前面详细描述的那样，方法170还可以包括将锂离子电池单元和铅酸电池单元并联(方框176)以制造电池单元组件(例如，电池单元组件36)。如前面针对图3-6所描述的那样，锂离子与铅酸电池单元之间的并联可以使得电池单元组件中的每一个具有锂离子单元与铅酸电池单元的1:1、2:1或1:2的比率或者能够实现本文描述的充电平衡和锂离子保护的任何其他适当的比率，所述比率可以至少部分地基于锂离子电池单元与铅酸电池单元之间的电压匹配。
[0129]方法170可以进一步包括将电池单元组件电气的串联和/或并联(方框178)。如前面所描述的，电池电压可以由串联的电池单元组件的总电压确定，而电流输出可以通过将电池单元组件电气并联来增加。应注意，电池单元组件还可以在基本上相同的制造步骤来电气地联接和形成，例如通过将锂离子电池单元串联并且随后将每个锂离子电池单元与铅酸电池单元电气地并联。事实上，在一个此类实施例中，方法170可以包括将全铅酸电池的铅酸电池单元与全锂离子电池的锂离子电池单元电气地并联。
[0130]方法170可以进一步包括通过一个或多个壳体封闭(方框180)电池单元组件或个别单元，或者锂离子单元的集合和铅酸电池单元的集合。例如，电池30可以包括以下针对图6所描述的封闭方案中的任一个或其组合。
[0131]方法170还可以包括图15中未具体示出的其他细化步骤。这些细化步骤可以包括附接端子、加强电气连接等。
[0132]方法170还可以包括将电池管理系统(例如，BMS 150)、热管理系统(例如，主动热控制系统162)或者其组合连接到电池30。虽然这些特征可以被包括为在图15所描述的制造过程期间附接到电池或纳入在电池内，但是应了解，这些特征可以在完全不同的阶段附接到电池30，诸如在将电池纳入到车辆中的时候。
[0133]所公开的实施例中的一个或多个可以单独或组合地提供有益于制造具有与生倶来的过度充电和过度放电保护的铅酸/锂离子双存储电池的一个或多个技术效果。例如，本方法的某些实施例可以使得能够减少与这些电池的制造相关的成本，例如通过减少或省去对于电池管理系统的需要。此外，本方法的某些实施例还使得能够制造可以在大温度范围下工作的铅酸/锂离子双存储电池，从而使得其能够在无需显著的热控制设备的情况下使用。本文描述的方法还可以为电池模块提供与锂离子电池相关的较高功率密度和充电速率，同时还提供与铅酸电池相关的高放电速率和与生倶来的过度充电和过度放电保护。说明书中的技术效果和技术问题是示例性而非限制性的。应注意，说明书中描述的实施例可以具有其他技术效果并且可以解决其他技术问题。
[0134]虽然已经示出和描述本公开的仅某些特征和实施例，但是本领域技术人员可以在不实质上脱离权利要求中列出的主题的新颖教示和优点的情况下做出许多修改和改变(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例的变化、参数(例如，温度、压力等)值、安装布置、材料的使用、颜色、定向等)。任何过程和方法步骤的次序或顺序可以根据替代实施例来变化或重新排序。因此，应理解，随附权利要求意欲涵盖属于本公开的真实精神内的所有这些修改和改变。此外，为了提供示例性实施例的简洁描述，可能尚未描述实际实施的所有特征(即，与执行本公开的当前预期的最佳模式无关的那些特征或者与实现所要求的发明无关的那些特征)。应了解，在任何这些实际实施的开发中，如在任何工程和设计方案中，可以做出许多实施特定决定。这种开放尝试可能是复杂且耗时的，但是尽管如此对于受益于本公开的普通技术人员而言，将是无需过度实验的设计、制造和生产的常规任务。另外，尽管本文论述个别实施例，但是本公开意欲涵盖这些实施例的所有组合。
【主权项】
1.一种电池系统，包括: 电气地串联的多个电池单元组件，其中所述多个电池单元组件中的第一电池单元组件包括: 第一锂离子电池单元；以及 第一铅酸电池单元，所述第一铅酸电池单元与所述第一锂离子电池单元电气地并联从而使得所述第一铅酸电池单元被配置成抵抗所述第一锂离子电池单元的过度充电和过度放电。2.如权利要求1所述的电池系统，其中所述多个电池单元组件中的每个电池单元组件包括与各自的铅酸电池单元电气地并联的各自的锂离子电池单元。3.如权利要求2所述的电池系统，其中所述各自的锂离子电池单元和所述各自的铅酸电池单元基本上电压匹配，并且每个电池单元组件中的锂电池单元与铅酸电池单元的比率是 1:1 ο4.如权利要求2所述的电池系统，其中所述多个电池单元组件包括电气地串联的总共6个单独的电池单元组件，并且所述电池系统是12伏(V)电池。5.如权利要求2所述的电池系统，其中所述多个电池单元组件包括电气地串联的总共22个单独的电池单元组件，并且所述电池系统是48V电池。6.如权利要求2所述的电池系统，其中所述多个电池单元组件包括电气地串联的总数在5个与68个之间的单独电池单元组件，并且所述电池系统具有10V与150V之间的电压。7.如权利要求2所述的电池系统，其中所述多个电池单元组件包括电气地串联的总数在4与28个之间的单独电池单元组件，并且所述电池系统具有8V与60V之间的电压。8.如权利要求1所述的电池系统，其包括封闭所述电池系统的所有所述电池单元组件的单个壳体，其中所述电池系统包括设置在电气地串联的所述多个电池单元组件的相对端上的电池连接端子。9.如权利要求1所述的电池系统，其包括各自封闭所述多个电池单元组件中的一个或多个电池单元组件的至少两个壳体。10.如权利要求1所述的电池系统，其中所述第一锂离子电池单元不通信地连接到电子电池管理系统，并且其中所述电池系统被配置成在操作期间在没有所述电子电池管理系统的情况下经历充电平衡。11.如权利要求1所述的电池系统，其中多个电池单元组件包括多个锂离子电池单元，并且所述锂离子电池单元中的仅一部分通信地连接到电子电池管理系统。12.如权利要求1所述的电池系统，其包括电池管理系统，所述电池管理系统包括一个或多个非临时的机器可读介质，所述介质共同地存储一个或多个指令集，所述指令集可由处理器执行以将所述多个电池单元组件作为单个单元来控制从而使得由所述电池管理系统作出的任何调整是对所述整个电池系统作出。13.如权利要求1所述的电池系统，其中所述多个电池单元组件包括多个锂离子电池单元，并且少于全部的所述锂离子电池单元直接连接到热传感器。14.如权利要求1所述的电池系统，其包括配置成测量所述整个电池系统的温度的热传感器。15.如权利要求1所述的电池系统，其中所述第一锂离子电池单元包括: 包括阴极活性材料的阴极，其中所述阴极活性材料包括以下各项中的任一个或组合:NMC (LixNiaMnbCoc02, x+a+b+c = 2)、LiMn204 (LMO)尖晶石、NCA (LiNixCoyAlz02，x+y+z =l)、LiMnl.5N1.502、LiCo02 (LCO)或 LiMP04，其中 M 是 Fe、N1、Mn、Mg ； 包括阳极活性材料的阳极，其中所述阳极活性材料包括以下各项中的任一个或组合:Li4Ti5012(LT0)、二氧化钛(T1x或Ti02)或者石墨；以及包括锂离子源和至少一种非水溶剂的电解质混合物。16.如权利要求15所述的电池系统，其中所述阴极活性材料包括NMC并且所述阳极活性材料包括LT0，并且其中所述第一锂离子电池单元和所述第一铅酸电池单元基本上电压匹配。17.如权利要求16所述的电池系统，其中所述锂离子源包括锂盐，并且所述锂盐是LiPF6、LiBF4、LiB (C204) 2 (LiBOB)、LiN(S02C2F5) 2 (LiBETI)、LiN(S02CF3) 2 (LiTFSI)或者其任何组合。18.如权利要求16所述的电池系统，其中所述锂离子源包括LiBF4，并且所述至少一种非水溶剂包括碳酸丙烯酯(PC)和丁内酯(GBL)。19.如权利要求16所述的电池系统，其中所述第一铅酸电池单元是吸附式玻璃纤维(AGM)铅酸电池单元、富液式铅酸电池单元或者凝胶电解质铅酸电池单元。20.一种系统，包括: 第一锂离子电池单元；以及 第一铅酸电池单元，其中所述第一锂离子电池单元与所述第一铅酸电池单元电气地并联；以及 其中所述第一锂离子电池单元和所述第一铅酸电池单元一起串联到与第二铅酸电池单元电气地并联的第二锂离子电池单元。21.如权利要求20所述的系统，其中所述第一锂离子电池单元与所述第一铅酸电池单元基本上电压匹配，并且所述第二锂离子电池单元与所述第二铅酸电池单元基本上电压匹配。22.如权利要求21所述的系统，其中所述第一锂离子电池单元与所述第一铅酸电池单元组合以产生第一电压输出，并且所述第二锂离子电池单元与所述第二铅酸电池单元组合以产生第二电压输出，并且所述第一和第二电压输出基本上相同。23.如权利要求20所述的系统，其中所述第一锂离子电池单元与第三锂离子电池单元电气地串联，并且其中所述第一铅酸电池单元电气地并联到所述第一与第三锂离子电池单元的所述串联结构上，并且其中所述第一锂离子电池单元与所述第三锂离子电池单元的所述串联与所述第一铅酸电池单元基本上电压匹配。24.如权利要求20所述的系统，其包括多个电池单元组件，所述电池单元组件包括: 第一电池单元组件，所述第一电池单元组件包括所述第一锂离子电池单元和所述第一铅酸电池单元；以及 第二电池单元组件，所述第二电池单元组件与所述第一电池单元组件电气地串联并且包括所述第二锂离子电池单元和所述第二铅酸电池单元；以及 其中所述第一电池单元组件的锂电池单元与铅酸电池单元的第一比率是1:1或2:1，并且所述第二电池单元组件的锂电池单元与铅酸电池单元的第二比率是1:1或2:1。25.—种电池，包括: 多个锂离子电池单元；以及 多个铅酸电池单元；以及 其中所述多个锂离子电池单元中的每个单独的锂离子电池单元与所述多个铅酸电池单元中的对应的单独的铅酸电池单元电气地并联并且基本上电压匹配，从而使得所述电池包括多个锂离子/铅酸电池单元对。26.如权利要求25所述的电池，其中所述电池是汽车电池并且被集成到车辆的框架中，并且所述车辆是xEV。27.如权利要求26所述的电池，其中所述电池被配置成在不受电池管理系统(BMS)控制的情况下在所述车辆内工作。28.如权利要求26所述的电池，其中所述电池具有小于60V的电压。29.如权利要求26所述的电池，其中所述电池被配置成在没有主动热控制的情况下在所述车辆内工作。30.如权利要求25所述的电池，其中所述多个锂离子电池单元中的至少一个锂离子电池单元包括: 包括阴极活性材料的阴极，其中所述阴极活性材料包括以下各项中的任一个或组合:NMC (LixNiaMnbCoc02, x+a+b+c = 2)、LiMn204 (LMO)尖晶石、NCA (LiNixCoyAlz02，x+y+z =l)、LiMnl.5N1.502、LiCo02 (LCO)或 LiMP04，其中 M 是 Fe、N1、Mn、Mg ； 包括阳极活性材料的阳极，其中所述阳极活性材料包括以下各项中的任一个或组合:Li4Ti5012(LT0)、二氧化钛(T1x或Ti02)或者石墨；以及 包括锂离子源和至少一种非水溶剂的电解质混合物，其中所述至少一种非水溶剂包括直链烷基碳酸酯、环状碳酸酯、直链酯、环状酯或者其任何组合。31.如权利要求30所述的电池，其中所述阴极活性材料包括NMC并且所述阳极活性材料包括LT0。32.如权利要求25所述的电池，其中所述多个锂离子电池单元中的至少一个锂离子电池单元包括具有阴极活性材料的阴极和具有阳极活性材料的阳极，其中所述阴极活性材料的平均电压大致等于所述阳极活性材料的平均电压与所述至少一个锂离子电池单元电气地并联到的所述对应的单独铅酸电池单元的平均电压之和。33.如权利要求32所述的电池，其中所述阳极活性材料的所述平均电压在约IV与约2V之间，并且所述阴极活性材料的所述平均电压在约3.2V与约4.2V之间。
【专利摘要】一种电池系统可以包括电气地串联的多个电池单元组件。多个电池单元组件中的第一电池单元组件包括第一锂离子电池单元和第一铅酸电池单元，所述第一铅酸电池单元与第一锂离子电池单元电气地并联从而使得第一铅酸电池单元被配置成抵抗第一锂离子电池单元的过度充电和过度放电。
【IPC分类】H01M10/0525, H01M16/00, H01M4/40, H01M10/056, H01M10/06
【公开号】CN105409052
【申请号】CN201380078366
【发明人】江俊伟, 伯恩哈德·M·梅茨
【申请人】约翰逊控制技术公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2013年12月16日
【公告号】EP3033800A1, US20150050527, WO2015023311A1