[发明专利]用于锂离子电池充放电的系统、控制装置以及相关方法

说明书

本发明公开了用于锂离子电池充放电的系统、控制装置以及相关方法，其涉及锂离子电池充放电技术领域。根据本发明公开的技术方案，通过由变频触发振荡充放电装置与所述锂离子电池自身的阻抗特性构成的振荡回路使锂离子电池充放电电流为振荡电流，从而使锂离子电池或电池组规避直流充放电，消除锂离子电池极化、析锂，延长锂离子电池服役寿命；提高锂离子充电阈值电压，增加锂离子电池的充电量；控制电池内部温升，拓宽锂离子电池的温度应用范围。

技术领域

本发明涉及电池充放电技术领域，具体而言，涉及用于对锂离子电池进行充电、放电的方法、系统及其制造方法、以及用于对锂离子的充电、放电进行调控的方法和控制装置。

背景技术

锂离子电池以其能量密度大、循环寿命长、绿色环保等优势，受到越来越多的关注，由最初数码技术应用领域逐渐推广到电动汽车等动力储能领域。

然而，由于锂离子电池在直流充放电时，会产生极化、析锂等现象，造成充放电循环寿命降低。在北方极寒地区充电效率低，电池性能不可逆衰减；在南方高温地区充放电，使电池温度超过极限值，造成安全隐患。为控制锂离子电池的工作温度范围，通常在电池系统内部设置热管理装置，导致电池系统的体积加大、系统能量密度降低，同时也提高了系统成本，降低了安全系数。此外，通过电池外部加热或散热，需额外消耗能量，也易造成电池温度不均衡，给电池管理带来困难。

虽然常规的脉冲充电方法可改善锂离子电池的极化、析锂和低温充电特性，但复杂的脉冲发生装置，会增加系统成本、体积和重量，降低可靠性，至今难以推广。

发明内容

鉴于现有技术存在的上述问题，本发明的实施方式提供了一种用于锂离子电池充放电的系统、控制装置以及相关方法。

在本发明中，术语“锂离子电池”指锂离子电池单体、锂离子电池组等，主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作的蓄电装置。

根据第一方面，本发明的实施方式提供了一种用于对锂离子电池进行充电的方法，其包括：通过利用锂离子电池自身的阻抗特性构成的振荡回路产生振荡电流；根据锂离子电池的状态参数使用所述振荡电流对所述锂离子电池进行充电。在本发明的一种实施方式中，根据锂离子电池的状态参数(包括：例如，温度、荷电状态(State of Charge，SOC)、电压、内阻、尺寸、重量、类型、外观、结构、材质等)使用至少两种振荡电流(例如交替地)对所述锂离子电池进行充电，其中，所述至少两种振荡电流中至少一种振荡电流的频率高于其他振荡电流。作为选择，所述至少两种振荡电流包括至少第一振荡电流和第二振荡电流，其中，第一振荡电流的频率高于第二振荡电流的频率。

作为选择，根据锂离子电池的温度和SOC使用第一振荡电流和第二振荡电流对所述锂离子电池进行充电可包括：根据所述锂离子电池的温度和SOC确定充电参数，基于所述充电参数使用所述第一振荡电流和第二振荡电流对所述锂离子电池进行充电。其中，根据所述锂离子电池的温度和SOC确定充电参数可包括：从预先存储的各种温度和SOC下的充电参数集中查找出与所述锂离子电池的温度和SOC对应的充电参数。所述充电参数包括：第二振荡电流的频率范围、第一振荡电流的持续时间、充电电流幅值。在本发明的可选实施方式中，所述第一振荡电流的频率大于或等于所述第二振荡电流的频率范围的上限。