包括:包含鋰、鎳、錳和鈷離子的混合金屬成分，例如，鋰鎳鈷錳氧化物(匪C)(例如，LiNi1/3Co1/3Mm/302)、鋰鎳鈷鋁氧化物(NCA)(例如，LiNiQ.8CoQ.15Al().()502)、鋰鈷氧化物(LCO)(例如，LiCoO2)和鋰金屬氧化物尖晶石(LM0尖晶石)(例如，LiMn2O4)。陰極可僅包括一種活性物質(zhì)(例如，匪C )，或可包括如下物質(zhì)的混合物，例如，匪C、NCA、IXO、LMO尖晶石等中的任何一個或其組合。還可使用其他陰極活性物質(zhì)作為這些物質(zhì)的附加或代替，例如，鋰金屬磷酸鹽。這些活性物質(zhì)的示例一般由配方LiMPO4定義，其中，M為Fe、N1、Mn或Mg。作為前面說明書中涵蓋的鋰金屬氧化物物質(zhì)中的任何一個或其組合的附加或替代，還可使用這些磷酸鹽中的任一個或其組合作為陰極活性物質(zhì)。因此，陰極活性物質(zhì)可包括NMC(LixNiaMnbCoc02，x+a+b+c = 2)、LiMmCU(LMO)尖晶石、NCA(LiNixCoyAlζ〇2，x+y+z = I)、1^]\1111.5附().502、1^(:002(1^0))或1^]\^04中的任何一個或其組合，其中，]?為？6、祖、]\111或1%。任何蓄電池單元44的陽極活性物質(zhì)一般可包括以下物質(zhì)中的任何一種或其組合，例如，碳(例如，石墨)、二氧化鈦(T1x，或者表示為T12)，或鋰鈦氧化物(本文中也稱為LTO(Li4Ti5012))。陽極活性物質(zhì)可包括這些和其他活性物質(zhì)中的任何一種或其組合。
[0040]由于不同蓄電池化學(xué)成分可能會造成蓄電池單元的不同電壓特性(例如，開路電壓)，通過在第二蓄電池模塊28中包括一種以上的蓄電池化學(xué)成分，蓄電池模塊可被設(shè)計為從不同化學(xué)成分的特性中獲益。換句話說，可設(shè)計電壓分布(因變于SOC的電壓)以獲得特定結(jié)果。電壓分布可設(shè)計為在期望的SOC范圍(蓄電池系統(tǒng)12中的第二蓄電池模塊28將要工作在的SOC范圍)內(nèi)相對平坦，或可設(shè)計為具有陡坡，以在期望的SOC范圍內(nèi)以及蓄電池系統(tǒng)12的某一電壓窗口內(nèi)(蓄電池系統(tǒng)12意圖工作在的電壓范圍)獲得不同的充電和放電特性。另夕卜，通過針對每種不同的化學(xué)成分改變蓄電池單元44的數(shù)量，在選擇蓄電池單元44時提供了一個額外的自由度，以便在第二蓄電池模塊28與第一蓄電池模塊30之間進行電壓匹配。
[0041]這樣，為了使第二蓄電池模塊28與第一蓄電池模塊30電壓匹配，可按照化學(xué)成分的數(shù)量(例如，一種以上)和蓄電池單元44的數(shù)量組合性地選擇第二蓄電池模塊28的蓄電池單元44。更具體地，對于第二蓄電池模塊28，可改變蓄電池模塊28中蓄電池單元44的總數(shù)、蓄電池模塊28中化學(xué)成分的總數(shù)(例如，一種以上)和每種化學(xué)成分的蓄電池單元44的數(shù)量，以便與第一蓄電池模塊30電壓匹配。例如，如果第一蓄電池模塊30在某一 SOC下具有12V的開路電壓，第二蓄電池模塊28可包括串聯(lián)的具有第一化學(xué)成分且開路電壓為3V的兩個蓄電池單元44以及具有第二化學(xué)成分且開路電壓為2V的三個蓄電池單元，這可在相同或不同的SOC下為第二蓄電池模塊28提供12V的總開路電壓。可替代地，第二蓄電池模塊28可包括串聯(lián)的具有第一化學(xué)成分且開路電壓為3V的一個蓄電池單元44、具有第二化學(xué)成分且開路電壓為2V的四個蓄電池單元，以及具有第三化學(xué)成分且開路電壓為IV的一個蓄電池單元44，這也可在相同或不同的SOC下為第二蓄電池模塊28提供12V的開路電壓。另外，本文所述的電壓可為開路電壓、在一定放電率(例如，C/10)下確定的平均電壓，或任何其他電壓量度。
[0042]盡管在所示實施例中第二蓄電池模塊28中的蓄電池單元44互相串聯(lián)，但在某些實施例中，第二蓄電池模塊28中的蓄電池單元44可以各種其他配置互相連接，例如，并聯(lián)，或串聯(lián)與并聯(lián)的組合。例如，具有相同化學(xué)成分的多個蓄電池單元44可互相并聯(lián)，然后與具有不同化學(xué)成分的一個或多個蓄電池單元44連接。
[0043]如上所指出，第一蓄電池模塊30和第二蓄電池模塊28中的每一個的電壓分布可取決于其各自的充電狀態(tài)。圖4是各個蓄電池模塊的電壓特性(例如，電壓分布)的曲線圖46。更具體地，圖4是描述了在各個蓄電池模塊的總充電狀態(tài)范圍內(nèi)(例如，從0%充電狀態(tài)到100%充電狀態(tài))第一蓄電池模塊30或第二蓄電池模塊28(采用多種數(shù)量和化學(xué)成分的蓄電池單元44的各種組合)的開路電壓的標繪圖。圖4在X軸上圖示了SOC(單位為％)并Y軸上圖示了開路電壓(單位為V)。
[0044]如圖所示，曲線圖46包括鉛酸(PbA)電壓分布48，它描繪了SOC范圍內(nèi)(例如，0%至100%)第一蓄電池模塊30(例如，鉛酸蓄電池)的開路電壓。曲線圖46還包括各種電壓分布，它們描繪了利用多種數(shù)量和化學(xué)成分的蓄電池單元44的各種組合的第二蓄電池模塊28(例如，鋰離子蓄電池)在某一SOC范圍內(nèi)(例如，0%至100%)的開路電壓，所述各種組合包括4-NMC/石墨電壓分布50、4-LM0/石墨電壓分布52、6-NMC/LT0電壓分布54、6-LM0/LT0電壓分布56，以及1-匪C/石墨+4-匪C/LT0電壓分布58。如本文所使用的，“4-匪C/石墨”指具有四個NMC/石墨蓄電池單元44的第二蓄電池模塊28; “4-LM0/石墨”指具有四個LMO/石墨蓄電池單元44的第二蓄電池模塊28; “6-NMC/LT0”指具有六個NMC/LT0蓄電池單元44的第二蓄電池模塊28; “6-LM0/LT0”指具有六個LM0/LT0蓄電池單元44的第二蓄電池模塊28; “1-NMC/石墨+4-NMC/LT0”指具有一個匪C/石墨蓄電池單元44和四個匪C/LT0蓄電池單元44的第二蓄電池模塊28。
[0045]如圖4所示，每個蓄電池模塊的電壓可隨著其SOC而變化。為了解釋本公開的方面，下文將第一蓄電池模塊30描述為鉛酸(PbA)蓄電池。對于PbA蓄電池(圖4中的第一蓄電池模塊30)，PbA電壓分布48顯示，0%充電狀態(tài)下的第一蓄電池模塊30可具有11.2V電壓，在50%充電狀態(tài)下，可具有12.2V電壓，在100%充電狀態(tài)下，可具有13.0V電壓。換句話說，第一蓄電池模塊30具有11.2-13.0V的電壓范圍。圖4還包括第一蓄電池模塊30的電壓窗口 62。在所示實施例中，電壓窗口62包括電壓上限64(例如，約13.0V，與約100%SOC對應(yīng))和電壓下限66 (例如，約12.6V，與約80 % SOC對應(yīng))。但是，應(yīng)注意的是，根據(jù)第一蓄電池模塊30的化學(xué)成分，第一蓄電池模塊30的其他實施例可具有電壓窗口 62的不同范圍(例如，具有任何合適的電壓上限64和電壓下限66，它們覆蓋任何合適的SOC范圍)。
[0046]同樣如圖4所示，第二蓄電池模塊28可設(shè)計為包括蓄電池單元化學(xué)成分的各種組合，由此導(dǎo)致不同的電壓特性(例如，第二蓄電池模塊28的電壓分布是否導(dǎo)致與第一蓄電池模塊30電壓匹配以及如何與之匹配)。例如，4-NMC/石墨電壓分布50不與電壓窗口 62(例如，
12.6-13.0V)重疊，因為4-NMC/石墨電壓分布50在0%SOC下的最低電壓約為13.6V。由此，在該示例中，第一蓄電池模塊30和第二蓄電池模塊28不電壓匹配(例如，相對于第一蓄電池模塊30的電壓窗口 62)。同樣，4-LM0/石墨電壓分布52不與電壓窗口 62(例如，12.6-13.0V)重疊，因為4-LM0/石墨電壓分布52在O % SOC下的最低電壓約為14.0V。由此，同樣，第一蓄電池模塊30和第二蓄電池模塊28不電壓匹配。當(dāng)?shù)诙铍姵啬K28與第一蓄電池模塊30不電壓匹配時，儲能部件14可能無法有效地起作用，例如，在充電期間，第二蓄電池模塊28可能并不具有良好的電荷接收能力(例如，第二蓄電池模塊28在0%S0C下的電壓高于第一蓄電池模塊30的電壓窗口62的電壓上限64)。
[0047]相比上述兩個示例:(I)具有四個匪C/石墨蓄電池單元44的第二蓄電池模塊28和
(2)具有四個LMO/石墨蓄電池單元44的第二蓄電池模塊28，具有六個NMC/LT0蓄電池單元44的第二蓄電池模塊28和具有六個LM0/LT0蓄電池單元44的第二蓄電池模塊28均與第一蓄電池模塊30更好地電壓匹配。例如，由于6-匪C/LT0電壓分布54在約10% SOC下的電壓約為12.6V并在約25%SOC下的電壓約為13.0V，所以6-匪C/LT0電壓分布54在約10%至25%的SOC范圍內(nèi)與電壓窗口62(例如，12.6-13.0V)重疊。但是，在相對較低的SOC范圍內(nèi)(例如，在25%S0C以下)運行第二蓄電池模塊28(具有六個匪C/LT0蓄電池單元44的實施例)可能導(dǎo)致較低的放電能力，在某些實施方式中，這可能降低蓄電池系統(tǒng)12的整體性能。
[0048]同樣，如圖4所示，由于6-LM0/LT0電壓分布56在約O % SOC下的電壓約為12.6V，在約2%S0C下的電壓約為13.0V，因此6-LM0/LT0電壓分布56在約0%至2%的SOC范圍內(nèi)與電壓窗口62(例如，12.6-13.0V)重疊。在相對較低的SOC范圍內(nèi)(例如，在2%S0C以下)運行第二蓄電池模塊28(具有六個LM0/LT0蓄電池單元44)同樣可能導(dǎo)致較低的放電能力，因此會降低儲能部件14的整體性能。
[0049]比較而言，圖4圖示了具有一個匪C/石墨蓄電池單元44和四個NMC/LT0蓄電池單元44的第二蓄電池模塊28與第一蓄電池模塊30更好地電壓匹配。例如，由于1-匪C/石墨+4-NMC/LT0電壓分布58在約45%SOC下的電壓約為12.6V，在約60%SOC下的電壓約為13.0V，因此1-匪C/石墨+4-匪C/LT0電壓分布58在約45%至60%的SOC范圍內(nèi)與電壓窗口 62(例如，
12.6-13.0V)重疊。由于具有一個NMC/石