WO2024140420A1 - 电池包及用电装置 - Google Patents
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Definitions
- the battery pack of a secondary battery has multiple cells.
- the cell is assembled into an electrode assembly (bare cell) by winding or laminating the positive electrode sheet, the negative electrode sheet and the separator, and then put into a shell and finally injected with electrolyte.
- the cell of the battery pack in the prior art will swell after long-term use, which is not conducive to the safety and service life of the battery pack.
- the embodiments of the present application provide a battery pack and an electrical device, which are beneficial to improving the safety and service life of the battery pack.
- a structural member is arranged in the battery pack, and the structural member and the battery module are arranged along a first direction.
- the structural member is provided with a plurality of side walls, and the first side wall and the second side wall of the plurality of side walls are respectively connected to the shell and the battery module, that is, the first side wall and the second side wall are respectively located at the two ends of the structural member in the first direction, and a connecting portion is provided between each two adjacent side walls, and the bending modulus of the connecting portion is smaller than the bending modulus of the two side walls connected thereto, so that the deformation resistance of the connecting portion is smaller than the deformation resistance of the corresponding side walls, so that when the battery cell of the battery module expands along the first direction, the connecting portion of the structural member is deformed and collapsed, and pressure is provided to the battery module along the first direction, so that the structural member not only provides a certain expansion space for the battery cell, but also can play a certain constraint on the expansion of the battery cell, which is beneficial to compensate for
- the flexural modulus of the shell is greater than the flexural modulus of the sidewall.
- the shell's deformation resistance is stronger than that of the structural member, so as to reduce deformation of the shell during use, which is beneficial for the shell to provide better stability and support effects for the structural member.
- the flexural modulus of the first sidewall is greater than the flexural modulus of the second sidewall.
- the first side wall has stronger deformation resistance than the second side wall, so that the first side wall connected to the shell can provide better stability and support for the structural member, which is beneficial to reduce the phenomenon that the structural member cannot provide pressure along the first direction for the battery cell module due to deformation of the first side wall, and is beneficial to improve the pressurization effect of the structural member on the battery cell module.
- the thickness of the first sidewall is greater than or equal to the thickness of the second sidewall.
- the structural strength of the first side wall is greater than or equal to the structural strength of the second side wall, so that the first side wall connected to the shell can provide better stability and support for the structural member.
- a distance between the first side wall and the second side wall is greater than or equal to 10% of a length of the battery cell module.
- the distance between the first side wall and the second side wall is made greater than or equal to 10% of the size of the battery cell module in the first direction, so as to provide sufficient expansion space for the battery cell module when the structural member collapses and deforms along the first direction, so as to reduce the safety hazard caused by insufficient expansion space of the battery cell.
- the number of the side walls is at least three, the other side walls are located between the first side wall and the second side wall, the bending modulus of the first side wall is greater than the bending modulus of the other side walls, and the bending modulus of the second side wall is greater than the bending modulus of the other side walls.
- the plurality of side walls further include a third side wall, and along the first direction, a distance between the first side wall and the third side wall is smaller than a distance between the third side wall and the second side wall.
- the third side wall is provided between the first side wall and the second side wall, so as to facilitate manufacturing and improve the overall structural stability of the structural member, so as to alleviate the phenomenon that the structural member is deformed sideways in a direction perpendicular to the first direction during the process of collapse and deformation along the first direction.
- a distance between the second side wall and the third side wall is greater than or equal to 10% of a length of the battery cell module.
- the distance between the second side wall and the third side wall is greater than or equal to 10% of the size of the battery cell module in the first direction, the size of the area where the structural member is more easily deformed is greater than the maximum expansion amount of the battery cell module in the first direction, so that the structural member provides sufficient expansion space for the battery cell module when it collapses and deforms along the first direction, thereby reducing the safety hazard caused by insufficient expansion space of the battery cell.
- the plurality of side walls further include a fourth side wall, and along the first direction, the distance between the third side wall and the fourth side wall is greater than the distance between the first side wall and the third side wall; and/or, along the first direction, the distance between the third side wall and the fourth side wall is greater than the distance between the fourth side wall and the second side wall.
- the distance between the third side wall and the fourth side wall is set to be greater than the distance between the first side wall and the third side wall, the area of the structural member between the third side wall and the fourth side wall is more likely to collapse and deform along the first direction, which alleviates the influence of the structural member on the first side wall during the collapse and deformation process, thereby facilitating the stability of the first side wall connected to the shell, and facilitating the support effect of the first side wall on other side walls.
- the distance between the third side wall and the fourth side wall is greater than the distance between the fourth side wall and the second side wall, the area where the structural member is more likely to collapse and deform is far away from the second side wall, which is conducive to reducing the influence of the structural member on the second side wall during the collapse and deformation process, thereby facilitating the reliability of the connection between the second side wall and the battery module.
- a distance between the third side wall and the fourth side wall is greater than or equal to 10% of a length of the battery cell module.
- the plurality of side walls further include a fifth side wall, wherein the fifth side wall is located between the third side wall and the fourth side wall, and along the first direction, the distance between the third side wall and the fifth side wall is greater than the distance between the first side wall and the third side wall; and/or, along the first direction, the distance between the third side wall and the fifth side wall is greater than the distance between the fourth side wall and the second side wall.
- the distance between the third side wall and the fifth side wall is set to be greater than the distance between the first side wall and the third side wall, the area of the structural member between the third side wall and the fifth side wall is more likely to collapse and deform along the first direction, thereby alleviating the influence of the structural member on the first side wall during the collapse and deformation process, and then it is beneficial to improve the stability of the first side wall connected to the shell, and enhance the supporting effect of the first side wall on other side walls.
- the distance between the third side wall and the fifth side wall is greater than the distance between the fourth side wall and the second side wall, the area where the structural member is more likely to collapse and deform is far away from the second side wall, which is beneficial to reduce the influence of the structural member on the second side wall during the collapse and deformation process, thereby facilitating the reliability of the connection between the second side wall and the battery module.
- the distance between the fourth side wall and the fifth side wall is greater than the distance between the first side wall and the third side wall; and/or, along the first direction, the distance between the fourth side wall and the fifth side wall is greater than the distance between the fourth side wall and the second side wall.
- the distance between the fourth side wall and the fifth side wall is set to be greater than the distance between the fourth side wall and the second side wall, the area of the structural member that is more likely to collapse and deform is moved away from the second side wall, which is beneficial to reducing the impact of the structural member on the second side wall during the collapse and deformation process, thereby facilitating improving the reliability of the connection between the second side wall and the battery cell module.
- a battery pack adopting this structure can insulate and isolate the battery cell modules and structural parts to reduce the risk of short circuit during use of the battery pack, thereby helping to improve the safety of the battery pack.
- the multiple battery cell modules are arranged along a second direction, and the second direction is perpendicular to the first direction.
- the shell has a side plate in the first direction, the structural member is arranged on a side of the battery cell module away from the side plate in the first direction, and the first side wall is connected to the shell.
- a connecting portion is connected between each first side wall and the second side wall, and the connecting portion is arranged at an acute angle to the first side wall and the second side wall, so that the structural member forms a shape similar to a "J"-shaped structure.
- the structural member adopts this structure has good stability in use, so that the structural member can stably collapse and deform along the first direction when the battery cell of the battery cell module expands.
- the battery cell is a square battery cell or a soft-pack battery cell.
- FIG2 is an exploded view of a battery pack provided in some embodiments of the present application.
- FIG3 is a top view of a battery pack (after removing a cover plate) provided in some embodiments of the present application;
- FIG4 is a schematic diagram of a structure of a structural member provided in some embodiments of the present application.
- FIG5 is a front view of a structural member provided in some embodiments of the present application.
- FIG6 is a schematic diagram of the structure of a battery pack provided in some other embodiments of the present application.
- FIG7 is an exploded view of a battery pack provided in some other embodiments of the present application.
- FIG16 is a front view of a structural member provided in yet other embodiments of the present application.
- the battery pack has outstanding advantages such as high energy density, low environmental pollution, high power density, long service life, wide adaptability, and low self-discharge coefficient. It is an important part of the development of new energy today.
- the battery cell in the battery pack is composed of positive electrode sheets, negative electrode sheets and isolation membranes through winding or lamination.
- the battery pack is assembled into an electrode assembly (bare cell) in a certain way, then loaded into a shell, and finally injected with electrolyte.
- higher requirements are also put forward for the safety and service life of the battery pack. Therefore, the safety and service life of the cell determine the safety performance and service life of the battery pack.
- a connecting portion is connected between each two adjacent side walls, and the bending modulus of each connecting portion is smaller than the bending modulus of the two side walls connected to the connecting portion.
- the plurality of side walls include a first side wall and a second side wall, and the first side wall is connected to the shell, and the second side wall is connected to the battery cell module.
- the battery pack disclosed in the embodiment of the present application can be used, but not limited to, in electric two-wheeled vehicles, electric tools, drones, energy storage devices and other electrical devices.
- the battery pack disclosed in the present application can be used to form a power supply system for the electrical device, which is conducive to reducing the production cost of the battery pack and the difficulty of assembling the battery pack, so as to optimize the production rhythm of the battery pack.
- the housing 10 is a hollow structure with one end open to form a housing cavity for accommodating the battery cell module 20, and the cover plate 40 is a plate-like structure, which covers the open side of the housing 10, so that the cover plate 40 and the housing 10 together define an assembly space, and the battery cell module 20 is entirely accommodated in the housing 10.
- the battery cell module 20 may be partially accommodated in the housing 10, for example, the cover plate 40 and the housing 10 are both hollow structures with one side open, and the open side of the cover plate 40 covers the open side of the housing 10, so that part of the battery cell module 20 is accommodated in the housing 10, and the other part is accommodated in the cover plate 40.
- the structure of the battery pack 100 can also be multiple, for example, as shown in Figures 6 and 7,
- Figure 6 is a schematic diagram of the structure of the battery pack 100 provided in some embodiments of the present application
- Figure 7 is an exploded view of the structure of the battery pack 100 provided in some embodiments of the present application.
- the shell 10 is provided with only one side plate 11 in the first direction X
- the structural member 30 is provided on the side of the battery module 20 away from the side plate 11 in the first direction X
- the first side wall 311 is connected to the shell 10 at both ends in the second direction Y, so that the structural member 30 is connected to the shell 10, so that the structural member 30 and the shell 10 jointly define an assembly space for accommodating the battery module 20.
- the battery pack 100 adopting this structure is convenient for users to observe when the structural member 30 is abnormal in use, so as to facilitate maintenance of the battery pack 100.
- the shell 10 of the battery pack 100 may not have side panels 11 on both sides in the first direction X, that is, the shell 10 is a structure with open sides in the first direction X.
- structural members 30 may be provided on both sides of the battery cell module 20 in the first direction X, so that the two structural members 30 and the shell 10 jointly define an assembly space for accommodating the battery cell module 20.
- FIG. 10 is a schematic diagram of the assembly of the cell module 20 and the structural member 30 provided in some embodiments of the present application in other embodiments, which may be provided with the structural member 30 between the cell module 20 and the two side panels 11, that is, the structural member 30 may be provided on both sides of the cell module 20 in the first direction X, and along the first direction X, one structural member 30, the cell module 20 and another structural member 30 are arranged in sequence.
- a connecting portion 32 is connected between each two adjacent side walls 31, and the bending modulus of each connecting portion 32 is smaller than the bending modulus of the two side walls 31 connected to the connecting portion 32.
- the deformation resistance of the connecting portion 32 connected between the two adjacent side walls 31 is smaller than the deformation resistance of the corresponding two side walls 31, so that when the structural member 30 is subjected to the expansion force of the battery module 20 in the first direction X, the connecting portion 32 is more easily deformed than the corresponding two side walls 31, thereby achieving the collapse of the structural member 30 along the first direction X.
- the material of the structural member 30 can be a variety of materials, such as metal materials or polymer synthetic materials.
- the material of the structural member 30 is a metal material, such as aluminum or aluminum alloy.
- the use of a metal structural member 30 is conducive to improving the toughness of the structural member 30 when the collapse deformation occurs, so that the structural member 30 provides a relatively stable pressure for the battery module 20 along the first direction X, thereby facilitating the improvement of the pressurization effect of the structural member 30 on the battery module 20.
- the number of the side walls 31 of the structural member 30 can be various, such as two, three, four, five or six, etc.
- the number of the side walls 31 of the structural member 30 is two.
- the structural member 30 includes multiple side walls 31, and the multiple side walls 31 and the battery module 20 are arranged in sequence along the first direction X.
- the multiple side walls 31 include a first side wall 311 and a second side wall 312, and the first side wall 311 and the second side wall 312 are respectively connected to the shell 10 and the battery module 20. That is to say, the structural member 30 includes at least two side walls 31, and the two side walls 31 are respectively the first side wall 311 and the second side wall 312, and the first side wall 311 and the second side wall 312 are respectively located at the two ends of the multiple side walls 31 in the first direction X.
- a connecting portion 32 is connected between each two adjacent side walls 31, that is, each two adjacent side walls 31 in the first direction X are connected by the connecting portion 32.
- the number of connecting portions 32 connected between two adjacent side walls 31 can be one, two, three, four, five or six, etc.
- FIG5 there is one connecting portion 32 connected between two adjacent side walls 31, and the cross section of the connecting portion 32 is honeycomb-shaped.
- the structural member 30 can also be other structures.
- FIG. 11 is a front view of the structural member 30 provided in some other embodiments of the present application.
- the multiple connecting parts 32 are arranged along the third direction Z, and the cross-section of the connecting part 32 is in an "X" shape.
- the structure of the connecting part 32 can also be various, for example, the cross-section of the connecting part 32 is in an "S" shape, an "M” shape, or a plate shape.
- FIG. 12 is a schematic diagram of the structure of the structural member 30 provided in some other embodiments of the present application.
- the connecting part 32 can also be a plate-like structure arranged between the two side walls 31.
- the connecting part 32 and the two side walls 31 are arranged at an acute angle, so that the structural member 30 as a whole is a spring structure with a "Z"-shaped structure.
- the structural member 30 can also be other structures, as shown in Figures 13 and 14, Figure 13 is a structural schematic diagram of the structural member 30 provided in other embodiments of the present application, and Figure 14 is an assembly schematic diagram of the structural member 30 and the battery module 20 provided in other embodiments of the present application.
- the structural member 30 includes a second side wall 312 and two first side walls 311, and the two first side walls 311 are arranged at intervals along the second direction Y.
- a connecting portion 32 is connected between each first side wall 311 and the second side wall 312, and the connecting portion 32 is arranged at an acute angle to the first side wall 311 and the second side wall 312, so that the structural member 30 forms a shape similar to a "J"-shaped structure.
- the structural member 30 with this structure has good stability in use, so that the structural member 30 can stably collapse and deform along the first direction X when the battery cell 21 of the battery module 20 expands.
- the structural member 30 may be formed by various methods.
- the structural member 30 may be formed by casting, stamping, or extrusion.
- the first side wall 311 is connected to the shell 10, and the connection method between the first side wall 311 and the shell 10 can be various, such as welding, bonding, clamping or bolting, etc.
- the second side wall 312 is connected to the battery module 20.
- the second side wall 312 and the battery module 20 abut against each other along the first direction X.
- the second side wall 312 and the battery module 20 can be in a direct abutment relationship or an indirect abutment relationship, that is, other components can be arranged between the second side wall 312 and the battery module 20.
- the battery pack 100 may further include an insulating member 50.
- the insulating member 50 is disposed between the battery cell module 20 and the structural member 30 to separate the battery cell module 20 from the structural member 30.
- the battery pack 100 with such a structure can insulate and isolate the battery cell module 20 and the structural member 30, thereby reducing the risk of short circuit during use of the battery pack 100, thereby facilitating the use safety of the battery pack 100.
- the insulating member 50 may be of various types, for example, the insulating member 50 is a rubber pad, a silicone pad or a plastic pad disposed between the cell module 20 and the structural member 30, so as to insulate and isolate the cell module 20 from the structural member 30.
- the insulating member 50 may also be a foam disposed between the cell module 20 and the structural member 30, so that while insulating and isolating the cell module 20 from the structural member 30, it can also provide a certain buffering effect between the cell module 20 and the structural member 30.
- the bending modulus of the housing 10 is greater than the bending modulus of the side wall 31 .
- the shell 10 By setting the bending modulus of the shell 10 to be greater than the bending modulus of the side wall 31, the shell 10 has a stronger deformation resistance than the structural member 30, so as to reduce deformation of the shell 10 during use, which is beneficial for the shell 10 to provide better stabilization and support effects for the structural member 30.
- the bending modulus of the first side wall 311 is greater than the bending modulus of the second side wall 312.
- the deformation resistance of the first side wall 311 of the structural member 30 connected to the housing 10 is greater than the deformation resistance of the second side wall 312 of the structural member 30 abutting against the battery module 20.
- FIG. 15 is a front view of a structural member 30 provided in still some embodiments of the present application.
- the thickness of the first side wall 311 is greater than or equal to the thickness of the second side wall 312 .
- the thickness of the first side wall 311 in the first direction X is D 1
- the thickness of the second side wall 312 in the first direction X is D 2
- D 1 ⁇ D 2 the thickness of the first side wall 311 in the first direction X
- the structural strength of the first side wall 311 is greater than or equal to the structural strength of the second side wall 312, so that the first side wall 311 connected to the housing 10 improves the structural member 30. Better stabilization and support.
- the distance between the first side wall 311 and the second side wall 312 is greater than or equal to 10% of the length of the battery cell module 20. That is, in the first direction X, the distance between the first side wall 311 and the second side wall 312 is greater than or equal to 10% of the size of the battery cell module 20, that is, in the first direction X, the distance between the first side wall 311 and the second side wall 312 is greater than or equal to 10% of the overall thickness of the plurality of battery cells 21 after being stacked.
- the distance between the first side wall 311 and the second side wall 312 is greater than or equal to 10% of the size of the battery cell module 20 in the first direction X, so that the distance between the first side wall 311 and the second side wall 312 in the first direction X is greater than the maximum expansion amount of the battery cell module 20 in the first direction X, so that the structural member 30 provides sufficient expansion space for the battery cell module 20 when it collapses and deforms along the first direction X, so as to reduce the safety hazard caused by insufficient expansion space of the battery cell 21.
- FIG16 is a front view of a structural member 30 provided in yet other embodiments of the present application.
- the number of side walls 31 is at least three, and the other side walls 31 are located between the first side wall 311 and the second side wall 312 , the bending modulus of the first side wall 311 is greater than the bending modulus of the other side walls 31 , and the bending modulus of the second side wall 312 is greater than the bending modulus of the other side walls 31 .
- the first side wall 311 and the bending modulus of the second side wall 312 of the structural member 30 are all located between the first side wall 311 and the second side wall 312, so that the first side wall 311 and the second side wall 312 at both ends of the structural member 30 in the first direction X have deformation resistance greater than the deformation resistance of the side wall 31 located between the first side wall 311 and the second side wall 312, so that the side wall 31 located between the first side wall 311 and the second side wall 312 is deformed preferentially, so as to alleviate the deformation of the first side wall 311 and the second side wall 312 during use, which is beneficial to improve the connection reliability between the first side wall 311 and the shell 10 and the connection reliability between the second side wall 312 and the battery module 20.
- the distance between the first side wall 311 and the third side wall 313 is smaller than the distance between the third side wall 313 and the second side wall 312 .
- the distance between the second side wall 312 and the third side wall 313 is greater than or equal to 10% of the length of the battery cell module 20. That is, in the first direction X, the distance between the second side wall 312 and the third side wall 313 is greater than or equal to 10% of the size of the battery cell module 20, that is, in the first direction X, the distance between the second side wall 312 and the third side wall 313 is greater than or equal to 10% of the overall thickness of the plurality of battery cells 21 after being stacked.
- the distance between the third side wall 313 and the fourth side wall 314 is greater than the distance between the first side wall 311 and the third side wall 313; and/or, along the first direction X, the distance between the third side wall 313 and the fourth side wall 314 is greater than the distance between the fourth side wall 314 and the second side wall 312.
- the region of the structural member 30 between the fourth side wall 314 and the fifth side wall 315 is more likely to collapse and deform along the first direction X, thereby alleviating the impact of the structural member 30 on the first side wall 311 during the collapse and deformation process, thereby facilitating the stability of the first side wall 311 connected to the housing 10 and improving the supporting effect of the first side wall 311 on other side walls 31.
Landscapes
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Abstract
本申请提供了一种电池包及用电装置，属于电池技术领域。其中，电池包包括壳体、电芯模组和结构件。电芯模组的至少部分容纳于壳体内，电芯模组包括沿第一方向层叠设置的多个电芯。结构件与电芯模组沿第一方向排列。结构件包括多个侧壁，多个侧壁与电芯模组沿第一方向依次设置，每相邻的两个侧壁之间连接有连接部，每个连接部的弯曲模量小于与该连接部连接的两个侧壁的弯曲模量，多个侧壁包括第一侧壁和第二侧壁，第一侧壁与壳体固定连接，第二侧壁与电芯模组连接。这种电池包通过结构件可以为电芯提供膨胀空间，还可以对电芯的膨胀起到约束，从而有利于提升电池包的使用安全性和使用寿命。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求享有于2022年12月28日提交的名称为“电池包及用电装置”的中国专利申请202211698213.7的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文中。
本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电池包及用电装置。
近些年，二次电池发展迅速，随着二次电池在各个领域的应用日益增长，二次电池在使用安全和使用寿命方面等均面临着更高的要求。二次电池的电池包具有多个电芯，电芯是由正极极片、负极极片和隔膜通过卷绕或者叠片等方式组装成电极组件(裸电芯)，之后装入外壳，最后注入电解液后得到的。现有技术中的电池包的电芯长时间的使用后会发生膨胀，不利于电池包的使用安全和使用寿命。
发明内容
本申请实施例提供一种电池包及用电装置，有利于提升电池包的使用安全性和使用寿命。
第一方面，本申请实施例提供一种电池包，包括壳体、电芯模组和结构件；所述电芯模组的至少部分容纳于所述壳体内，所述电芯模组包括多个电芯，多个所述电芯沿第一方向层叠设置；所述结构件与所述电芯模组沿所述第一方向排列设置；其中，所述结构件包括多个侧壁，多个所述侧壁与所述电芯模组沿所述第一方向依次设置，每相邻的两个所述侧壁之间连接有连接部，每个所述连接部的弯曲模量小于与该连接部连接的两个所述侧壁的弯曲模量，多个所述侧壁包括第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁与所述壳体连接，所述第二侧壁与所述电芯模组连接。
在上述技术方案中，电池包内设置结构件，结构件与电芯模组沿第一方向排列设置，结构件设置有多个侧壁，多个侧壁中的第一侧壁和第二侧壁分别与壳体和电芯模组相连，即第一侧壁和第二侧壁分别位于结构件在第一方向上的两端，通过将每相邻的两个侧壁之间设置连接部，且连接部的弯曲模量小于与其相连的两个侧壁的弯曲模量，使得连接部的抗变形能力小于对应的侧壁的抗变形能力，从而在电芯模组的电芯沿第一方向出现膨胀时结构件的连接部发生变形而产生溃缩，并对电芯模组提供沿第一方向的压力，使得结构件既为电芯提供一定的膨胀空间，还可以对电芯的膨胀起到一定的约束，有利于弥补电芯膨胀后的位移偏差，减少电芯在使用过程中因膨胀过大而造成电芯出现破裂损坏的现象，且降低电芯因无法膨胀而导致电芯的内部压力突增的风险，进而有利于提升电池包的使用寿命和使用安全性。此外，通过在电芯模组与壳体之间设置可溃缩变形的结构件，以提供电芯模组的电芯的膨胀空间和加压需求，有利于减少电芯与电芯之间泡棉的使用，进而一方面有利于节省电池包所需的生产物料，以降低电池包的生产成本，且有利于降低电池包的装配难度，以优化电池包的生产节拍，另一方面使得电芯与电芯之间的装配紧密度更高，有利于提升电池包的能量密度。
在一个或多个实施例中，所述壳体的弯曲模量大于所述侧壁的弯曲模量。
在上述技术方案中，通过将壳体的弯曲模量设置为大于侧壁的弯曲模量，使得壳体的抗变形能力比结构件更强，以减少壳体在使用过程中出现变形，有利于壳体为结构件提高较好的稳固作用和支撑效果。
在一个或多个实施例中，所述第一侧壁的弯曲模量大于所述第二侧壁的弯曲模量。
在上述技术方案中，通过将第一侧壁的弯曲模量设置为大于第二侧壁的弯曲模量，使得第一侧壁的抗变形能力比第二侧壁更强，以使连接在壳体上的第一侧壁为结构件提高较好的稳固作用和支撑作用，有利于减少因第一侧壁发生变形而造成结构件无法为电芯模组提供沿第一方向的压力的现象，有利于提高结构件对电芯模组的加压效果。
在一个或多个实施例中，沿所述第一方向，所述第一侧壁的厚度大于或等于所述第二侧壁的厚度。
在上述技术方案中，通过将第一侧壁在第一方向上的厚度设置为大于或等于第二侧壁的厚度，以实现第一侧壁的结构强度大于或等于第二侧壁的结构强度，从而使得连接在壳体上的第一侧壁为结构件提高较好的稳固作用和支撑作用。
在一个或多个实施例中，沿所述第一方向，所述第一侧壁与所述第二侧壁的间距大于或等于所述电芯模组的长度的10％。
在上述技术方案中，通过将第一侧壁与第二侧壁之间的距离设置为大于或等于电芯模组在第一方向上的尺寸的10％，使得第一侧壁和第二侧壁在第一方向上的距离大于电芯模组在第一方向上的最大膨胀量，实现结构件在沿第一方向溃缩变形时为电芯模组提供足够的膨胀空间，以降低电芯的膨胀空间不足而引发的使用安全隐患。
在一个或多个实施例中，所述侧壁的数量为至少三个，其他所述侧壁位于所述第一侧壁和所述第二侧壁之间，所述第一侧壁的弯曲模量大于其他所述侧壁的弯曲模量，所述第二侧壁的弯曲模量大于其他所述侧壁的弯曲模量。
在上述技术方案中，通过将结构件的第一侧壁的弯曲模量和第二侧壁的弯曲模量均设置为大于结构件的其他侧壁的弯曲模量，且其他侧壁均位于第一侧壁和第二侧壁之间，使得位于结构件在第一方向上的两端的第一侧壁和第二侧壁的抗变形能力均大于位于第一侧壁和第二侧壁之间的侧壁的抗变形能力，实现位于第一侧壁和第二侧壁之间的侧壁优先变形，以缓解第一侧壁和第二侧壁在使用过程中出现变形的现象，进而有利于提升第一侧壁与壳体之间的连接可靠性以及第二侧壁与电芯模组之间的连接可靠性。
在一个或多个实施例中，多个所述侧壁还包括第三侧壁，沿所述第一方向，所述第一侧壁与所述第三侧壁之间的距离小于所述第三侧壁与所述第二侧壁之间的距离。
在上述技术方案中，通过在第一侧壁与第二侧壁之间设置第三侧壁，以便于制造，且有利于提升结构件的整体结构稳定性，以缓解结构件在沿第一方向溃缩变形的过程中出现沿垂直于第一方向的方向侧移变形的现象。此外，通过将第一侧壁与第三侧壁之间的距离设置为小于第三侧壁与第二侧壁之间的距离，以使结构件位于第三侧壁与第二侧壁之间的区域更容易沿第一方向发生溃缩变形，从而缓解结构件在溃缩变形的过程中对第一侧壁造成的影响，进而有利于第一侧壁连接于壳体上的稳定性，提升第一侧壁对其他侧壁起到的支撑效果。
在一个或多个实施例中，沿所述第一方向，所述第二侧壁与所述第三侧壁的间距大于或等于所述电芯模组的长度的10％。
在上述技术方案中，通过将第二侧壁与第三侧壁之间的距离设置为大于或等于电芯模组在第一方向上的尺寸的10％，使得结构件更容易变形的区域的尺寸大于电芯模组在第一方向上的最大膨胀量，实现结构件在沿第一方向溃缩变形时为电芯模组提供足够的膨胀空间，以降低电芯的膨胀空间不足而引发的使用安全隐患。
在一个或多个实施例中，多个所述侧壁还包括第四侧壁，沿所述第一方向，所述第三侧壁与所述第四侧壁之间的距离大于所述第一侧壁与所述第三侧壁之间的距离；和/或，沿所述第一方向，所述第三侧壁与所述第四侧壁之间的距离大于所述第四侧壁与所述第二侧壁之间的距离。
在上述技术方案中，通过在第三侧壁与第二侧壁之间设置第四侧壁，一方面便于制造，另一方面进一步提升结构件的整体结构稳定性，有利于缓解结构件在沿第一方向溃缩变形的过程中出现沿垂直于第一方向的方向侧移变形的现象。此外，通过将第三侧壁与第四侧壁之间的距离设置为大于第一侧壁与第三侧壁之间的距离，以使结构件位于第三侧壁与第四侧壁之间的区域更容易沿第一方向发生溃缩变形，缓解结构件在溃缩变形的过程中对第一侧壁造成的影响，进而有利于第一侧壁连接于壳体上的稳定性，有利于提升第一侧壁对其他侧壁起到的支撑效果。同样的，通过将第三侧壁与第四侧壁之间的设置为大于第四侧壁与第二侧壁之间的距离，以使结构件更容易发生溃缩变形的区域远离第二侧壁，有利于减少结构件在溃缩变形的过程中对第二侧壁造成的影响，从而有利于第二侧壁与电芯模组相互连接的可靠性。
在一个或多个实施例中，沿所述第一方向，所述第三侧壁与所述第四侧壁的间距大于或等于所述电芯模组的长度的10％。
在上述技术方案中，通过将第三侧壁与第四侧壁之间的距离设置为大于或等于电芯模组在第一方向上的尺寸的10％，使得结构件更容易变形的区域的尺寸大于电芯模组在第一方向上的最大膨胀量，实现结构件在沿第一方向溃缩变形时为电芯模组提供足够的膨胀空间，以降低电芯的膨胀空间不足而引发的使用安全隐患。
在一个或多个实施例中，多个所述侧壁还包括第五侧壁，所述第五侧壁位于所述第三侧壁与所述第四侧壁之间，沿所述第一方向，所述第三侧壁与所述第五侧壁之间的距离大于所述第一侧壁与所述第三侧壁之间的距离；和/或，沿所述第一方向，所述第三侧壁与所述第五侧壁之间的距离大于所述第四侧壁与所述第二侧壁之间的距离。
在上述技术方案中，通过在第三侧壁与第四侧壁之间设置第五侧壁，以便于制造，且有利于进一步提升结构件的整体结构稳定性，有利于缓解结构件在沿第一方向溃缩变形的过程中出现沿垂直于第一方向的方向侧移变形的现象。此外，通过将第三侧壁与第五侧壁之间的距离设置为大于第一侧壁与第三侧壁之间的距离，以使结构件位于第三侧壁与第五侧壁之间的区域更容易沿第一方向发生溃缩变形，从而缓解结构件在溃缩变形的过程中对第一侧壁造成的影响，进而有利于提高第一侧壁连接于壳体上的稳定性，且提升第一侧壁对其他侧壁起到的支撑效果。同样的，通过将第三侧壁与第五侧壁之间的距离设置为大于第四侧壁与第二侧壁之间的距离，以使结构件更容易发生溃缩变形的区域远离第二侧壁，有利于减少结构件在溃缩变形的过程中对第二侧壁造成的影响，从而有利于提高第二侧壁与电芯模组相互连接的可靠性。
在一个或多个实施例中，沿所述第一方向，所述第四侧壁与所述第五侧壁之间的距离大于所述第一侧壁与所述第三侧壁之间的距离；和/或，沿所述第一方向，所述第四侧壁与所述第五侧壁之间的距离大于所述第四侧壁与所述第二侧壁之间的距离。
在上述技术方案中，通过将第四侧壁与第五侧壁之间的距离设置为大于第一侧壁与第三侧壁之间的距
离，以使结构件位于第四侧壁与第五侧壁之间的区域更容易沿第一方向发生溃缩变形，从而缓解结构件在溃缩变形的过程中对第一侧壁造成的影响，进而有利于提高第一侧壁连接于壳体上的稳定性，且提升第一侧壁对其他侧壁起到的支撑效果。同样的，通过将第四侧壁与第五侧壁之间的距离设置为大于第四侧壁与第二侧壁之间的距离，以使结构件更容易发生溃缩变形的区域远离第二侧壁，有利于减少结构件在溃缩变形的过程中对第二侧壁造成的影响，从而有利于提高第二侧壁与电芯模组相互连接的可靠性。
在一个或多个实施例中，所述电池包还包括绝缘件，沿所述第一方向，所述绝缘件设置于所述电芯模组与所述结构件之间。
在上述技术方案中，采用这种结构的电池包可以对电芯模组和结构件起到绝缘隔离的作用，以降低电池包在使用过程中出现短路的风险，进而有利于提升电池包的使用安全性。
在一个或多个实施例中，所述绝缘件包括橡胶垫、硅胶垫或泡棉中的一种。
在上述技术方案中，橡胶垫、硅胶垫或泡棉可以对电芯模组和结构件起到绝缘隔离的作用，以降低电池包在使用过程中出现短路的风险，进而有利于提升电池包的使用安全性。
在一个或多个实施例中，所述电芯模组的数量为多个，多个所述电芯模组沿第二方向排布，所述第二方向与所述第一方向垂直。
在一个或多个实施例中，所述电芯模组在所述第一方向的两侧均设有所述结构件。
在一个或多个实施例中，所述壳体在所述第一方向上具有相对布置的两个侧板，沿所述第一方向，所述电芯模组设置于两个所述侧板之间，所述结构件设置于所述侧板和所述电芯模组之间，所述结构件连接于所述侧板。
在一个或多个实施例中，所述壳体在所述第一方向上具有一个侧板，所述结构件设置于所述电芯模组在所述第一方向上背离所述侧板的一侧，所述第一侧壁连接于所述壳体。
在上述技术方案中，结构件和壳体共同界定出用于容纳电芯模组的装配空间。采用这种结构的电池包，在结构件发生使用异常时便于使用人员观察，以便于对电池包进行维护。
在一个或多个实施例中，所述结构件包括两个所述第一侧壁和一个所述第二侧壁，两个所述第一侧壁沿第二方向间隔排布，所述第二方向与所述第一方向垂直，每个所述第一侧壁与所述第二侧壁之间均连接有所述连接部，所述连接部和与其相连接的所述第一侧壁呈锐角设置，且所述连接部与所述第二侧壁呈锐角设置。
在上述技术方案中，每个第一侧壁与第二侧壁之间均连接有连接部，且连接部与第一侧壁和第二侧壁均呈锐角设置，使结构件形成类似“几”字型结构的形状，采用这种结构的结构件的使用稳定性较好，使得结构件在电芯模组的电芯发生膨胀时沿第一方向稳定地发生溃缩变形。
在一个或多个实施例中，所述电芯为方形电芯或软包电芯。
第二方面，本申请实施例还提供一种用电装置，包括上述的电池包。
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。
图1为本申请一些实施例提供的电池包的结构示意图；
图2为本申请一些实施例提供的电池包的结构爆炸图；
图3为本申请一些实施例提供的电池包(在去除盖板后)的俯视图；
图4为本申请一些实施例提供的结构件的结构示意图；
图5为本申请一些实施例提供的结构件的正视图；
图6为本申请又一些实施例提供的电池包的结构示意图；
图7为本申请又一些实施例提供的电池包的结构爆炸图；
图8为本申请一些实施例提供的电芯模组与结构件的装配示意图；
图9为本申请一些实施例提供的电芯模组与结构件在其他实施例中的装配示意图；
图10为本申请一些实施例提供的电芯模组与结构件在另一些实施例中的装配示意图；
图11为本申请又一些实施例提供的结构件的正视图；
图12为本申请再一些实施例提供的结构件的结构示意图；
图13为本申请另一些实施例提供的结构件的结构示意图；
图14为本申请另一些实施例提供的结构件与电芯模组的装配示意图；
图15为本申请又再一些实施例提供的结构件的正视图；
图16为本申请再又一些实施例提供的结构件的正视图；
图17为本申请一些实施例提供的用电装置的结构示意图。
图标：1000-用电装置；100-电池包；10-壳体；11-侧板；20-电芯模组；21-电芯；30-结构件；31-侧壁；311-第一侧壁；312-第二侧壁；313-第三侧壁；314-第四侧壁；315-第五侧壁；32-连接部；40-盖板；50-绝缘件；X-第一方向；Y-第二方向；Z-第三方向。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
除非另有定义，本申请所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本申请中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序或主次关系。
在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“附接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本申请中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本申请中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请的实施例中，相同的附图标记表示相同的部件，并且为了简洁，在不同实施例中，省略对相同部件的详细说明。应理解，附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸，以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明，而不应对本申请构成任何限定。
本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)。
本申请中，电芯可以是锂离子电池、锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池等，本申请实施例对此并不限定。电芯可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本申请实施例对此也不限定。电芯一般按封装的方式分成三种：柱形电芯、方形电芯和软包电芯，本申请实施例对此也不限定。
本申请的实施例所提到的电池包是指包括一个或多个电芯以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。电池包一般包括用于封装一个或多个电芯的壳体。壳体可以避免液体或其他异物影响电芯的充电或放电。
电芯包括电极组件和电解液。电极组件由正极极片、负极极片和隔离膜组成。电芯主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面，未涂敷正极活性物质层的正极集流体的部分作为正极极耳，以通过正极极耳实现正极极片的电能输入或输出。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面，未涂敷负极活性物质层的负极集流体的部分作为负极极耳，以通过负极极耳实现负极极片的电能输入或输出。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质可以为碳或硅等。为了通过大电流而不发生熔断，正极极耳的数量可以为多个且层叠在一起，负极极耳的数量也可以为多个且层叠在一起。
隔离膜的材质可以为PP(polypropylene，聚丙烯)或PE(polyethylene，聚乙烯)等。此外，电极组件可以是卷绕式结构，也可以是叠片式结构，本申请实施例并不限于此。
电池包具有能量密度高、环境污染小、功率密度大、使用寿命长、适应范围广、自放电系数小等突出的优点，是现今新能源发展的重要组成部分。电池包内的电芯是由正极极片、负极极片和隔离膜通过卷绕或者叠片等
方式组装成电极组件(裸电芯)，之后装入外壳，最后注入电解液后得到的。但是，随着电池技术的不断发展，对电池包的使用安全性和使用寿命等也提出了更高的要求。因此，电芯的使用安全性和使用寿命决定了电池包的安全性能和使用寿命。
发明人发现，对于一般的电池包而言，电池包通常设置有壳体和容纳于壳体内的电芯模组，电芯模组包括多个电芯，多个电芯呈排列形式层叠设置于壳体内，但是，电芯在循环充放电的过程中会发生膨胀的现象，当电芯的膨胀受到约束时会造成电芯的内部压力突增的现象，损害电芯的性能，当电芯的膨胀未受到约束时会造成电芯膨胀过大的现象，使电芯面临破裂损坏的风险，不利于电池包的使用安全和使用寿命。
为了提高电池包的使用安全性和使用寿命，在现有技术中，通常沿多个电芯的层叠方向在相邻的两个电芯之间设置泡棉，一方面通过泡棉为电芯提供一定的膨胀空间，另一方面通过泡棉对电芯施加一定的压力，以对电芯的膨胀起到约束的作用。然而，在这种结构的电池包中，需要在每相邻的两个电芯之间均设置泡棉，一方面导致电池包需要较多的泡棉，物料所需较多，从而不利于降低电池包的生产成本，另一方面造成电池包的加工过程较为繁琐，装配难度较大，从而不利于优化电池包的生产节拍。
基于上述考虑，为了解决电池包的生产成本较高且装配难度较大的问题，发明人经过深入研究，设计了一种电池包，电池包包括壳体、电芯模组和结构件。电芯模组的至少部分容纳于壳体内，电芯模组包括多个电芯，多个电芯沿第一方向层叠设置。结构件与电芯模组沿第一方向排列设置。其中，结构件包括多个侧壁，多个侧壁与电芯模组沿第一方向依次设置，每相邻的两个侧壁之间连接有连接部，每个连接部的弯曲模量小于与该连接部连接的两个侧壁的弯曲模量，多个侧壁包括第一侧壁和第二侧壁，第一侧壁与壳体连接，第二侧壁与电芯模组连接。
在这种结构的电池包中，结构件与电芯模组沿第一方向排列设置，结构件设置有多个侧壁，多个侧壁中的第一侧壁和第二侧壁分别与壳体和电芯模组相连，通过将每相邻的两个侧壁之间设置连接部，且连接部的弯曲模量小于与其相连的两个侧壁的弯曲模量，使得连接部的抗变形能力小于对应的侧壁的抗变形能力，从而在电芯模组的电芯沿第一方向出现膨胀时结构件的连接部发生变形而产生溃缩，并对电芯模组提供沿第一方向的压力，使得结构件既为电芯提供一定的膨胀空间，还可以对电芯的膨胀起到一定的约束，有利于弥补电芯膨胀后的位移偏差，从而减少电芯在使用过程中因膨胀过大而造成电芯出现破裂损坏的现象，并降低电芯因无法膨胀而导致电芯的内部压力突增的风险，进而有利于提升电池包的使用寿命和使用安全性。此外，通过在电芯模组与壳体之间设置可溃缩变形的结构件，以满足电芯模组的电芯的膨胀和加压需求，从而减少电芯与电芯之间泡棉的使用，进而一方面有利于节省电池包所需的生产物料，以降低电池包的生产成本，且有利于降低电池包的装配难度，以优化电池包的生产节拍，另一方面使得电芯与电芯之间的装配紧密度更高，有利于提升电池包的能量密度。
本申请实施例公开的电池包可以但不限用于电动两轮车、电动工具、无人机、储能设备等用电装置中。可以使用具备本申请公开的电池包组成该用电装置的电源系统，这样，有利于降低电池包的生产成本，且有利于降低电池包的装配难度，以优化电池包的生产节拍。
本申请实施例提供一种使用电池包作为电源的用电装置，用电装置可以为但不限于电子设备、电动工具、电动两轮车、无人机、储能设备。其中，电子设备可以包括手机、平板、笔记本电脑等，电动工具可以包括电钻、电锯等。
根据本申请的一些实施例，参照图1-图5，图1为本申请一些实施例提供的电池包100的结构示意图，图2为本申请一些实施例提供的电池包100的结构爆炸图，图3为本申请一些实施例提供的电池包100(在去除盖板40后)的俯视图，图4为本申请一些实施例提供的结构件30的结构示意图，图5为本申请一些实施例提供的结构件30的正视图。本申请实施例提供了一种电池包100，电池包100包括壳体10、电芯模组20和结构件30。电芯模组20的至少部分容纳于壳体10内，电芯模组20包括多个电芯21，多个电芯21沿第一方向X层叠设置。结构件30与电芯模组20沿第一方向X排列设置。其中，结构件30包括多个侧壁31，多个侧壁31与电芯模组20沿第一方向X依次设置，每相邻的两个侧壁31之间连接有连接部32，每个连接部32的弯曲模量小于与该连接部32连接的两个侧壁31的弯曲模量，多个侧壁31包括第一侧壁311和第二侧壁312，第一侧壁311与壳体10连接，第二侧壁312与电芯模组20连接。
结构件30容纳于壳体10内，结构件30与电芯模组20沿第一方向X排列设置，结构件30设置有多个侧壁31，多个侧壁31中的第一侧壁311和第二侧壁312分别与壳体10和电芯模组20相连，第一侧壁311和第二侧壁312分别位于结构件30在第一方向X上的两端，通过将每相邻的两个侧壁31之间设置连接部32，且连接部32的弯曲模量小于与其相连的两个侧壁31的弯曲模量，使得连接部32的抗变形能力小于对应的侧壁31的抗变形能力，从而在电芯模组20的电芯21沿第一方向X出现膨胀时结构件30的连接部32发生变形而产生溃缩变形的现象，并对电芯模组20提供沿第一方向X的压力，使得结构件30既为电芯21提供一定的膨胀空间，还可以对电芯21的膨胀起到一定的约束，有效弥补电芯21膨胀后的位移偏差，从而减少电芯21在使用过程中因膨胀过大而造成电芯21出现破裂损坏的现象，并降低电芯21因无法膨胀而导致电芯21的内部压力突增的风险，进而有利于提升电池包100的使用寿命和使用安全性。此外，通过在电芯模组20与壳体10之间设置可溃缩变形的结构件30，以满足电芯模组20的电芯21的膨胀和加压需求，从而减少电芯21与电芯21之间泡棉的使用，进而一方面有利于节省电池包100所需的生产物料，以降低电池包100的生产成本，且有利于降低电池包100的装配难度，以优化电池包100的生产节拍，另一方面使得电芯21与电芯21之间的装配紧密度更高，有利于提升电池包100的能量密度。
其中，壳体10用于为电芯模组20提供装配空间，壳体10可以采用多种结构，比如，长方体结构、圆柱体结构等。示例性的，在图2中，壳体10为长方体结构。
可选地，电池包100还可以包括盖板40，盖板40与壳体10相互盖合，盖板40和壳体10共同限定出用于容纳电芯模组20的装配空间。
示例性的，在图2中，壳体10为一端开放的空心结构，以形成用于容纳电芯模组20的容纳腔，盖板40为板状结构，盖板40盖合于壳体10的开放侧，以使盖板40与壳体10共同限定出装配空间，且电芯模组20整体均容纳于壳体10内。当然，在其他实施例中，电芯模组20可以是部分容纳于壳体10内，比如，盖板40和壳体10均为一侧开放的空心结构，盖板40的开放侧盖合于壳体10的开放侧，以实现电芯模组20的部分容纳于壳体10内，另一部分容纳于盖板40内。
其中，壳体10在第一方向X上具有相对布置的两个侧板11，电芯模组20的多个电芯21沿第一方向X层叠设置于两个侧板11之间，结构件30沿第一方向X设置于侧板11与电芯模组20之间，结构件30连接于侧板11上。
需要说明的是，电池包100的结构还可以是多种，比如，参照图6和图7所示，图6为本申请又一些实施例提供的电池包100的结构示意图，图7为本申请又一些实施例提供的电池包100的结构爆炸图。壳体10在第一方向X上只设置有一个侧板11，结构件30设置于电芯模组20在第一方向X上背离侧板11的一侧，且第一侧壁311在第二方向Y上的两端分别连接于壳体10，以使结构件30与壳体10相连，使得结构件30与壳体10共同界定出用于容纳电芯模组20的装配空间。采用这种结构的电池包100在结构件30发生使用异常时便于使用人员观察，以便于对电池包100进行维护。在其他实施例中，电池包100的壳体10在第一方向X也可以是两侧均未设置侧板11，即壳体10在第一方向X上是两侧开放的结构，在这种实施例中，可以在电芯模组20在第一方向X上的两侧均设置结构件30，以使两个结构件30与壳体10共同界定用于容纳电芯模组20的装配空间。
在电芯模组20中，多个电芯21之间可串联或并联或混联，混联是指多个电芯21中既有串联又有并联。多个电芯21之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电芯21构成的电芯模组20容纳于壳体10内。电芯模组20还可以包括其他结构，例如，该电芯模组20还可以包括汇流部件，用于实现多个电芯21之间的电连接。
其中，每个电芯21可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池，但不局限于此。电芯21可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。示例性的，在图1中，电芯21为长方体结构。
示例性的，在图2和图3中，电池包100的壳体10设置有两个电芯模组20，且两个电芯模组20沿第二方向Y排布，第二方向Y垂直于第一方向X，盖板40盖合于壳体10在第三方向Z上的一侧。在其他实施例中，电芯模组20的数量也可以为一个、三个、四个或五个等。需要说明的是，当设置于壳体10内的电芯模组20为多个时，设置于电芯模组20与一个侧板11之间的结构件30可以为一个，也可以为多个，参照图3，并请进一步参照图8，图8为本申请一些实施例提供的电芯模组20与结构件30的装配示意图，可以是多个电芯模组20共用一个结构件30，即多个电芯模组20与一个侧板11之间设置有一个结构件30。在其他实施例中，电池包100还可以是其他结构，比如，参见图9所示，图9为本申请一些实施例提供的电芯模组20与结构件30在其他实施例中的装配示意图，可以是每个电芯模组20对应设置一个结构件30，即每个电芯模组20与一个侧板11之间均设置有一个结构件30。
结构件30与电芯模组20沿第一方向X排列设置，即在第一方向X上，电芯模组20的至少一侧设置有结构件30，其可以是电芯模组20在第一方向X上的一侧设置有结构件30，也可以是电芯模组20在第一方向X上的两侧均设置有结构件30。可以是电芯模组20与两个侧板11中的一个侧板11之间设置有结构件30(如图3所示)，也可以是电芯模组20与两个侧板11之间均设置有结构件30。比如，在其他实施例中，参见图10所示，图10为本申请一些实施例提供的电芯模组20与结构件30在另一些实施例中的装配示意图，可以是电芯模组20与两个侧板11之间均设置有结构件30，即电芯模组20在第一方向X上的两侧均设置有结构件30，沿第一方向X，一个结构件30、电芯模组20和另一个结构件30依次排列设置。
在本申请实施例中，弯曲模量是指弯曲应力比上弯曲产生的应变，在弹性极限内抵抗弯曲变形的能力。
其中，每相邻的两个侧壁31之间连接有连接部32，每个连接部32的弯曲模量小于与该连接部32连接的两个侧壁31的弯曲模量，连接于相邻的两个侧壁31之间的连接部32的抗变形能力小于对应的两个侧壁31的抗变形能力，使得在结构件30受到电芯模组20在第一方向X上的膨胀力时，连接部32相较于对应的两个侧壁31更容易变形，从而实现结构件30沿第一方向X溃缩变形，并向电芯模组20施加沿第一方向X的压力，即在电池包100的使用过程中，电芯模组20的电芯21由于充放电会发生沿第一方向X发生膨胀的现象，而结构件30在电芯21的膨胀作用力下沿第一方向X发生溃缩变形，从而为电芯21提供可膨胀的空间，反之，结构件30因溃缩变形产生的反作用力会作用于电芯21上，从而起到对电芯模组20的电芯21进行加压限制的作用。
可选地，结构件30的材质可以是多种，比如，金属材质或高分子合成材料等。示例性的，在本申请实施例中，结构件30的材质为金属材质，比如，铝或铝合金等。采用金属材质的结构件30有利于提高结构件30在发生溃缩变形时的韧性，以使结构件30沿第一方向X为电芯模组20提供较为稳定的压力，从而有利于提升结构件30对电芯模组20的加压效果。
同样的，结构件30的侧壁31的数量可以是多种，比如，两个、三个、四个、五个或六个等。示例性的，在图5中，结构件30的侧壁31的数量为两个。
其中，结构件30包括多个侧壁31，多个侧壁31与电芯模组20沿第一方向X依次设置，多个侧壁31包括第一侧壁311和第二侧壁312，且第一侧壁311和第二侧壁312分部与壳体10和电芯模组20相连，也就是说，结构件30包括至少两个侧壁31，两个侧壁31分别为第一侧壁311和第二侧壁312，且第一侧壁311和第二侧壁312分别位于多个侧壁31在第一方向X上的两端。
每相邻的两个侧壁31之间连接有连接部32，即在第一方向X上每相邻的两个侧壁31通过连接部32相连，可选地，连接于相邻的两个侧壁31之间的连接部32的数量可以是一个、两个、三个、四个、五个或六个等。示例性的，在图5中，连接于相邻的两个侧壁31之间的连接部32为一个，且连接部32的横截面为蜂窝状。
需要说明的是，在其他实施例中，结构件30还可以是其他结构，比如，参照图11所示，图11为本申请又一些实施例提供的结构件30的正视图，连接于相邻的两个侧壁31之间的连接部32为多个，多个连接部32沿第三方向Z排列设置，且连接部32的横截面呈“X”状，当然，连接部32的结构还可以是多种，比如，连接部32的横截面为“S”状、“M”状或板状等。又比如，参照图12所示，图12为本申请再一些实施例提供的结构件30的结构示意图，连接部32还可以是设置于两个侧壁31之间的板状结构，连接部32与两个侧壁31均呈锐角设置，以使结构件30整体呈“Z”字型结构的弹片结构。同样的，在连接部32为板状结构的实施例中，结构件30还可以为其他结构，参照图13和图14所示，图13为本申请另一些实施例提供的结构件30的结构示意图，图14为本申请另一些实施例提供的结构件30与电芯模组20的装配示意图，结构件30包括一个第二侧壁312和两个第一侧壁311，两个第一侧壁311沿第二方向Y间隔排布，每个第一侧壁311与第二侧壁312之间均连接有一个连接部32，且连接部32与第一侧壁311和第二侧壁312均呈锐角设置，以使结构件30形成类似“几”字型结构的形状，采用这种结构的结构件30的使用稳定性较好，使得结构件30在电芯模组20的电芯21发生膨胀时沿第一方向X稳定地发生溃缩变形。
可选地，结构件30的成型方法可以是多种，比如，结构件30可以通过铸造、冲压或挤压成型等工艺制成。
其中，第一侧壁311与壳体10连接，第一侧壁311与壳体10的连接方式可以是多种，比如，焊接、粘接、卡接或螺栓螺接等。同样的，第二侧壁312与电芯模组20连接，在本申请实施例中，第二侧壁312与电芯模组20沿第一方向X相互抵接，需要说明的是，第二侧壁312与电芯模组20可以为直接抵接的关系，也可以是间接抵接的关系，也就是说，第二侧壁312与电芯模组20之间还可以设置有其他部件。
在一些实施例中，参见图2和图8所示，电池包100还可以包括绝缘件50。沿第一方向X，绝缘件50设置于电芯模组20与结构件30之间，以分隔电芯模组20与结构件30。采用这种结构的电池包100可以对电芯模组20和结构件30起到绝缘隔离的作用，以降低电池包100在使用过程中出现短路的风险，进而有利于提升电池包100的使用安全性。
其中，绝缘件50可以是多种，比如，绝缘件50为设置于电芯模组20与结构件30之间的橡胶垫、硅胶垫或塑胶垫等，以对电芯模组20与结构件30起到绝缘隔离的作用。当然，绝缘件50也可以为设置于电芯模组20与结构件30之间的泡棉，使得在起到绝缘隔离电芯模组20与结构件30的同时，还可以为电芯模组20与结构件30之间提供一定的缓冲作用。
根据本申请的一些实施例，壳体10的弯曲模量大于侧壁31的弯曲模量。
通过将壳体10的弯曲模量设置为大于侧壁31的弯曲模量，使得壳体10的抗变形能力比结构件30更强，以减少壳体10在使用过程中出现变形，有利于壳体10为结构件30提高较好的稳固作用和支撑效果。
根据本申请的一些实施例，参见图4和图5所示，第一侧壁311的弯曲模量大于第二侧壁312的弯曲模量。结构件30连接于壳体10的第一侧壁311的抗变形能力大于结构件30抵接于电芯模组20的第二侧壁312的抗变形能力。
通过将第一侧壁311的弯曲模量设置为大于第二侧壁312的弯曲模量，使得第一侧壁311的抗变形能力比第二侧壁312更强，以使连接在壳体10上的第一侧壁311为结构件30提高较好的稳固作用和支撑作用，从而有利于减少因第一侧壁311发生变形而造成结构件30无法为电芯模组20提供沿第一方向X的压力的现象，以提升结构件30对电芯模组20的加压效果。
根据本申请的一些实施例，参照图15所示，图15为本申请又再一些实施例提供的结构件30的正视图，沿第一方向X，第一侧壁311的厚度大于或等于第二侧壁312的厚度。
其中，在图15中，第一侧壁311在第一方向X上的厚度为D1，第二侧壁312在第一方向X上的厚度为D2，D1≥D2。
通过将第一侧壁311在第一方向X上的厚度设置为大于或等于第二侧壁312的厚度，以实现第一侧壁311的结构强度大于或等于第二侧壁312的结构强度，从而使得连接在壳体10上的第一侧壁311为结构件30提高
较好的稳固作用和支撑作用。
在一些实施例中，参见图5和图8所示，沿第一方向X，第一侧壁311与第二侧壁312的间距大于或等于电芯模组20的长度的10％。也就是说，在第一方向X上，第一侧壁311和第二侧壁312之间的距离大于或等于电芯模组20的尺寸的10％，即在第一方向X上，第一侧壁311和第二侧壁312之间的距离大于或等于多个电芯21层叠之后的整体厚度的10％。
通过将第一侧壁311与第二侧壁312之间的距离设置为大于或等于电芯模组20在第一方向X上的尺寸的10％，使得第一侧壁311和第二侧壁312在第一方向X上的距离大于电芯模组20在第一方向X上的最大膨胀量，实现结构件30在沿第一方向X溃缩变形时为电芯模组20提供足够的膨胀空间，以降低电芯21的膨胀空间不足而引发的使用安全隐患。
根据本申请的一些实施例，参照图16，图16为本申请再又一些实施例提供的结构件30的正视图。侧壁31的数量为至少三个，其他侧壁31位于第一侧壁311和第二侧壁312之间，第一侧壁311的弯曲模量大于其他侧壁31的弯曲模量，且第二侧壁312的弯曲模量大于其他侧壁31的弯曲模量。
其中，侧壁31的数量为至少三个，即结构件30的侧壁31的数量可以是三个、四个、五个或六个等。示例性的，在图16中，结构件30的侧壁31的数量为五个，即在第一侧壁311和第二侧壁312之间还依次设置有三个侧壁31。
通过将结构件30的第一侧壁311的弯曲模量和第二侧壁312的弯曲模量均设置为大于结构件30的其他侧壁31的弯曲模量，且其他侧壁31均位于第一侧壁311和第二侧壁312之间，使得位于结构件30在第一方向X上的两端的第一侧壁311和第二侧壁312的抗变形能力均大于位于第一侧壁311和第二侧壁312之间的侧壁31的抗变形能力，实现位于第一侧壁311和第二侧壁312之间的侧壁31优先变形，以缓解第一侧壁311和第二侧壁312在使用过程中出现变形的现象，进而有利于提升第一侧壁311与壳体10之间的连接可靠性以及第二侧壁312与电芯模组20之间的连接可靠性。
根据本申请的一些实施例，请参见图16所示，多个侧壁31还包括第三侧壁313，沿第一方向X，第三侧壁313位于第一侧壁311和第二侧壁312之间。即第一侧壁311、第三侧壁313、第二侧壁312和电芯模组20沿第一方向X依次排列设置。
通过在第一侧壁311与第二侧壁312之间设置第三侧壁313，以便于制造，有利于提升结构件30的整体结构稳定性，有利于缓解结构件30在沿第一方向X溃缩变形的过程中出现沿垂直于第一方向X的方向侧移变形的现象。
其中，沿第一方向X，第一侧壁311与第三侧壁313之间的距离小于第三侧壁313与第二侧壁312之间的距离。
通过将第一侧壁311与第三侧壁313之间的距离设置为小于第三侧壁313与第二侧壁312之间的距离，以使结构件30位于第三侧壁313与第二侧壁312之间的区域更容易沿第一方向X发生溃缩变形，从而缓解结构件30在溃缩变形的过程中对第一侧壁311造成的影响，进而有利于第一侧壁311连接于壳体10上的稳定性，且提升第一侧壁311对其他侧壁31起到的支撑效果。
在一些实施例中，沿第一方向X，第二侧壁312与第三侧壁313的间距大于或等于电芯模组20的长度的10％。也就是说，在第一方向X上，第二侧壁312和第三侧壁313之间的距离大于或等于电芯模组20的尺寸的10％，即在第一方向X上，第二侧壁312和第三侧壁313之间的距离大于或等于多个电芯21层叠之后的整体厚度的10％。
在实际使用过程中，每个电芯21的最大膨胀量为电芯21的厚度的8％左右，因此，通过将第二侧壁312与第三侧壁313之间的距离设置为大于或等于电芯模组20在第一方向X上的尺寸的10％，使得结构件30更容易变形的区域的尺寸大于电芯模组20在第一方向X上的最大膨胀量，从而实现结构件30在沿第一方向X溃缩变形时为电芯模组20提供足够的膨胀空间，以降低电芯21的膨胀空间不足而引发的使用安全隐患。
根据本申请的一些实施例，请继续参见图16所示，多个侧壁31还包括第四侧壁314，沿第一方向X，第四侧壁314位于第三侧壁313与第二侧壁312之间。即第一侧壁311、第三侧壁313、第四侧壁314、第二侧壁312和电芯模组20沿第一方向X依次排列设置。
通过在第三侧壁313与第二侧壁312之间设置第四侧壁314，一方面便于制造，另一方面进一步提升结构件30的整体结构稳定性，有利于缓解结构件30在沿第一方向X溃缩变形的过程中出现沿垂直于第一方向X的方向侧移变形的现象。
其中，沿第一方向X，第三侧壁313与第四侧壁314之间的距离大于第一侧壁311与第三侧壁313之间的距离；和/或，沿第一方向X，第三侧壁313与第四侧壁314之间的距离大于第四侧壁314与第二侧壁312之间的距离。
通过将第三侧壁313与第四侧壁314之间的设置为大于第一侧壁311与第三侧壁313之间的距离，以使
结构件30位于第三侧壁313与第四侧壁314之间的区域更容易沿第一方向X发生溃缩变形，从而缓解结构件30在溃缩变形的过程中对第一侧壁311造成的影响，进而有利于提升第一侧壁311连接于壳体10上的稳定性，且有利于提升第一侧壁311对其他侧壁31起到的支撑效果。同样的，通过将第三侧壁313与第四侧壁314之间的设置为大于第四侧壁314与第二侧壁312之间的距离，以使结构件30更容易发生溃缩变形的区域远离第二侧壁312，有利于减少结构件30在溃缩变形的过程中对第二侧壁312造成的影响，从而有利于第二侧壁312与电芯模组20相互连接的可靠性。
在一些实施例中，沿第一方向X，第三侧壁313与第四侧壁314的间距大于或等于电芯模组20的长度的10％。也就是说，在第一方向X上，第三侧壁313和第四侧壁314之间的距离大于或等于电芯模组20的尺寸的10％，即在第一方向X上，第三侧壁313和第四侧壁314之间的距离大于或等于多个电芯21层叠之后的整体厚度的10％。
通过将第三侧壁313与第四侧壁314之间的距离设置为大于或等于电芯模组20在第一方向X上的尺寸的10％，使得结构件30更容易变形的区域的尺寸大于电芯模组20在第一方向X上的最大膨胀量，从而实现结构件30在沿第一方向X溃缩变形时为电芯模组20提供足够的膨胀空间，以降低电芯21的膨胀空间不足而引发的使用安全隐患。
根据本申请的一些实施例，请继续参见图16所示，多个侧壁31还包括第五侧壁315，沿第一方向X，第五侧壁315位于第三侧壁313与第四侧壁314之间。即第一侧壁311、第三侧壁313、第五侧壁315、第四侧壁314、第二侧壁312和电芯模组20沿第一方向X依次排列设置。
通过在第三侧壁313与第四侧壁314之间设置第五侧壁315，以便于制造，且进一步提升结构件30的整体结构稳定性，有利于缓解结构件30在沿第一方向X溃缩变形的过程中出现沿垂直于第一方向X的方向侧移变形的现象。
可选地，沿第一方向X，第三侧壁313与第五侧壁315之间的距离大于第一侧壁311与第三侧壁313之间的距离；和/或，沿第一方向X，第三侧壁313与第五侧壁315之间的距离大于第四侧壁314与第二侧壁312之间的距离。
通过将第三侧壁313与第五侧壁315之间的设置为大于第一侧壁311与第三侧壁313之间的距离，以使结构件30位于第三侧壁313与第五侧壁315之间的区域更容易沿第一方向X发生溃缩变形，从而缓解结构件30在溃缩变形的过程中对第一侧壁311造成的影响，进而有利于第一侧壁311连接于壳体10上的稳定性，并提升第一侧壁311对其他侧壁31起到的支撑效果。同样的，通过将第三侧壁313与第五侧壁315之间的设置为大于第四侧壁314与第二侧壁312之间的距离，以使结构件30更容易发生溃缩变形的区域远离第二侧壁312，有利于减少结构件30在溃缩变形的过程中对第二侧壁312造成的影响，从而有利于第二侧壁312与电芯模组20相互连接的可靠性。
可选地，沿第一方向X，第四侧壁314与第五侧壁315之间的距离大于第一侧壁311与第三侧壁313之间的距离；和/或，沿第一方向X，第四侧壁314与第五侧壁315之间的距离大于第四侧壁314与第二侧壁312之间的距离。
通过将第四侧壁314与第五侧壁315之间的设置为大于第一侧壁311与第三侧壁313之间的距离，以使结构件30位于第四侧壁314与第五侧壁315之间的区域更容易沿第一方向X发生溃缩变形，从而缓解结构件30在溃缩变形的过程中对第一侧壁311造成的影响，进而有利于第一侧壁311连接于壳体10上的稳定性，并提升第一侧壁311对其他侧壁31起到的支撑效果。同样的，通过将第四侧壁314与第五侧壁315之间的设置为大于第四侧壁314与第二侧壁312之间的距离，以使结构件30更容易发生溃缩变形的区域远离第二侧壁312，有利于减少结构件30在溃缩变形的过程中对第二侧壁312造成的影响，从而有利于第二侧壁312与电芯模组20相互连接的可靠性。
根据本申请的一些实施例，参照图1，并请进一步参照图17，图17为本申请一些实施例提供的用电装置1000的结构示意图。本申请实施例还提供了一种用电装置1000，包括以上任一方案的电池包100，并且电池包100用于为用电装置1000提供电能。
用电装置1000可以是前述任一应用电池包100的设备或系统。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (21)
- 一种电池包，包括：壳体；电芯模组，至少部分容纳于所述壳体内，所述电芯模组包括多个电芯，多个所述电芯沿第一方向层叠设置；以及结构件，与所述电芯模组沿所述第一方向排列设置；其中，所述结构件包括多个侧壁，多个所述侧壁与所述电芯模组沿所述第一方向依次设置，每相邻的两个所述侧壁之间连接有连接部，每个所述连接部的弯曲模量小于与该连接部连接的两个所述侧壁的弯曲模量，多个所述侧壁包括第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁与所述壳体连接，所述第二侧壁与所述电芯模组连接。
- 根据权利要求1所述的电池包，其中，所述壳体的弯曲模量大于所述侧壁的弯曲模量。
- 根据权利要求1或2所述的电池包，其中，所述第一侧壁的弯曲模量大于所述第二侧壁的弯曲模量。
- 根据权利要求1-3任一项所述的电池包，其中，沿所述第一方向，所述第一侧壁的厚度大于或等于所述第二侧壁的厚度。
- 根据权利要求1-4任一项所述的电池包，其中，沿所述第一方向，所述第一侧壁与所述第二侧壁的间距大于或等于所述电芯模组的长度的10％。
- 根据权利要求1-5任一项所述的电池包，其中，所述侧壁的数量为至少三个，其他所述侧壁位于所述第一侧壁和所述第二侧壁之间，所述第一侧壁的弯曲模量大于其他所述侧壁的弯曲模量，所述第二侧壁的弯曲模量大于其他所述侧壁的弯曲模量。
- 根据权利要求6所述的电池包，其中，多个所述侧壁还包括第三侧壁，沿所述第一方向，所述第一侧壁与所述第三侧壁之间的距离小于所述第三侧壁与所述第二侧壁之间的距离。
- 根据权利要求7所述的电池包，其中，沿所述第一方向，所述第二侧壁与所述第三侧壁的间距大于或等于所述电芯模组的长度的10％。
- 根据权利要求7或8所述的电池包，其中，多个所述侧壁还包括第四侧壁，沿所述第一方向，所述第三侧壁与所述第四侧壁之间的距离大于所述第一侧壁与所述第三侧壁之间的距离；和/或沿所述第一方向，所述第三侧壁与所述第四侧壁之间的距离大于所述第四侧壁与所述第二侧壁之间的距离。
- 根据权利要求9所述的电池包，其中，沿所述第一方向，所述第三侧壁与所述第四侧壁的间距大于或等于所述电芯模组的长度的10％。
- 根据权利要求9或10所述的电池包，其中，多个所述侧壁还包括第五侧壁，所述第五侧壁位于所述第三侧壁与所述第四侧壁之间，沿所述第一方向，所述第三侧壁与所述第五侧壁之间的距离大于所述第一侧壁与所述第三侧壁之间的距离；和/或沿所述第一方向，所述第三侧壁与所述第五侧壁之间的距离大于所述第四侧壁与所述第二侧壁之间的距离。
- 根据权利要求11所述的电池包，其中，沿所述第一方向，所述第四侧壁与所述第五侧壁之间的距离大于所述第一侧壁与所述第三侧壁之间的距离；和/或沿所述第一方向，所述第四侧壁与所述第五侧壁之间的距离大于所述第四侧壁与所述第二侧壁之间的距离。
- 根据权利要求1-12任一项所述的电池包，其中，所述电池包还包括绝缘件，沿所述第一方向，所述绝缘件设置于所述电芯模组与所述结构件之间。
- 根据权利要求13所述的电池包，其中，所述绝缘件包括橡胶垫、硅胶垫或泡棉中的一种。
- 根据权利要求1-14任一项所述的电池包，其中，所述电芯模组的数量为多个，多个所述电芯模组沿第二方向排布，所述第二方向与所述第一方向垂直。
- 根据权利要求1-15任一项所述的电池包，其中，所述电芯模组在所述第一方向上的两侧均设有所述结构件。
- 根据权利要求1-16任一项所述的电池包，其中，所述壳体在所述第一方向上具有相对布置的两个侧板，沿所述第一方向，所述电芯模组设置于两个所述侧板之间，所述结构件设置于一个所述侧板和所述电芯模组之间，所述结构件连接于所述侧板。
- 根据权利要求1-15任一项所述的电池包，其中，所述壳体在所述第一方向上具有一个侧板，所述结构件设置于所述电芯模组在所述第一方向上背离所述侧板的一侧，所述第一侧壁连接于所述壳体。
- 根据权利要求1-18任一项所述的电池包，所述结构件包括两个所述第一侧壁和一个所述第二侧壁，两个所述第一侧壁沿第二方向间隔排布，所述第二方向与所述第一方向垂直，每个所述第一侧壁与所述第二侧壁之间均连接有所述连接部，所述连接部和与其相连的所述第一侧壁呈锐角设置，且所述连接部与所述第二侧壁呈锐角设置。
- 根据权利要求1-19任一项所述的电池包，其中，所述电芯为方形电芯或软包电芯。
- 一种用电装置，包括根据权利要求1-20任一项所述的电池包。
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