent battery cells 11. The array 17 includes the battery cell 11, the cell holder 41, the bus bar 13, and the heat transfer plate 15. The configuration of the cell holder 41 will be described later.

弾性部材２１は、例えばゴムにより平板状に形成されている。図２に示されるように、弾性部材２１は、配列体１７とエンドプレート３１との間に配置されている。本実施形態では、配列体１７と弾性部材２１との間にミドルプレート２５が配置されている。ミドルプレート２５は、例えば樹脂により平板状に形成されている。ミドルプレート２５が配列体１７と弾性部材２１との間に介在していることで、弾性部材２１から配列体１７に作用する荷重のばらつきが抑制されている。ミドルプレート２５には、拘束ボルト３５が挿通される挿通孔２７が設けられている。この例では、挿通孔２７には、拘束ボルト３５と共に、後述するセルホルダ４１の筒状部５０が挿通されている。   The elastic member 21 is formed in a flat plate shape by rubber, for example. As shown in FIG. 2, the elastic member 21 is disposed between the array body 17 and the end plate 31. In the present embodiment, the middle plate 25 is disposed between the array body 17 and the elastic member 21. The middle plate 25 is formed in a flat plate shape with resin, for example. Since the middle plate 25 is interposed between the array body 17 and the elastic member 21, variations in the load acting on the array body 17 from the elastic member 21 are suppressed. The middle plate 25 is provided with an insertion hole 27 through which the restraining bolt 35 is inserted. In this example, a cylindrical portion 50 of a cell holder 41 described later is inserted into the insertion hole 27 together with the restraining bolt 35.

エンドプレート３１は、例えば金属により平板状に形成されている。一対のエンドプレート３１は、配列体１７、弾性部材２１、及びミドルプレート２５を配列方向Ｄの両側から挟んでいる。一対のエンドプレート３１同士は、配列方向Ｄに延在する複数の（この例では、４本）拘束ボルト３５によって連結されている。   The end plate 31 is formed in a flat plate shape from metal, for example. The pair of end plates 31 sandwich the array body 17, the elastic member 21, and the middle plate 25 from both sides in the array direction D. The pair of end plates 31 are connected by a plurality of (four in this example) restraining bolts 35 extending in the arrangement direction D.

拘束ボルト３５は、例えば鉄等の金属により形成されている。各エンドプレート３１には、拘束ボルト３５が挿通される複数の挿通孔３３が設けられている。各拘束ボルト３５は、一方のエンドプレート３１の挿通孔３３、後述する各セルホルダ４１の挿通孔４９，５７、ミドルプレート２５の挿通孔２７、及び他方のエンドプレート３１の挿通孔３３に順次挿通され、他方のエンドプレート３１の外側でナット３７により締結されている。この締結によって配列体１７、弾性部材２１、及びミドルプレート２５に対して拘束荷重が付加されている。   The restraint bolt 35 is made of a metal such as iron. Each end plate 31 is provided with a plurality of insertion holes 33 through which the restraint bolts 35 are inserted. Each constraining bolt 35 is sequentially inserted into an insertion hole 33 of one end plate 31, insertion holes 49 and 57 of each cell holder 41 described later, an insertion hole 27 of the middle plate 25, and an insertion hole 33 of the other end plate 31. The nut 37 is fastened outside the other end plate 31. By this fastening, a restraining load is applied to the array body 17, the elastic member 21, and the middle plate 25.

図３（ａ）はセルホルダ４１を配列方向Ｄの一方側から見た斜視図であり、図３（ｂ）は他方側から見た斜視図である。セルホルダ４１は、例えば樹脂製であり、電気絶縁性を有している。図３に示されるように、セルホルダ４１は、枠体部４２と、仕切部４３と、を有している。以下、セルホルダ４１の配列方向Ｄにおける一方面を第１対向面４４とし、他方面を第２対向面４５とする。組付状態では、第１対向面４４は、配列方向Ｄの一方側に隣り合うセルホルダ４１との対向面となり、第２対向面４５は、他方側に隣り合うセルホルダ４１との対向面となる。   FIG. 3A is a perspective view of the cell holder 41 as viewed from one side in the arrangement direction D, and FIG. 3B is a perspective view as viewed from the other side. The cell holder 41 is made of, for example, resin and has electrical insulation. As shown in FIG. 3, the cell holder 41 includes a frame body portion 42 and a partition portion 43. Hereinafter, one surface in the arrangement direction D of the cell holder 41 is referred to as a first facing surface 44, and the other surface is referred to as a second facing surface 45. In the assembled state, the first facing surface 44 is a facing surface with the cell holder 41 adjacent on one side in the arrangement direction D, and the second facing surface 45 is a facing surface with the cell holder 41 adjacent on the other side.

枠体部４２は、底板４６と、底板４６の両端から起立する一対の側板４７と、を有している。底板４６の両端部の各々には、底板４６の厚み方向に突出する脚部４８が設けられている。各脚部４８には、配列方向Ｄに貫通した円形状の挿通孔４９が設けられている。これらの挿通孔４９のそれぞれに拘束ボルト３５が挿通される。   The frame body portion 42 includes a bottom plate 46 and a pair of side plates 47 that stand from both ends of the bottom plate 46. Legs 48 projecting in the thickness direction of the bottom plate 46 are provided at both ends of the bottom plate 46. Each leg portion 48 is provided with a circular insertion hole 49 penetrating in the arrangement direction D. The restraint bolt 35 is inserted into each of the insertion holes 49.

各脚部４８には、第１対向面４４における挿通孔４９の縁部から突出する筒状部５０（突出部）が設けられている。筒状部５０は、円筒状に形成され、挿通孔４９と連通している。筒状部５０の内径は、例えば挿通孔４９の径と同一となっている。各筒状部５０にも拘束ボルト３５が挿通され、筒状部５０は拘束ボルト３５の全周を覆うこととなる。   Each leg portion 48 is provided with a cylindrical portion 50 (protruding portion) that protrudes from the edge portion of the insertion hole 49 in the first facing surface 44. The cylindrical portion 50 is formed in a cylindrical shape and communicates with the insertion hole 49. The inner diameter of the cylindrical portion 50 is the same as the diameter of the insertion hole 49, for example. The restraint bolt 35 is inserted into each tubular portion 50, and the tubular portion 50 covers the entire circumference of the restraint bolt 35.

図２及び後述する図４に示されるように、挿通孔４９は、拘束ボルト３５、及び隣り合うセルホルダ４１の筒状部５０が挿入される凹部５１を有している。凹部５１は、第２対向面４５から配列方向Ｄへ凹むように設けられ、例えば円柱状を呈している。凹部５１の径は、挿通孔４９における他の部分の径よりも大きくなっている。より具体的には、挿通孔４９における凹部５１以外の部分の径は、拘束ボルト３５の径と同一、又は拘束ボルト３５の径よりも僅かに大きくなっている。一方、凹部５１の径は、他の部分の径よりも、少なくとも筒状部５０の半径方向の厚さだけ大きくなっている。これにより、凹部５１に拘束ボルト３５及び筒状部５０が挿入可能となっている。   As shown in FIG. 2 and FIG. 4 described later, the insertion hole 49 includes a constraining bolt 35 and a recess 51 into which the cylindrical portion 50 of the adjacent cell holder 41 is inserted. The recess 51 is provided so as to be recessed from the second facing surface 45 in the arrangement direction D, and has, for example, a cylindrical shape. The diameter of the recess 51 is larger than the diameter of the other part in the insertion hole 49. More specifically, the diameter of the portion other than the recess 51 in the insertion hole 49 is the same as the diameter of the restraining bolt 35 or slightly larger than the diameter of the restraining bolt 35. On the other hand, the diameter of the recess 51 is at least larger than the diameter of the other part by at least the thickness of the cylindrical part 50 in the radial direction. Thereby, the restraint bolt 35 and the cylindrical part 50 can be inserted into the recess 51.

図４（ａ）に示されるように、凹部５１の配列方向Ｄの長さＬ１、すなわち第２対向面４５から凹部５１の底面までの配列方向Ｄの距離は、筒状部５０の凹部５１に対する配列方向Ｄの挿入長さＬ２よりも大きくなっている。したがって、組付状態において、筒状部５０の先端面と凹部５１の底面とは当接せず、筒状部５０の先端面と凹部５１の底面との間には、隙間５３が形成される。本実施形態では、筒状部５０の第１対向面４４からの配列方向Ｄの突出長さは、挿入長さＬ２よりも大きくなっている。また、組付状態において、隣り合うセルホルダ４１の第１対向面４４と第２対向面４５との間には、隙間５４が形成される。   As shown in FIG. 4A, the length L1 of the recesses 51 in the arrangement direction D, that is, the distance in the arrangement direction D from the second facing surface 45 to the bottom surface of the recesses 51 is relative to the recesses 51 of the cylindrical part 50. It is larger than the insertion length L2 in the arrangement direction D. Therefore, in the assembled state, the tip surface of the cylindrical portion 50 and the bottom surface of the recess 51 do not contact each other, and a gap 53 is formed between the tip surface of the cylindrical portion 50 and the bottom surface of the recess 51. . In the present embodiment, the protruding length of the cylindrical portion 50 in the arrangement direction D from the first facing surface 44 is larger than the insertion length L2. In the assembled state, a gap 54 is formed between the first facing surface 44 and the second facing surface 45 of the adjacent cell holders 41.

図３に示されるように、仕切部４３は、一対の側板４７同士を接続している。仕切部４３上には、一対の端子収容部５５が設けられている。各端子収容部５５は、電極端子を囲う円形の内壁を有している。さらに、仕切部４３上には、端子収容部５５に接続された四角柱状の一対の柱部５６が設けられている。   As shown in FIG. 3, the partition portion 43 connects a pair of side plates 47. A pair of terminal accommodating portions 55 is provided on the partition portion 43. Each terminal accommodating part 55 has a circular inner wall surrounding the electrode terminal. Further, a pair of square pillars 56 connected to the terminal accommodating part 55 are provided on the partition part 43.

各柱部５６には、配列方向Ｄに貫通した挿通孔５７が設けられている。挿通孔５７は、例えば、挿通孔４９と同一形状となっており、凹部５１を有している。これらの挿通孔５７のそれぞれにも拘束ボルト３５が挿通される。また、各柱部５６には、挿通孔５７の縁部から突出するように、筒状部５０が設けられている。この筒状部５０にも拘束ボルト３５が挿通され、挿通孔５７の凹部５１には、拘束ボルト３５及び筒状部５０が挿入される。   Each column part 56 is provided with an insertion hole 57 penetrating in the arrangement direction D. The insertion hole 57 has, for example, the same shape as the insertion hole 49 and has a recess 51. The constraining bolts 35 are also inserted into the respective insertion holes 57. Each column portion 56 is provided with a cylindrical portion 50 so as to protrude from the edge portion of the insertion hole 57. The restraint bolt 35 is also inserted into the tubular portion 50, and the restraint bolt 35 and the tubular portion 50 are inserted into the recess 51 of the insertion hole 57.

セルホルダ４１では、枠体部４２及び仕切部４３によって収容空間Ｓが形成されている。この収容空間Ｓに電池セル１１が収容されることで、セルホルダ４１に電池セル１１が保持される。また、セルホルダ４１では、枠体部４２と、仕切部４３の図３中の下端面とによって矩形状の開口部５９が形成されている。組付状態においては、この開口部５９に伝熱プレート１５が配置される。これにより、図２及び図４に示されるように、伝熱プレート１５によって隣り合う電池セル１１間に形成される隙間内に仕切部４３が配置された状態となる。   In the cell holder 41, an accommodation space S is formed by the frame body part 42 and the partition part 43. When the battery cell 11 is accommodated in the accommodation space S, the battery cell 11 is held by the cell holder 41. Further, in the cell holder 41, a rectangular opening 59 is formed by the frame body portion 42 and the lower end surface of the partition portion 43 in FIG. In the assembled state, the heat transfer plate 15 is disposed in the opening 59. As a result, as shown in FIGS. 2 and 4, the partition portion 43 is disposed in the gap formed between the adjacent battery cells 11 by the heat transfer plate 15.

この組付状態においては、セルホルダ４１には拘束荷重が作用しておらず、セルホルダ４１は、電池セル１１及び伝熱プレート１５に対して配列方向Ｄに沿って（拘束ボルト３５に沿って）スライド移動可能となっている。具体的には、セルホルダ４１は、隙間５３の配列方向Ｄの長さ、及び隙間５４の配列方向Ｄの長さのいずれか短い方の長さだけ、スライド移動可能となっている。この例では、これらの長さは同一となっている。図２及び図４では、仕切部４３が電池セル１１の配列方向Ｄの一方面に当接する位置にセルホルダ４１が配置された状態が示されている。   In this assembled state, no restraint load is applied to the cell holder 41, and the cell holder 41 slides along the arrangement direction D (along the restraint bolt 35) with respect to the battery cell 11 and the heat transfer plate 15. It is movable. Specifically, the cell holder 41 is slidable by the shorter one of the length of the gap 53 in the arrangement direction D and the length of the gap 54 in the arrangement direction D. In this example, these lengths are the same. 2 and 4, a state in which the cell holder 41 is disposed at a position where the partition portion 43 abuts on one surface of the battery cell 11 in the arrangement direction D is shown.

次に、図４を参照しながら、電池セル１１が配列方向Ｄに膨張した場合について説明する。図４（ａ）は電池セル１１の膨張前の電池モジュール１の概略断面図であり、図４（ｂ）は電池セル１１の膨張後の電池モジュール１の概略断面図である。図４（ｂ）では、弾性部材２１の圧縮量が許容圧縮量Ａ１に達した状態が示されている。なお、電池セル１１の膨張の態様としては、複数の電池セル１１のうちのいずれか１つが膨張する場合、及び２つ以上又は全ての電池セル１１が同時に膨張する場合が含まれる。以下では、全ての電池セル１１が均一に膨張する場合を例に挙げて説明する。また、説明の便宜上、図４に示される弾性部材２１の寸法は実際のものとは異なる場合がある。   Next, the case where the battery cell 11 expands in the arrangement direction D will be described with reference to FIG. 4A is a schematic cross-sectional view of the battery module 1 before the battery cell 11 is expanded, and FIG. 4B is a schematic cross-sectional view of the battery module 1 after the battery cell 11 is expanded. FIG. 4B shows a state where the compression amount of the elastic member 21 has reached the allowable compression amount A1. In addition, as an aspect of expansion | swelling of the battery cell 11, the case where any one of the some battery cells 11 expands and the case where two or more or all the battery cells 11 expand simultaneously are included. Below, the case where all the battery cells 11 expand | swell uniformly is mentioned as an example, and is demonstrated. For convenience of explanation, the dimensions of the elastic member 21 shown in FIG. 4 may be different from the actual ones.

電池モジュール１では、各電池セル１１が膨張した場合、弾性部材２１が圧縮変形することにより、各電池セル１１の膨張が許容される。具体的に説明すると、まず、膨張した電池セル１１は、弾性部材２１側へ変位する。変位した電池セル１１は、隣り合う電池セル１１を、伝熱プレート１５を介して弾性部材２１側へ押圧し、弾性部材２１側へ変位させる。したがって、配列方向Ｄにおいて最も弾性部材２１側に配置された電池セル１１は、全ての電池セル１１の膨張量を足し合わせた量だけ弾性部材２１側へ変位する。この電池セル１１は、ミドルプレート２５を弾性部材２１側へ押圧する。これにより、ミドルプレート２５が弾性部材２１側へ移動する。そして、ミドルプレート２５によって押圧されることで、弾性部材２１が圧縮変形する。以上説明した作用により、各電池セル１１が膨張した場合、電池セル１１の全体での膨張量の分だけ弾性部材２１が圧縮変形し、各電池セル１１の膨張が許容される。このとき、隣り合うセルホルダ４１間の距離は、各電池セル１１が膨張した分だけ広がる。   In the battery module 1, when each battery cell 11 expands, the elastic member 21 is compressed and deformed, so that the expansion of each battery cell 11 is allowed. More specifically, first, the expanded battery cell 11 is displaced toward the elastic member 21 side. The displaced battery cell 11 presses the adjacent battery cell 11 to the elastic member 21 side via the heat transfer plate 15 and displaces it to the elastic member 21 side. Accordingly, the battery cell 11 arranged closest to the elastic member 21 in the arrangement direction D is displaced toward the elastic member 21 by an amount obtained by adding the expansion amounts of all the battery cells 11. The battery cell 11 presses the middle plate 25 toward the elastic member 21 side. Thereby, the middle plate 25 moves to the elastic member 21 side. The elastic member 21 is compressed and deformed by being pressed by the middle plate 25. As a result of the operation described above, when each battery cell 11 expands, the elastic member 21 is compressed and deformed by the amount of expansion of the battery cell 11 as a whole, and the expansion of each battery cell 11 is allowed. At this time, the distance between the adjacent cell holders 41 increases by the amount of expansion of each battery cell 11.

図４に示されるように、弾性部材２１は、圧縮量が許容圧縮量Ａ１に達するまで、圧縮変形可能となっている。すなわち、電池モジュール１では、許容圧縮量Ａ１を電池セル１１の個数で除した量だけ、各電池セル１１の膨張が許容される。以下、この量を、電池セル１１の膨張に対する弾性部材２１の一電池セル当たりの許容圧縮量Ａ２とする。   As shown in FIG. 4, the elastic member 21 can be compressed and deformed until the compression amount reaches the allowable compression amount A1. That is, in the battery module 1, the expansion of each battery cell 11 is allowed by the amount obtained by dividing the allowable compression amount A1 by the number of battery cells 11. Hereinafter, this amount is defined as an allowable compression amount A2 per battery cell of the elastic member 21 with respect to the expansion of the battery cell 11.

電池モジュール１では、筒状部５０の凹部５１に対する挿入長さＬ２は、一電池セル当たりの許容圧縮量Ａ２以上となっている。このため、図４（ｂ）に示されるように、各電池セル１１の膨張量が一電池セル当たりの許容圧縮量Ａ２に達し（弾性部材２１の圧縮量が許容圧縮量Ａ１に達し）、セルホルダ４１間の距離が一電池セル当たりの許容圧縮量Ａ２だけ広がった場合でも、筒状部５０が凹部５１に挿入された状態が維持され、筒状部５０がセルホルダ４１間にわたって延在することとなる。よって、電池セル１１が膨張した場合でも、絶縁性を有する筒状部５０によってセルホルダ４１間の電池セル１１と拘束ボルト３５との間が隔てられ、電池セル１１と拘束ボルト３５との間の絶縁性が維持される。   In the battery module 1, the insertion length L2 of the cylindrical portion 50 with respect to the recess 51 is equal to or greater than the allowable compression amount A2 per battery cell. For this reason, as shown in FIG. 4B, the expansion amount of each battery cell 11 reaches the allowable compression amount A2 per battery cell (the compression amount of the elastic member 21 reaches the allowable compression amount A1), and the cell holder Even when the distance between the terminals 41 increases by the allowable compression amount A2 per battery cell, the state in which the cylindrical portion 50 is inserted into the recess 51 is maintained, and the cylindrical portion 50 extends between the cell holders 41. Become. Therefore, even when the battery cell 11 expands, the battery cell 11 and the restraint bolt 35 between the cell holders 41 are separated by the insulating cylindrical portion 50, and the insulation between the battery cell 11 and the restraint bolt 35 is achieved. Sex is maintained.

また、電池モジュール１では、筒状部５０によって拘束ボルト３５が全周にわたって覆われていることから、拘束ボルト３５の絶縁性が向上されている。   Moreover, in the battery module 1, since the restraint bolt 35 is covered over the perimeter by the cylindrical part 50, the insulation of the restraint bolt 35 is improved.

挿入長さＬ２は、例えば以下のように決定される。まず、弾性部材２１について、圧縮特性から許容圧縮量Ａ１が算出される。この許容圧縮量Ａ１を電池セル１１の個数で除することにより、一電池セル当たりの許容圧縮量Ａ２が算出される。挿入長さＬ２は、許容圧縮量Ａ２以上の所定の長さに設定される。ここで、本実施形態では、上述したようにセルホルダ４１が所定量だけスライド移動可能となっていることから、挿入長さＬ２には、当該所定量が更に加算されてもよい。また、挿入長さＬ２には、寸法公差に対応した量が更に加算されてもよい。   The insertion length L2 is determined as follows, for example. First, for the elastic member 21, the allowable compression amount A1 is calculated from the compression characteristics. By dividing the allowable compression amount A1 by the number of battery cells 11, the allowable compression amount A2 per battery cell is calculated. The insertion length L2 is set to a predetermined length that is greater than or equal to the allowable compression amount A2. Here, in the present embodiment, since the cell holder 41 is slidable by a predetermined amount as described above, the predetermined amount may be further added to the insertion length L2. Further, an amount corresponding to the dimensional tolerance may be further added to the insertion length L2.

電池モジュール１の組立工程を説明する。組立工程では、セルホルダ４１によって保持された電池セル１１を配列方向Ｄに沿って複数配列してなる配列体１７と、配列体１７に対して配列方向Ｄの一方側に配置した弾性部材２１とを配列方向Ｄから一対のエンドプレート３１で挟み、拘束ボルト３５によって一対のエンドプレート３１同士を連結する。このとき、挿入長さＬ２が一電池セル当たりの許容圧縮量Ａ２以上となるように、筒状部５０を凹部５１に挿入する。これにより、電池モジュール１が製造される。なお、挿入長さＬ２の調整方法としては、例えば下記の方法が考えられる。例えば、筒状部５０における先端から挿入長さＬ２だけ離れた位置に目印となるマーカ等を予め設けておき、組立工程において、当該目印が見えなくなるように筒状部５０を凹部５１に挿入してもよい。   The assembly process of the battery module 1 will be described. In the assembly process, an array 17 formed by arranging a plurality of battery cells 11 held by the cell holder 41 along the array direction D, and an elastic member 21 disposed on one side of the array direction D with respect to the array 17 are provided. A pair of end plates 31 are sandwiched from the arrangement direction D, and the pair of end plates 31 are connected to each other by restraining bolts 35. At this time, the cylindrical portion 50 is inserted into the recess 51 so that the insertion length L2 is equal to or greater than the allowable compression amount A2 per battery cell. Thereby, the battery module 1 is manufactured. For example, the following method can be considered as a method for adjusting the insertion length L2. For example, a marker or the like serving as a mark is provided in advance at a position away from the tip of the tubular part 50 by the insertion length L2, and the tubular part 50 is inserted into the recess 51 so that the mark cannot be seen in the assembly process. May be.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用してもよい。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments. The present invention can be modified without departing from the scope described in the claims or applied to other embodiments. May be.

本発明の電池モジュールでは、隣り合うセルホルダの一方が他方のセルホルダとの対向面に筒状部５０（突出部）を有し、他方のセルホルダが一方のセルホルダとの対向面に凹部５１を有していればよい。例えば、上記実施形態において、第１対向面４４に凹部５１が設けられ、第２対向面４５に筒状部５０が設けられてもよい。また、第１対向面４４及び第２対向面４５のそれぞれに、筒状部５０及び凹部５１の両方が設けられてもよい。例えば、各脚部４８の第１対向面４４に筒状部５０が設けられると共に各柱部５６の第１対向面４４に凹部５１が設けられ、各脚部４８の第２対向面４５に凹部５１が設けられると共に各柱部５６の第２対向面４５に筒状部５０が設けられてもよい。   In the battery module of the present invention, one of the adjacent cell holders has a cylindrical portion 50 (protruding portion) on the surface facing the other cell holder, and the other cell holder has a recess 51 on the surface facing the one cell holder. It only has to be. For example, in the above embodiment, the concave portion 51 may be provided on the first facing surface 44, and the cylindrical portion 50 may be provided on the second facing surface 45. Moreover, both the cylindrical part 50 and the recessed part 51 may be provided in the 1st opposing surface 44 and the 2nd opposing surface 45, respectively. For example, the cylindrical portion 50 is provided on the first opposing surface 44 of each leg portion 48, the concave portion 51 is provided on the first opposing surface 44 of each column portion 56, and the concave portion is provided on the second opposing surface 45 of each leg portion 48. 51 and the cylindrical portion 50 may be provided on the second facing surface 45 of each column portion 56.

また、上記実施形態では、全てのセルホルダが同一形状とされていたが、互いに形状が異なるセルホルダが含まれてもよい。例えば、図５に示される変形例に係る電池モジュールは、互いに形状が異なるセルホルダ４１Ａ及びセルホルダ４１Ｂを備えている。セルホルダ４１Ａは、配列方向Ｄの両面、すなわち第１対向面４４及び第２対向面４５に筒状部５０を有している。セルホルダ４１Ａと隣り合うセルホルダ４１Ｂは、配列方向Ｄの両面に凹部５１を有している。セルホルダ４１Ａ及びセルホルダ４１Ｂは、交互に配置されている。この電池モジュールによれば、セルホルダ４１Ａの形状とセルホルダ４１Ｂの形状とを異ならせることができることから、誤組付が抑制される。なお、複数のセルホルダの少なくとも１つが、セルホルダ４１Ａ又はセルホルダ４１Ｂのように他のセルホルダと異なる形状とされていればよく、以上説明したセルホルダを適宜組み合わせて電池モジュールを構成してもよい。   Moreover, in the said embodiment, although all the cell holders were made into the same shape, the cell holder from which a shape differs mutually may be included. For example, the battery module according to the modification shown in FIG. 5 includes a cell holder 41A and a cell holder 41B having different shapes. The cell holder 41 </ b> A has a cylindrical portion 50 on both surfaces in the arrangement direction D, that is, on the first facing surface 44 and the second facing surface 45. The cell holder 41B adjacent to the cell holder 41A has recesses 51 on both surfaces in the arrangement direction D. The cell holder 41A and the cell holder 41B are alternately arranged. According to this battery module, since the shape of the cell holder 41A and the shape of the cell holder 41B can be made different, incorrect assembly is suppressed. Note that at least one of the plurality of cell holders only needs to have a different shape from the other cell holders such as the cell holder 41A or the cell holder 41B, and the battery module may be configured by appropriately combining the cell holders described above.

上記実施形態では、第１対向面４４から突出する突出部として筒状部５０が設けられていたが、突出部は拘束ボルト３５の少なくとも電池セル１１側を覆っていればよく、例えば樋状、平板状、及び棒状等の任意の形状としてもよい。この場合、凹部は、突出部の形状に対応した（突出部が挿入可能な）形状とされる。   In the said embodiment, although the cylindrical part 50 was provided as a protrusion part which protrudes from the 1st opposing surface 44, the protrusion part should just cover the battery cell 11 side of the restraint bolt 35, for example, a bowl shape, It is good also as arbitrary shapes, such as flat form and rod shape. In this case, the concave portion has a shape corresponding to the shape of the protruding portion (the protruding portion can be inserted).

弾性部材２１は、配列体１７に対して配列方向Ｄにおける少なくとも一方側に配置されていればよく、両側に配置されていてもよい。両側に配置した方が、電池セル１１の膨張を更に許容できる点で好ましい。セルホルダ４１は、少なくとも電池セル１１、伝熱プレート１５、及び拘束ボルト３５との接触位置において絶縁性を有していればよく、一部が金属製であってもよい。全体が樹脂製である方が、成形の容易性の観点から好ましく、金属を含む方が、剛性を向上できる点で好ましい。ミドルプレート２５は省略されてもよい。   The elastic member 21 only needs to be arranged on at least one side in the arrangement direction D with respect to the arrangement body 17 and may be arranged on both sides. The arrangement on both sides is preferable in that the battery cell 11 can be further allowed to expand. The cell holder 41 only needs to have an insulating property at least in contact with the battery cell 11, the heat transfer plate 15, and the restraint bolt 35, and a part thereof may be made of metal. The whole is preferably made of resin from the viewpoint of ease of molding, and the one containing a metal is preferable in terms of improving the rigidity. The middle plate 25 may be omitted.

１…電池モジュール、１１…電池セル、１７…配列体、２１…弾性部材、２５…ミドルプレート、３１…エンドプレート、３５…拘束ボルト、４１，４１Ａ，４１Ｂ…セルホルダ、４４…第１対向面、４５…第２対向面、４９，５７…挿通孔、５０…筒状部（突出部）、５１…凹部、Ｄ…配列方向。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery module, 11 ... Battery cell, 17 ... Array, 21 ... Elastic member, 25 ... Middle plate, 31 ... End plate, 35 ... Restraint bolt, 41, 41A, 41B ... Cell holder, 44 ... 1st opposing surface, 45 ... second opposing surface, 49, 57 ... insertion hole, 50 ... cylindrical part (protruding part), 51 ... concave part, D ... array direction.

Claims (4)

電気絶縁性を有するセルホルダによって保持されると共に、所定の配列方向に沿って配列された複数の電池セルを含んで構成される配列体と、
前記配列体に対して前記配列方向における少なくとも一方側に配置される弾性部材と、
前記配列体及び前記弾性部材を前記配列方向から挟む一対のエンドプレートと、
前記一対のエンドプレート同士を連結する金属製の拘束ボルトと、を備え、
前記セルホルダは、前記拘束ボルトが挿通される挿通孔を有し、
隣り合う前記セルホルダの一方は、前記拘束ボルトの少なくとも前記電池セル側を覆うように、他方の前記セルホルダとの対向面における前記挿通孔の縁部から突出する突出部を有し、
他方の前記セルホルダの前記挿通孔は、前記拘束ボルト及び前記突出部が挿入される凹部を有し、
前記突出部の前記凹部に対する前記配列方向の挿入長さは、前記電池セルの膨張に対する前記弾性部材の一電池セル当たりの許容圧縮量以上となっており、
前記電池セルの膨張量が前記一電池セル当たりの許容圧縮量に達し、隣り合う前記セルホルダ間の距離が前記一電池セル当たりの許容圧縮量だけ広がった場合でも、前記突出部が前記凹部に挿入された状態が維持される、電池モジュール。 An array configured to include a plurality of battery cells that are held by a cell holder having electrical insulation and arranged in a predetermined array direction;
An elastic member disposed on at least one side in the arrangement direction with respect to the array;
A pair of end plates sandwiching the array body and the elastic member from the array direction;
A metal restraint bolt that connects the pair of end plates, and
The cell holder has an insertion hole through which the restraint bolt is inserted,
One of the adjacent cell holders has a protruding portion that protrudes from the edge of the insertion hole on the surface facing the other cell holder so as to cover at least the battery cell side of the restraining bolt,
The insertion hole of the other cell holder has a recess into which the restraint bolt and the protrusion are inserted,
The insertion length of the protrusion in the arrangement direction with respect to the recess is equal to or greater than an allowable compression amount per battery cell of the elastic member with respect to expansion of the battery cell .
Even when the expansion amount of the battery cell reaches the allowable compression amount per battery cell and the distance between the adjacent cell holders increases by the allowable compression amount per battery cell, the protrusion is inserted into the recess. A battery module that is maintained in a sealed state . 前記突出部は、前記挿通孔と連通し、前記拘束ボルトが挿通される筒状部である、請求項１記載の電池モジュール。   The battery module according to claim 1, wherein the protruding portion is a cylindrical portion that communicates with the insertion hole and through which the restraint bolt is inserted. 前記セルホルダの少なくとも１つは、前記配列方向の両面に前記突出部を有している、請求項１又は２記載の電池モジュール。   The battery module according to claim 1, wherein at least one of the cell holders has the protrusions on both surfaces in the arrangement direction. 電気絶縁性を有するセルホルダによって保持された電池セルを所定の配列方向に沿って複数配列してなる配列体と、前記配列体に対して前記配列方向における少なくとも一方側に配置した弾性部材とを前記配列方向から一対のエンドプレートで挟み、金属製の拘束ボルトによって前記一対のエンドプレート同士を連結する組立工程を備え、
前記拘束ボルトが挿通される挿通孔を有する前記セルホルダを用い、
隣り合う前記セルホルダの一方には、前記拘束ボルトの少なくとも前記電池セル側を覆うように、他方の前記セルホルダとの対向面における前記挿通孔の縁部から突出する突出部が設けられ、
他方の前記セルホルダの前記挿通孔には、前記拘束ボルト及び前記突出部が挿入される凹部が設けられ、
前記組立工程では、
前記突出部の前記凹部に対する前記配列方向の挿入長さが、前記電池セルの膨張に対する前記弾性部材の一電池セル当たりの許容圧縮量以上となり、且つ、
前記電池セルの膨張量が前記一電池セル当たりの許容圧縮量に達し、隣り合う前記セルホルダ間の距離が前記一電池セル当たりの許容圧縮量だけ広がった場合でも、前記突出部が前記凹部に挿入された状態が維持されるように、前記突出部を前記凹部に挿入する、電池モジュールの製造方法。 An array formed by arranging a plurality of battery cells held by a cell holder having electrical insulation along a predetermined arrangement direction, and an elastic member arranged on at least one side in the arrangement direction with respect to the arrangement It is sandwiched between a pair of end plates from the arrangement direction, and comprises an assembly step of connecting the pair of end plates with a metal restraining bolt,
Using the cell holder having an insertion hole through which the restraint bolt is inserted,
One of the adjacent cell holders is provided with a protruding portion that protrudes from an edge of the insertion hole on the surface facing the other cell holder so as to cover at least the battery cell side of the restraining bolt,
The insertion hole of the other cell holder is provided with a recess into which the restraint bolt and the protrusion are inserted,
In the assembly process,
The insertion length of the array direction with respect to the concave portion of the protrusion, Ri Do a more tolerable amount of compression per battery cell of said elastic member relative to the expansion of the battery cells, and,
Even when the expansion amount of the battery cell reaches the allowable compression amount per battery cell and the distance between the adjacent cell holders increases by the allowable compression amount per battery cell, the protrusion is inserted into the recess. A method for manufacturing a battery module, wherein the protruding portion is inserted into the concave portion so that the maintained state is maintained .
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