包括富锂和锰的(LMR)阴极的电池组的电压控制策略的制作方法

本公开涉及用于电池组的电压控制系统和方法，并且更具体地涉及用于包括富锂和锰的(lmr)阴极的电池组的电压控制系统和方法。

背景技术：

1、本部分中提供的信息旨在一般性地介绍本公开的背景。当前署名为发明人的工作在本部分中描述的程度下，以及在申请时可能没有以其它形式确定为现有技术的说明书的方面，均不被明示或暗示地承认为针对本公开的现有技术。

2、本公开涉及用于电池组的电压控制系统和方法，并且更具体地涉及用于包括富锂和锰的(lmr)阴极的电池组的电压控制系统和方法。

3、电动车辆(ev)例如电池组电动车辆(bev)、混合动力车辆和/或燃料电池车辆包括一个或多个电机以及包括一个或多个电池组电池、模块和/或包的电池组系统。电池组控制模块用于在充电和/或行驶过程中控制电池组系统的充电和/或放电。ev制造商正在寻求提高功率密度，以增加ev的续航里程。

技术实现思路

1、一种用于控制电池组的方法，包括在由上截止电压阈值和下截止电压阈值限定的第一电压窗口内操作富锂和锰的(lmr)电池组；监测lmr电池组的电池组容量；以及响应于lmr电池组的电池组容量下降到预定电池组容量以下，通过将下截止电压阈值减小预定电压值来将第一电压窗口改变为第二电压窗口。

2、在其它特征中，预定电压值对应于下截止电压阈值与最小下截止电压阈值之间的差。lmr电池组包括阴极电极和阳极电极。阴极电极包括阴极集流体和布置在阴极集流体的至少一侧上的阴极活性材料。阴极活性材料包括富锂和锰的阴极活性材料。

3、在其它特征中，阳极电极包括阳极集流体和布置在阳极集流体的至少一侧上的阳极活性材料，并且阳极活性材料包括选自石墨、硅、硅和碳、氧化硅、氧化硅锂、金属锂及其组合中的一种或多种材料。

4、在其它特征中，下截止电压阈值在1.5v至3v的范围内。上截止电压阈值在4v至5v的范围内。响应于lmr电池组的电池组容量下降到预定电池组容量以下，所述方法包括通过将下截止电压阈值减小预定电压值来将第二电压窗口改变为第三电压窗口。

5、在其它特征中，所述方法包括响应于电池组容量下降到预定电池组容量以下而将下截止电压阈值减小预定电压值，直到下截止电压阈值等于最小下截止电压阈值。预定电压值在0.05v至0.5v的范围内。

6、在其它特征中，所述方法包括响应于电池组容量下降到预定电池组容量以下，重构lmr电池组的多个lmr电池组电池之间的连接以增加lmr电池组的输出电压，同时使用由上截止电压阈值和最小下截止电压阈值限定的电压窗口。

7、电池组系统包括富锂和锰的(lmr)电池组。电池组控制模块被配置为在由上截止电压阈值和下截止电压阈值限定的第一电压窗口内操作lmr电池组，监测lmr电池组的电池组容量，以及响应于lmr电池组的电池组容量下降到预定电池组容量以下，通过将下截止电压阈值减小预定电压值来将第一电压窗口改变为第二电压窗口。

8、在其它特征中，预定电压值对应于下截止电压阈值与最小下截止电压阈值之间的差。lmr电池组包括阴极电极和阳极电极。阴极电极包括阴极集流体和布置在阴极集流体的至少一侧上的阴极活性材料。阴极活性材料包括富锂和锰的阴极活性材料。

9、在其它特征中，阳极电极包括阳极集流体，包括阳极集流体和布置在阳极集流体的至少一侧上的阳极活性材料。阳极活性材料包括选自石墨、硅、硅和碳、氧化硅、氧化硅锂、金属锂及其组合中的一种或多种材料。下截止电压阈值在1.5v至3v的范围内。上截止电压阈值在4v至5v的范围内。

10、在其它特征中，电池组控制模块被配置为响应于电池组容量下降到预定电池组容量以下而将下截止电压阈值降低预定电压值，直到下截止电压阈值等于最小下截止电压阈值。预定电压值在0.05v至0.5v的范围内。

11、在其它特征中，多个开关连接在lmr电池组的多个lmr电池组电池之间。电池组控制模块还被配置为响应于电池组容量下降到预定电池组容量以下，使用多个开关重构lmr电池组的多个lmr电池组电池以增加lmr电池组的输出电压，同时使用由上截止电压阈值和最小下截止电压阈值限定的电压窗口。

12、本发明公开了以下方案：

13、方案1.一种用于控制电池组的方法，其包括：

14、在由上截止电压阈值和下截止电压阈值限定的第一电压窗口内操作富锂和锰的(lmr)电池组；

15、监测所述lmr电池组的电池组容量；和

16、响应于所述lmr电池组的电池组容量下降到预定电池组容量以下，通过将所述下截止电压阈值减小预定电压值来将所述第一电压窗口改变为第二电压窗口。

17、方案2.根据方案1所述的方法，其中所述预定电压值对应于所述下截止电压阈值与最小下截止电压阈值之间的差。

18、方案3.根据方案1所述的方法，其中

19、所述lmr电池组包括阴极电极和阳极电极，

20、所述阴极电极包括阴极集流体和布置在所述阴极集流体的至少一侧上的阴极活性材料，并且

21、所述阴极活性材料包括富锂和锰的阴极活性材料。

22、方案4.根据方案3所述的方法，其中：

23、所述阳极电极包括阳极集流体和布置在所述阳极集流体的至少一侧上的阳极活性材料，并且

24、所述阳极活性材料包括选自石墨、硅、硅和碳、氧化硅、氧化硅锂、金属锂及其组合中的一种或多种材料。

25、方案5.根据方案1所述的方法，其中所述下截止电压阈值在1.5v至3v的范围内。

26、方案6.根据方案1所述的方法，其中所述上截止电压阈值在4v至5v的范围内。

27、方案7.根据方案1所述的方法，其进一步包括：

28、响应于所述lmr电池组的电池组容量下降到所述预定电池组容量以下，通过将所述下截止电压阈值减小所述预定电压值来将所述第二电压窗口改变为第三电压窗口。

29、方案8.根据方案1所述的方法，其进一步包括：响应于所述电池组容量下降到所述预定电池组容量以下，将所述下截止电压阈值降低所述预定电压值，直到所述下截止电压阈值等于最小下截止电压阈值。

30、方案9.根据方案8所述的方法，其中所述预定电压值在0.05v至0.5v的范围内。

31、方案10.根据方案8所述的方法，其进一步包括响应于所述电池组容量下降到所述预定电池组容量以下，重构所述lmr电池组的多个lmr电池组电池之间的连接以增加所述lmr电池组的输出电压，同时使用由所述上截止电压阈值和所述最小下截止电压阈值限定的电压窗口。

32、方案11.一种电池组系统，其包括：

33、富锂和锰的(lmr)电池组；

34、电池组控制模块，其被配置为：

35、在由上截止电压阈值和下截止电压阈值限定的第一电压窗口内操作所述lmr电池组；

36、监测所述lmr电池组的电池组容量；和

37、响应于所述lmr电池组的电池组容量下降到预定电池组容量以下，通过将所述下截止电压阈值减小预定电压值来将所述第一电压窗口改变为第二电压窗口。

38、方案12.根据方案11所述的电池组系统，其中所述预定电压值对应于所述下截止电压阈值与最小下截止电压阈值之间的差。

39、方案13.根据方案11所述的电池组系统，其中：

40、所述lmr电池组包括阴极电极和阳极电极，

41、所述阴极电极包括阴极集流体和布置在所述阴极集流体的至少一侧上的阴极活性材料，并且

42、所述阴极活性材料包括富锂和锰的阴极活性材料。

43、方案14.根据方案13所述的电池组系统，其中：

44、所述阳极电极包括阳极集流体和布置在所述阳极集流体的至少一侧上的阳极活性材料，并且

45、所述阳极活性材料包括选自石墨、硅、硅和碳、氧化硅、氧化硅锂、金属锂及其组合中的一种或多种材料。

46、方案15.根据方案11所述的电池组系统，其中所述下截止电压阈值在1.5v至3v的范围内。

47、方案16.根据方案11所述的电池组系统，其中所述上截止电压阈值在4v至5v的范围内。

48、方案17.根据方案11所述的电池组系统，其中所述电池组控制模块被配置为响应于所述电池组容量下降到所述预定电池组容量以下而将所述下截止电压阈值降低预定电压值，直到所述下截止电压阈值等于最小下截止电压阈值。

49、方案18.根据方案17所述的电池组系统，其中所述预定电压值在0.05v至0.5v的范围内。

50、方案19.根据方案17所述的电池组系统，其进一步包括：

51、连接在所述lmr电池组的多个lmr电池组电池之间的多个开关，

52、其中所述电池组控制模块还被配置为响应于所述电池组容量下降到所述预定电池组容量以下而使用所述多个开关来重构所述lmr电池组的多个lmr电池组电池，以增加所述lmr电池组的输出电压，同时使用由所述上截止电压阈值和所述最小下截止电压阈值限定的电压窗口。

53、从具体实施方式、权利要求书和附图中，本公开的进一步可应用领域将变得显而易见。具体实施方式和具体实例仅意欲说明并不意在限制本公开的范围。