CN107394294B - 用于锂离子电池充放电的系统、控制装置以及相关方法 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

用于锂离子电池充放电的系统、控制装置以及相关方法
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。
在本发明的可选实施方式中，所述第二振荡电流的频率范围是根据所述锂离子电池的温度和SOC确定的。具体地，根据所述锂离子电池的不同温度和SOC下预定频率范围(例如，0Hz～1000kHz，具体可以为0.01Hz～100kHz等)的电化学阻抗谱，在SOC为第一值(可以是0～100％中的任意值，例如10％)的电化学阻抗谱的曲线族中，平行于横坐标轴且过第一温度(可以是-70℃～100℃中的任意值，例如，0℃)电化学阻抗谱曲线与纵坐标轴交点的直线与各不同温度的电化学阻抗谱曲线在低频区的相交点对应的频率值为该温度下所述第二振荡电流的频率范围的下限fcd，所述直线在高频区与电化学阻抗谱曲线的相交点为所述第二振荡电流的频率范围的上限fg，由此，所述第二振荡电流的频率范围为fcd～fg。
在本发明的一种可选实施方式中，所述第一振荡电流的持续时间与所述第二振荡电流的频率范围的上限fg满足下述关系：T2＝n/fg，其中，T2表示所述第一振荡电流的持续时间，n为大于或等于0的整数。
其中，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包括：根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间，并增加所述充电电流幅值；当所述锂离子电池的表面温度大于第一温度后，保持所述第一振荡电流的持续时间不变，增大所述充电电流幅值；当所述锂离子电池的端电压达到充电电压上限后，减小所述充电电流幅值，直至充电结束。
具体而言，根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间包括：当所述锂离子电池最低表面温度大于或等于第一温度时，使T2＝n/fg中n取值为0；当所述锂离子电池最低表面温度每降低预定温度(例如，10℃)，则使T2＝n/fg中n的取值增加1。
在本发明的另一种可选实施方式中，用于触发产生所述第一振荡电流和第二振荡电流的振荡回路的振荡触发信号的脉宽与所述第二振荡电流的频率范围的上限fg满足下述关系：T0＝k/fg，其中，T0表示所述振荡触发信号的脉宽，k为大于0且小于或等于1的实数。那么，所述第一振荡电流的持续时间T2与所述振荡触发信号的脉宽T0满足下述关系：T2＝nT0/k，其中，n为大于或等于0的整数。
那么，根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间包括：通过调整所述振荡触发信号(例如调整所述振荡触发信号的个数)来调整所述第一振荡电流的持续时间。
根据第二方面，本发明的实施方式提供了一种使锂离子电池进行放电的方法，其包括：锂离子电池通过利用该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所述锂离子电池以所述振荡电流的形式进行放电，即根据锂离子电池的状态参数向负载供给所述振荡电流。即根据锂离子电池的状态参数使所述锂离子电池通过利用其自身阻抗特性构成的振荡回路以振荡电流的形式进行放电。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、SOC、电压、内阻、尺寸、重量、类型、外观、结构、材质等)使所述锂离子电池以至少两种振荡电流，例如第一振荡电流和第二振荡电流，的形式进行(例如交替地)放电，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，例如，第一振荡电流的频率高于第二振荡电流的频率。具体地，作为选择，根据锂离子电池的温度和SOC使所述锂离子电池以第一振荡电流和第二振荡电流的形式进行放电包括：根据所述锂离子电池的温度和SOC确定放电参数，基于所述放电参数使所述锂离子电池以第一振荡电流和第二振荡电流的形式进行放电。
作为选择，根据所述锂离子电池的温度和SOC确定放电参数包括：从预先存储的各种温度和SOC下的放电参数集中查找出与所述锂离子电池的温度和SOC对应的放电参数。其中，所述放电参数包括：第二振荡电流的频率范围、第一振荡电流的持续时间。可选地，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。
在本发明的可选实施方式中，所述第二振荡电流的频率范围是根据所述锂离子电池的温度和SOC确定的。具体地，根据所述锂离子电池的温度和SOC确定第二振荡电流的频率范围包括：根据所述锂离子电池的不同温度和SOC下预定频率范围(例如，0Hz～1000kHz，具体可以为0.01Hz～100kHz等)的电化学阻抗谱，在SOC为第二值(可以是0～100％中的任意值，例如，90％)的电化学阻抗谱的曲线族中，平行于横坐标轴且过第二温度(可以是-70℃～100℃中的任意值，例如，-20℃)电化学阻抗谱曲线与纵坐标轴交点的直线与各不同温度的电化学阻抗谱曲线在低频区的相交点对应的频率值为该温度下所述第二振荡电流的频率范围的下限fdd，在SOC为小于第二值的第一值(可以是0～100％中小于第二值的任意值，例如，10％)的电化学阻抗谱的曲线族中，平行于横坐标轴且过大于第二温度的第一温度(可以是-70℃～100℃中大于第二温度的任意值，例如，0℃)电化学阻抗谱曲线与纵坐标轴交点的直线在高频区与电化学阻抗谱曲线的相交点为所述第二振荡电流的频率范围的上限fg，由此，所述第二振荡电流的频率范围为fdd～fg。
其中，所述第一振荡电流的持续时间与所述第二振荡电流的频率范围的上限fg满足下述关系：T2＝n/fg，其中，T2表示所述第一振荡电流的持续时间，n为大于或等于0的整数。
其中，基于所述放电参数使所述锂离子电池以第一振荡电流和第二振荡电流的形式进行放电包括：根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间。进一步地，根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间包括：当所述锂离子电池最低表面温度大于或等于第一温度(例如，0℃)时，使T2＝n/fg中n取值为0；当所述锂离子电池最低表面温度每降低预定温度(例如，10℃)，则使T2＝n/fg中n的取值增加1。
在本发明的另一可选实施方式中，用于触发产生所述第一振荡电流和第二振荡电流的振荡回路的振荡触发信号的脉宽与所述第二振荡电流的频率范围的上限fg满足下述关系：T0＝k/fg，其中，T0表示所述振荡触发信号的脉宽，k为大于0且小于或等于1的实数。那么，所述第一振荡电流的持续时间T2与所述振荡触发信号的脉宽T0满足下述关系：T2＝nT0/k，其中，n为大于或等于0的整数。因此，根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间可包括：通过调整所述振荡触发信号(例如调整所述振荡触发信号的个数)来调整所述第一振荡电流的持续时间。
根据第三方面，本发明的实施方式提供了一种对锂离子电池的充电过程进行调控的方法，其包括：监测锂离子电池的状态参数，例如温度和SOC，也可以是电压、内阻、尺寸、重量、类型、外观、结构、材质等；根据监测到的温度和SOC确定锂离子电池的充电调控参数；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；根据所述确定的充电调控参数对所述锂离子电池供给所述振荡电流，例如，交替地供给至少两种振荡电流，例如第一振荡电流和第二振荡电流。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，例如所述第一振荡电流的频率高于所述第二振荡电流的频率。例如，所述充电调控参数可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，并且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。作为选择，根据监测到的温度和SOC确定充电调控参数包括：从预先存储的各种温度和SOC下的充电调控参数集中查找出与所述监测到的温度和SOC对应的充电调控参数。
在本发明的可选实施方式中，所述第二振荡电流的频率范围是根据所述锂离子电池的温度和SOC确定的。可选地，根据所述锂离子电池的温度和SOC确定第二振荡电流的频率范围包括：根据所述锂离子电池的不同温度和SOC下预定频率范围(例如0Hz～1000kHz，具体可以为0.01Hz～100kHz)的电化学阻抗谱，在SOC为第一值(可以是0～100％中的任意值，例如10％)的电化学阻抗谱的曲线族中，平行于横坐标轴且过第一温度(可以是-70℃～100℃中的任意值，例如0℃)的电化学阻抗谱曲线与纵坐标轴交点的直线与各不同温度的电化学阻抗谱曲线在低频区的相交点对应的频率值为该温度下所述第二振荡电流的频率范围的下限fcd，所述直线在高频区与电化学阻抗谱曲线的相交点为所述第二振荡电流的频率范围的上限fg，由此，所述第二振荡电流的频率范围为fcd～fg。并且，所述第一振荡电流的持续时间与所述第二振荡电流的频率范围的上限fg满足下述关系：T2＝n/fg，其中，T2表示所述第一振荡电流的持续时间，n为大于或等于0的整数。
并且，根据所述充电调控参数对所述锂离子电池供给第一振荡电流和第二振荡电流可包括：根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间，并增加所述充电电流幅值；当所述锂离子电池的表面温度大于第一温度例如0℃后，保持所述第一振荡电流的持续时间不变，增大所述充电电流幅值；当所述锂离子电池的端电压达到充电电压上限后，减小所述充电电流幅值，直至充电结束。可选地，根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间包括：当所述锂离子电池最低表面温度大于或等于第一温度例如0℃时，使T2＝n/fg中n取值为0；当所述锂离子电池最低表面温度每降低预定温度，例如每降低10℃，则使T2＝n/fg中n的取值增加1。
在本发明的另一可选实施方式中，用于触发产生所述第一振荡电流和第二振荡电流的振荡回路的振荡触发信号的脉宽与所述第二振荡电流的频率范围的上限fg满足下述关系：T0＝k/fg，其中，T0表示所述振荡触发信号的脉宽，k为大于0且小于或等于1的实数。并且，所述第一振荡电流的持续时间T2与所述振荡触发信号的脉宽T0满足下述关系：T2＝nT0/k，其中，n为大于或等于0的整数。由此，根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间包括：通过调整所述振荡触发信号来调整所述第一振荡电流的持续时间。例如，通过调整连续触发振荡的触发信号的个数来调整所述第一振荡电流的持续时间。
根据第四方面，本发明的实施方式提供了一种对锂离子电池的放电过程进行调控的方法，其包括：监测所述锂离子电池的状态参数，包括温度、SOC、电压、内阻、尺寸、重量、类型、外观、结构、材质等中的一种或多种；根据所述监测到的温度和SOC确定锂离子电池的放电调控参数；锂离子电池通过利用该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；根据所述放电调控参数使所述锂离子电池以所述振荡电流的形式进行放电，例如，以至少两种振荡电流(例如第一振荡电流和第二振荡电流)的形式进行放电。即根据锂离子电池的状态参数使所述锂离子电池通过利用其自身阻抗特性构成的振荡回路以振荡电流的形式进行放电。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，例如所述第一振荡电流的频率高于所述第二振荡电流的频率。所述放电调控参数可以包括第二振荡电流的频率范围、第一振荡电流的持续时间，并且所述第一振荡电流的频率可大于或等于所述第二振荡电流的频率范围的上限。其中，根据所述监测到的温度和SOC确定锂离子电池的放电调控参数可以包括：从预先存储的各种温度和SOC下的放电调控参数集中查找出与所述监测到的温度和SOC对应的放电调控参数。
可选地，所述第二振荡电流的频率范围是根据所述锂离子电池的温度和SOC确定的。具体而言，根据所述锂离子电池的温度和SOC确定第二振荡电流的频率范围可包括：根据所述锂离子电池的不同温度和SOC下预定频率范围(可以是0Hz～1000kHz，例如0.01Hz～100kHz)的电化学阻抗谱，在SOC为第二值(可以为0～100％中的任意值，例如90％)的电化学阻抗谱的曲线族中，平行于横坐标轴且过第二温度(可以为-70℃～100℃中的任意值，例如-20℃)的电化学阻抗谱曲线与纵坐标轴交点的直线与各不同温度的电化学阻抗谱曲线在低频区的相交点对应的频率值为该温度下所述第二振荡电流的频率范围的下限fdd，在SOC为第一值(可以为0～100％中小于第二值的任意值，例如10％)的电化学阻抗谱的曲线族中，平行于横坐标轴且过第一温度(可以为-70℃～100℃中大于第二温度的任意值，例如例如0℃)的电化学阻抗谱曲线与纵坐标轴交点的直线在高频区与电化学阻抗谱曲线的相交点为所述第二振荡电流的频率范围的上限fg，由此，所述第二振荡电流的频率范围为fdd～fg。并且，所述第一振荡电流的持续时间与所述第二振荡电流的频率范围的上限fg满足下述关系：T2＝n/fg，其中，T2表示所述第一振荡电流的持续时间，n为大于或等于0的整数。
并且，根据所述放电调控参数使所述锂离子电池以第一振荡电流和第二振荡电流的形式进行放电包括：根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间。具体地，作为选择，根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间包括：当所述锂离子电池最低表面温度大于或等于第一温度例如0℃时，使T2＝n/fg中n取值为0；当所述锂离子电池最低表面温度每降低预定温度例如10℃，则使T2＝n/fg中n的取值增加1。
作为选择，用于触发产生所述第一振荡电流和第二振荡电流的振荡回路的振荡触发信号的脉宽与所述第二振荡电流的频率范围的上限fg满足下述关系：T0＝k/fg，其中，T0表示所述振荡触发信号的脉宽，k为大于0且小于或等于1的实数。并且，所述第一振荡电流的持续时间T2与所述振荡触发信号的脉宽T0满足下述关系：T2＝nT0/k，其中，n为大于或等于0的整数。由此，根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间可以包括：通过调整所述振荡触发信号(例如调整所述振荡触发信号的个数)来调整所述第一振荡电流的持续时间。
根据第五方面，本发明的实施方式提供了一种用于对锂离子电池充电的系统，所述系统包括第一充电装置和连接在第一充电装置与锂离子电池之间的变频触发振荡充电装置。其中，所述变频触发振荡充电装置通过与所述锂离子电池自身的阻抗特性构成振荡回路以使用该振荡回路产生的振荡电流对所述锂离子电池进行充电。例如，所述变频触发振荡充电装置使用至少两种振荡电流例如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，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，例如第一振荡电流的频率高于第二振荡电流的频率。
在本发明的一种可选实施方式中，所述变频触发振荡充电装置包括：与所述第一充电装置并联的储能续流单元、与所述锂离子电池并联以形成所述振荡回路的振荡单元、以及连接在所述储能续流单元和振荡单元之间的振荡触发器。其中，所述振荡触发器触发所述振荡回路产生所述振荡电流，例如，产生至少包括所述第一振荡电流和第二振荡电流的至少两种振荡电流。
在本发明的另一种可选实施方式中，所述变频触发振荡充电装置包括：与所述第一充电装置并联的储能续流单元、与所述储能续流单元串联的振荡单元、以及与所述振荡单元并联的振荡触发器。其中，所述串联的储能续流单元和振荡单元与所述锂离子电池串联以形成所述振荡回路，所述振荡触发器触发所述振荡回路产生所述振荡电流，例如，产生至少包括所述第一振荡电流和第二振荡电流的至少两种振荡电流。
进一步地，所述系统还包括控制装置，所述控制装置根据所述锂离子电池的状态参数(例如，包括温度、SOC、内阻、电压、尺寸、重量、类型、外观、结构、材质等中的一种或多种)控制所述变频触发振荡充电装置向所述锂离子电池供给至少两种振荡电流，例如第一振荡电流和第二振荡电流。
作为选择，所述控制装置根据所述锂离子电池的温度和SOC控制所述变频触发振荡充电装置向所述锂离子电池供给第一振荡电流和第二振荡电流包括：所述控制装置根据所述锂离子电池的温度和SOC确定充电参数，基于所述充电参数对所述锂离子电池供给所述第一振荡电流和第二振荡电流。其中，所述控制装置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。并且，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。其中，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。
可选地，所述第二振荡电流的频率范围是根据所述锂离子电池的温度和SOC确定的。具体地，根据所述锂离子电池的温度和SOC确定第二振荡电流的频率范围可包括：根据所述锂离子电池的不同温度和SOC下预定频率范围(例如0Hz～1000kHz，具体可以为0.01Hz～100kHz)的电化学阻抗谱，在SOC为第一值(可以选自0～100％，例如10％)的电化学阻抗谱的曲线族中，平行于横坐标轴且过第一温度(可以选自-70℃～100℃，例如0℃)的电化学阻抗谱曲线与纵坐标轴交点的直线与各不同温度的电化学阻抗谱曲线在低频区的相交点对应的频率值为该温度下所述第二振荡电流的频率范围的下限fcd，所述直线在高频区与电化学阻抗谱曲线的相交点为所述第二振荡电流的频率范围的上限fg，所述第二振荡电流的频率范围为fcd～fg。并且，所述第一振荡电流的持续时间与所述第二振荡电流的频率范围的上限fg满足下述关系：T2＝n/fg，其中，T2表示所述第一振荡电流的持续时间，n为大于或等于0的整数。
并且，所述控制装置基于所述充电参数控制所述变频触发振荡充电装置向所述锂离子电池供给第一振荡电流和第二振荡电流可包括：根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间，并增加所述充电电流幅值；当所述锂离子电池的表面温度大于第一温度例如0℃后，保持所述第一振荡电流的持续时间不变，增大所述充电电流幅值；当所述锂离子电池的端电压达到充电电压上限后，减小所述充电电流幅值，直至充电结束。
其中，作为选择，所述控制装置根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间包括：当所述锂离子电池最低表面温度大于或等于第一温度例如0℃时，使T2＝n/fg中n取值为0；当所述锂离子电池最低表面温度每降低预定温度例如10℃，则使T2＝n/fg中n的取值增加1。
作为选择，所述振荡触发器的振荡触发信号的脉宽与所述第二振荡电流的频率范围的上限fg满足下述关系：T0＝k/fg，其中，T0表示所述振荡触发信号的脉宽，k为大于0且小于或等于1的实数。并且，所述第一振荡电流的持续时间T2与所述振荡触发信号的脉宽T0满足下述关系：T2＝nT0/k，其中，n为大于或等于0的整数。因此，所述控制装置根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间可包括：通过调整所述振荡触发信号(例如调整所述振荡触发信号的个数)来调整所述第一振荡电流的持续时间。
根据第六方面，本发明的实施方式提供了一种用于锂离子电池放电的系统，所述系统包括连接在负载与锂离子电池之间的变频触发振荡放电装置。其中，所述变频触发振荡放电装置通过锂离子电池自身的阻抗特性构成振荡回路以使所述锂离子电池以该振荡回路产生的振荡电流的形式进行放电，例如，所述变频触发振荡放电装置使所述锂离子电池以至少两种振荡电流的形式进行放电，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。
在本发明的一种可选实施方式中，所述变频触发振荡放电装置包括：与所述负载并联的储能续流单元、与所述锂离子电池并联以形成所述振荡回路的振荡单元、以及连接在所述储能续流单元和振荡单元之间的振荡触发器。其中，所述振荡触发器触发所述振荡回路产生所述振荡电流，例如，产生所述至少两种振荡电流。
在本发明的另一可选实施方式中，所述变频触发振荡放电装置包括：与负载并联的储能续流单元、与所述储能续流单元串联的振荡单元、以及与所述振荡单元并联的振荡触发器。其中，所述串联的储能续流单元和振荡单元与所述锂离子电池串联以形成所述振荡回路，所述振荡触发器触发所述振荡回路产生所述振荡电流，例如，产生所述至少两种振荡电流。
进一步地，所述系统还可包括控制装置，所述控制装置根据所述锂离子电池的温度和SOC控制所述变频触发振荡放电装置使所述锂离子电池以所述至少两种振荡电流的形式进行放电，其中所述至少两种振荡电流至少包括第一振荡电流和第二振荡电流，所述第一振荡电流的频率高于所述第二振荡电流的频率。所述控制装置根据所述锂离子电池的温度和SOC控制所述变频触发振荡放电装置使所述锂离子电池以所述至少两种振荡电流的形式进行放电可包括：所述控制装置根据所述锂离子电池的温度和SOC确定放电参数，基于所述放电参数使所述锂离子电池以第一振荡电流和第二振荡电流的形式进行放电。其中，可选地，所述控制装置根据所述锂离子电池的温度和SOC确定放电参数包括：从预先存储的各种温度和SOC下的放电参数集中查找出与所述锂离子电池的温度和SOC对应的放电参数。其中，所述放电参数可包括：第二振荡电流的频率范围、第一振荡电流的持续时间。并且，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。
可选地，所述第二振荡电流的频率范围是根据所述锂离子电池的温度和SOC确定的。具体地，根据所述锂离子电池的温度和SOC确定第二振荡电流的频率范围可以包括：根据所述锂离子电池的不同温度和SOC下预定频率范围(可以是0Hz～1000kHz，例如0.01Hz～100kHz)的电化学阻抗谱，在SOC为第二值(可以为0～100％中的任意值，例如90％)的电化学阻抗谱的曲线族中，平行于横坐标轴且过第二温度(可以为-70℃～100℃中的任意值，例如-20℃)的电化学阻抗谱曲线与纵坐标轴交点的直线与各不同温度的电化学阻抗谱曲线在低频区的相交点对应的频率值为该温度下所述第二振荡电流的频率范围的下限fdd，在SOC为第一值(可以为0～100％中小于第二值的任意值，例如10％)的电化学阻抗谱的曲线族中，平行于横坐标轴且过第一温度(可以为-70℃～100℃中大于第二温度的任意值，例如0℃)的电化学阻抗谱曲线与纵坐标轴交点的直线在高频区与电化学阻抗谱曲线的相交点为所述第二振荡电流的频率范围的上限fg，由此，所述第二振荡电流的频率范围为fdd～fg。并且，所述第一振荡电流的持续时间与所述第二振荡电流的频率范围的上限fg满足下述关系：T2＝n/fg，其中，T2表示所述第一振荡电流的持续时间，n为大于或等于0的整数。并且，所述控制装置基于所述放电参数控制所述变频触发振荡放电装置使所述锂离子电池以第一振荡电流和第二振荡电流的形式进行放电包括：根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间，具体地，当所述锂离子电池最低表面温度大于或等于第一温度例如0℃时，使T2＝n/fg中n取值为0；当所述锂离子电池最低表面温度每降低预定温度例如10℃，则使T2＝n/fg中n的取值增加1。
作为选择，所述振荡触发器的振荡触发信号的脉宽与所述第二振荡电流的频率范围的上限fg满足下述关系：T0＝k/fg，其中，T0表示所述振荡触发信号的脉宽，k为大于0且小于或等于1的实数。并且，所述第一振荡电流的持续时间T2与所述振荡触发信号的脉宽T0满足下述关系：T2＝nT0/k，其中，n为大于或等于0的整数。由此，所述控制装置根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间可包括：通过调整所述振荡触发信号(例如调整所述振荡触发信号的个数)来调整所述第一振荡电流的持续时间。
根据第七方面，本发明的实施方式提供了一种用于锂离子电池充电调控的控制装置，所述控制装置包括：存储器，所述存储器上存储有计算机可读指令(或程序)和数据；处理器，所述处理器执行所述计算机可读指令(或程序)以执行根据第三方面所述的方法的部分或全部操作(或处理或步骤)。
根据第八方面，本发明的实施方式提供了一种用于锂离子电池放电调控的控制装置，所述控制装置包括：存储器，所述存储器上存储有计算机可读指令(或程序)和数据；处理器，所述处理器执行所述计算机可读指令(或程序)以执行根据第四方面所述的方法的部分或全部操作(或处理或步骤)。
根据第九方面，本法明的实施方式提供了一种用于制造锂离子电池充电系统的方法包括：提供第一充电装置；提供锂离子电池；在所述第一充电装置与所述锂离子电池之间设置变频触发振荡充电装置。其中，所述变频触发振荡充电装置利用所述锂离子电池阻抗特性构成振荡回路以产生振荡电流；其中，所述变频触发振荡充电装置使用所述振荡电流对所述锂离子电池进行充电，例如，所述变频触发振荡充电装置使用所述至少两种振荡电流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。
在本发明的一种可选实施方式中，在所述第一充电装置与所述锂离子电池之间设置变频触发振荡充电装置包括：提供储能续流单元，使所述储能续流单元与所述第一充电装置并联；提供振荡单元，该振荡单元与所述锂离子电池并联以形成所述振荡回路；以及提供振荡触发器，使所述振荡触发器连接在所述储能续流单元和振荡单元之间。其中，所述振荡触发器触发所述振荡回路产生所述振荡电流。
在本发明的另一种可选实施方式中，在所述第一充电装置与所述锂离子电池之间设置变频触发振荡充电装置包括：提供储能续流单元，使所述储能续流单元与所述第一充电装置并联；提供与所述储能续流单元串联的振荡单元，使所述串联的储能续流单元和振荡单元与所述锂离子电池串联以形成所述振荡回路；以及提供振荡触发器，使所述振荡触发器与所述振荡单元并联。其中，所述振荡触发器触发所述振荡回路产生所述振荡电流。
进一步地，所述方法可还包括：提供控制装置，所述控制装置根据所述锂离子电池的状态参数控制所述变频触发振荡充电装置向所述锂离子电池供给所述振荡电流，所述控制方法同上述的调控方法，在此不再重复。
根据第十方面，本发明的实施方式提供了一种用于制造锂离子电池放电系统的方法，包括：提供锂离子电池；在负载与所述锂离子电池之间设置变频触发振荡放电装置。其中，所述变频触发振荡放电装置利用所述锂离子电池阻抗特性构成振荡回路以产生振荡电流；其中，所述变频触发振荡放电装置使所述锂离子电池以所述振荡电流的形式进行放电，例如，所述变频触发振荡放电装置使所述锂离子电池以所述至少两种振荡电流的形式进行放电；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。
在本发明的一种可实施方式中，在负载与所述锂离子电池之间设置变频触发振荡放电装置包括：提供储能续流单元，使所述储能续流单元与所述负载并联；提供振荡单元，该振荡单元与所述锂离子电池并联以形成所述振荡回路；以及提供振荡触发器，所述振荡触发器连接在所述储能续流单元和振荡单元之间。其中，所述振荡触发器触发所述振荡回路产生所述振荡电流。
在本发明的另一种可实施方式中，在负载与所述锂离子电池之间设置变频触发振荡放电装置包括：提供储能续流单元，使所述储能续流单元与负载并联；提供与所述储能续流单元串联的振荡单元，将所述串联的储能续流单元和振荡单元与所述锂离子电池串联以形成所述振荡回路；以及提供振荡触发器，使所述振荡触发器与所述振荡单元并联。其中，所述振荡触发器触发所述振荡回路产生所述振荡电流。
进一步地，所述方法可还包括：提供控制装置，所述控制装置根据所述锂离子电池的状态参数控制所述变频触发振荡放电装置使所述锂离子电池以所述振荡电流的形式进行放电，所述控制方法同上述的调控方法，在此不再重复。
根据本发明上述各个方面的各种不同实施方式，在锂离子电池(包括电池单体和电池组)的充、放电过程中，使常规充电装置/负载端的充、放电电流为直流电流，而锂离子电池在振荡电流下充、放电，从而，使锂离子电池规避直流充、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；在频率更高的另一振荡电流下对锂离子电池内加热，控制电池内部温升，拓宽锂离子电池的温度应用范围。
本发明实施方式的各个方面、特征、优点等将在下文结合附图进行具体描述。根据以下结合附图的具体描述，本发明的上述方面、特征、优点等将会变得更加清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明各实施方式的技术方案，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作一简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明的实施例1的用于对锂离子电池充电的系统的框图；
图2是根据本发明的实施例2的用于对锂离子电池充电的系统的框图；
图3是根据本发明的实施例3的用于对锂离子电池充电的系统的框图；
图4a、图4b分别示出了根据本发明实施方式的锂离子电池的充电系统中振荡触发器的不同接法；
图5是根据本发明的实施例4的用于对锂离子电池充电的系统的框图；
图6示出了根据本发明实施方式的锂离子电池在SOC＝10％下的电化学阻抗谱曲线；
图7是根据本发明的实施例5的用于锂离子电池放电的系统的框图；
图8是根据本发明的实施例6的用于锂离子电池放电的系统的框图；
图9是根据本发明的实施例7的用于锂离子电池放电的系统的框图；
图10a、图10b分别示出了根据本发明实施方式的锂离子电池的放电系统中振荡触发器的不同接法；
图11是根据本发明的实施例8的用于锂离子电池放电的系统的框图；
图12示出了根据本发明实施方式的锂离子电池在SOC＝90％下的电化学阻抗谱曲线；
图13是根据本发明的实施例9的用于锂离子电池充放电的系统的框图；
图14a、图14b和图14c分别示出了根据本发明实施方式的锂离子电池的充放电系统中振荡触发器的不同接法；
图15是本发明实施方式的锂离子电池固有本征阻抗特性示意图；
图16a、图16b是本发明实施方式的含有锂离子电池本征阻抗特性的变频触发振荡充放电回路示意图；
图17是本发明实施方式的锂离子电池不同温度下阻抗谱示意图；
图18示出了根据本发明实施方式的用于锂离子电池充放电的振荡回路；
图19是本发明实施方式的控制触发振荡的时序示意图；
图20是本发明实施方式的中频双向振荡电流和高频振荡电流波形示意图；
图21是本发明实施方式的对锂离子电池的充电过程进行调控的方法流程示意图；
图22是本发明实施方式的对锂离子电池的放电过程进行调控的方法流程示意图；
图23是根据本发明的实施例10确定锂离子电池中频双向振荡充电电流频率范围下限的流程示意图；
图24是根据本发明的实施例10确定锂离子电池中频双向振荡放电电流频率范围下限的流程示意图；
图25是根据本发明的实施例10确定锂离子电池中频双向振荡充放电电流频率范围上限的流程示意图；
图26a～26d分别示出了应用例1中三元锂离子电池分别在温度25℃、0℃、-10℃、-25℃环境下在频率范围0.01Hz～100kHz的电化学阻抗谱；
图27a和图27b分别示出了应用例1中三元锂离子电池分别在-10℃、-25℃环境下中频双向振荡电流和高频振荡电流的频率范围；
图28示出了在应用例1中根据实施例3构建的变频触发振荡充电回路；
图29示出了通过图28中分流器的电流波形；
图30示出了在应用例1中充电过程的温升过程；
图31a示出了在应用例2中根据本发明实施方式的振荡充电/直流放电回路；
图31b示出了在应用例2中用作比较的常规的直流充电/直流放电回路；
图32a示出了在应用例2中中频双向振荡正向电流幅值、反向电流幅值、触发脉宽；
图32b示出了在应用例2中中频双向振荡充电周期；
图33a示出了在应用例2中振荡充电与常规充电的循环次数的比较；
图33b示出了在应用例2中振荡充电与常规充电的温升的比较；
图34a示出了在应用例3中根据本发明实施方式的直流充电/振荡放电回路；
图34b示出了在应用例3中用作比较的常规的直流充电/直流放电回路；
图35a示出了在应用例3中振荡放电与直流放电的循环次数的比较；
图35b示出了在应用例3中振荡放电与直流放电的温度控制的比较。
具体实施方式
根据本发明的各个实施方式，在本发明的用于锂离子电池充放电的系统、控制装置以及相关方法中，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。例如，根据锂离子电池的状态参数使用至少两种振荡电流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。下文以第一振荡电流和第二振荡电流为例对本发明技术方案进行说明，本领域技术人员应当理解，本文使用词语“第一”和“第二”意在区分两种振荡电流，而非限制振荡电流的数目。并且，锂离子电池的状态参数也不限于下文所述的温度和SOC，还可以是电压、内阻等，并且还可以是尺寸、重量、类型、外观、结构、材质等。
在本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的描述的一些方法中，包含了按照一定顺序描述的多个操作，但是，本领域技术人员应当理解，这些操作并非必然按照其在本文中出现的先后顺序来执行或并行执行，操作的标号仅仅是用于区分开各个操作，标号本身不代表任何的执行顺序。
为了便于理解本发明技术方案的各个方面、特征以及优点，下面结合附图对本发明进行具体描述。应当理解，下述的各个实施例只用于举例说明，而非用于限制本发明的保护范围。
【充电系统】
实施例1
图1示出了根据本发明的实施例1的用于对锂离子电池充电的系统。所述用于对锂离子电池充电的系统可以包括第一充电装置(所述第一充电装置只是为了与下文的变频触发振荡充电装置相区别，其可以是常规充电装置100，也可以是其他任何充电装置，本文以常规充电装置为例进行说明)和连接在常规充电装置100与锂离子电池300之间的变频触发振荡充电装置200。所述变频触发振荡充电装置200通过与所述锂离子电池300自身的阻抗特性构成振荡回路，该振荡回路产生振荡电流对锂离子电池进行充电。在本发明的一种实施方式中，所述变频触发振荡充电装置200使用第一振荡电流和第二振荡电流对所述锂离子电池300进行充电，其中，第一振荡电流的频率高于第二振荡电流的频率。其中，第一振荡电流可以是下文所述的高频振荡电流，第二电流可以是下文所述的中频双向振荡电流。例如，以中频双向振荡电流进行充电，当电池温度小于0℃时加入高频振荡电流进行内加热，当电池温度上升至大于0℃时一直供给中频双向振荡电流进行充电。在本发明的另一种实施方式中，当电池温度一直都是大于0℃，则一直使用中频双向振荡电流进行充电。
相对于现有的直流充电，本实施例采用中频振荡电流进行充电，从而使锂离子电池规避直流充电，消除锂离子电池极化、析锂，延长了锂离子电池的使用寿命，提高锂离子充电阈值电压，增加锂离子电池的充电量，通过高频振荡电流对锂离子电池进行内加热，控制电池内部温升，拓宽锂离子电池的温度应用范围。
实施例2
图2示出了根据本发明的实施例2的用于对锂离子电池充电的系统。在本实施例中，所述系统同样包括常规充电装置100和连接在常规充电装置100与锂离子电池300之间的变频触发振荡充电装置200，所述变频触发振荡充电装置200可以包括：与所述常规充电装置并联的储能续流单元211、与所述锂离子电池300并联以形成振荡回路的振荡单元212、以及连接在所述储能续流单元211和振荡单元212之间的振荡触发器K。其中，所述振荡触发器K触发所述振荡回路产生所述第一振荡电流和第二振荡电流。例如，所述第一振荡电流和第二振荡电流交替地提供至所述锂离子电池300进行充电。其中，第一振荡电流可以是下文所述的高频振荡电流，第二电流可以是下文所述的中频双向振荡电流。例如，以中频双向振荡电流进行充电，当电池温度小于0℃时加入高频振荡电流进行内加热，当电池温度上升至大于0℃时一直供给中频双向振荡电流进行充电。在本发明的另一种实施方式中，当电池温度一直都是大于0℃，则一直使用中频双向振荡电流进行充电。
在本发明实施例中，振荡单元212由电容器、电感、电阻等中的一者或多者通过串并联方式构成，所述储能续流单元211由电容器、电感等无源或有源储能元件中的一者或多者通过串并联方式构成。在振荡回路振荡期间，储能续流单元对常规充电装置起储能续流作用，维持充电装置输出电流为满足纹波要求的直流电，例如，满足直流电流纹波系数在0.1％～10％范围。
实施例3
图3示出了根据本发明的实施例3的用于对锂离子电池充电的系统。在本实施例中，所述系统同样包括常规充电装置100和连接在常规充电装置100与锂离子电池300之间的变频触发振荡充电装置200，所述变频触发振荡充电装置200可以包括：与所述常规充电装置并联的储能续流单元211、与所述储能续流单元211串联的振荡单元212、以及与所述振荡单元212并联的振荡触发器K。其中，所述串联的储能续流单元211和振荡单元212与所述锂离子电池300串联以形成振荡回路，所述振荡触发器K触发所述振荡回路产生所述第一振荡电流和第二振荡电流。例如，所述第一振荡电流和第二振荡电流交替地提供给所述锂离子电池300进行充电。其中，第一振荡电流可以是下文所述的高频振荡电流，第二电流可以是下文所述的中频双向振荡电流。例如，以中频双向振荡电流进行充电，当电池温度小于0℃时加入高频振荡电流进行内加热，当电池温度上升至大于0℃时一直供给中频双向振荡电流进行充电。在本发明的另一种实施方式中，当电池温度一直都是大于0℃，则一直使用中频双向振荡电流进行充电。
在本发明实施例中，振荡单元212由电容器、电感、电阻等中的一者或多者通过串并联方式构成，所述储能续流单元211由电容器、电感等无源或有源储能元件中的一者或多者通过串并联方式构成。在振荡回路振荡期间，储能续流单元对常规充电装置起储能续流作用，维持充电装置输出电流为满足纹波要求的直流电，例如，满足直流电流纹波系数在0.1％～10％范围。
在本发明的上述和下述充电系统的各个实施例中，所述振荡触发器K可采用MOSFET(金属-氧化物半导体场效应晶体管)、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、晶体管等有源开关器件。在本发明的可选实施方式中，振荡触发器K可串接在振荡回路输出的正端或负端，当有源开关关断时，触发振荡回路起振。考虑到有源开关器件MOSFET、IGBT等存在一反并联二极管，故具体构建锂离子电池振荡回路时，在锂离子电池充电系统中，振荡触发器可以有如图4a和4b所示的结构，其中Kc表示充电用振荡触发器。
本领域技术人员应当理解，以上实施例1～3只是以第一振荡电流和第二振荡电流进行举例说明，本发明当然不限于此，还可以使用多于两种的振荡电流进行充电，例如，可以使用三种、四种、五种不同频率的振荡电流进行充电。
实施例4
如图5所示，本实施例与实施例1～3的不同在于所述系统进一步包括控制装置400，所述控制装置400根据所述锂离子电池的温度和SOC控制所述变频触发振荡充电装置200向所述锂离子电池300供给第一振荡电流和第二振荡电流。具体地，所述控制装置400根据所述锂离子电池300的温度和SOC确定充电参数，基于所述充电参数对所述锂离子电池300交替地供给所述第一振荡电流和第二振荡电流。例如，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300的温度和SOC对应的充电参数。所述充电参数包括以下中的一种或多种：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。所述第一振荡电流的频率大于所述第二振荡电流的频率范围的上限。
可选地，所述第二振荡电流的频率范围是根据所述锂离子电池的温度和SOC确定的。例如，采用电化学工作站测试锂离子电池不同温度和SOC下预定频率范围为0.01Hz～100kHz的电化学阻抗谱；在SOC＝10％的电化学阻抗谱曲线中画一条平行于横坐标且过0℃电化学阻抗谱与纵坐标交点的直线(如附图6中的A-D线)，所有温度小于0℃的阻抗谱线与该平行线在低频区的相交点所对应的频率值fcd，即为该温度下所对应锂离子电池振荡充电触发频率的下限。例如：附图6中-10℃阻抗谱线与平行线A-D的交点B所对应的fcd1＝2.3Hz,-20℃阻抗谱线与平行线A-D的交点C所对应的fcd2＝10Hz，表明温度在-10℃和-20℃条件下，该锂离子电池的第二振荡电流(高占空比中频双向振荡电流)充电触发频率的下限分别为2.3Hz和10Hz。并且，在电化学阻抗谱曲线族中画一条平行于横坐标且过0℃电化学阻抗谱与纵坐标交点的直线(如附图6中的A-D线)，该平行线在高频区的相交点所对应的频率值fg，即为所述锂离子电池高占空比中频双向振荡充放电电流频率范围上限。如附图6中阻抗谱线与平行线A-D的交点D所对应的fg＝7KHz,即该锂离子电池高占空比中频双向振荡充电电流(即第二振荡电流)频率范围上限为7kHz。
由此，充电过程中，第二振荡电流的频率范围确定为fcd～fg。在充电过程，本发明实施方式所述的中频是介于fcd与fg之间的频率，本发明实施方式所述的高频是高于fg的频率，即第二振荡电流为中频双向振荡电流，第一振荡电流为高频振荡电流。
并且，所述第一振荡电流的持续时间与所述第二振荡电流的频率范围的上限fg满足下述关系：T2＝n/fg，其中，T2表示所述第一振荡电流的持续时间，n为大于或等于0的整数。
所述控制装置400基于所述充电参数控制所述变频触发振荡充电装置200向所述锂离子电池300交替供给第一振荡电流和第二振荡电流可包括：根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间，并增加所述充电电流幅值；当所述锂离子电池的表面温度大于0℃后，保持所述第一振荡电流的持续时间不变，增大所述充电电流幅值；当所述锂离子电池的端电压达到充电电压上限后，减小所述充电电流幅值，直至充电结束。
其中，所述控制装置400根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间包括：当所述锂离子电池最低表面温度大于或等于0℃时，使T2＝n/fg中n取值为0；当所述锂离子电池最低表面温度每降低10℃，则使T2＝n/fg中n的取值增加1，即：当锂离子电池最低表面温度介于0℃～-10℃时，n＝1，当锂离子电池最低表面温度介于-10℃～-20℃时，n＝2，当锂离子电池最低表面温度介于-20℃～-30℃时，n＝3。当然，本领域技术人员应当理解，本发明不限于此，也可以采用下述方式：当所述锂离子电池最低表面温度每降低5℃或8℃或9℃或11℃等，则使T2＝n/fg中n的取值增加1
其中，充电最大电流幅值受电池充电电压上限制约，当电池表面温度大于或等于0℃时，充电电压上限即为常温下的锂离子电池的充电电压上限当电池表面小于0℃时，充电电压上限应适当降低，其值为T的取值范围0℃～-30℃，以防止低温充电析锂。在充电过程中由BMS或触发控制器调整Id，使电池端电压
此外，所述振荡触发器K的振荡触发信号的脉宽T0与所述第二振荡电流的频率范围的上限fg满足下述关系：T0＝k/fg，0＜k≤1。并且，所述第一振荡电流的持续时间T2与所述振荡触发信号的脉宽T0满足下述关系：T2＝nT0/k，其中，n为大于或等于0的整数。因此，在本发明的另一可选实施方式中，所述控制装置根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间可包括：通过调整所述振荡触发信号来调整所述第一振荡电流的持续时间。
在本发明的可选实施方式中，所述控制装置400可以为电池管理系统(BMS)或独立的触发控制器。
本领域技术人员应当理解，以上只是以基于锂离子电池的温度和SOC进行充电控制为例进行说明，本发明不限于此，也可以基于锂离子电池的其他状态参数，例如电压、内阻，进行充电控制。并且，本发明的电化学阻抗谱的频率范围、SOC、温度的大小也不限于上述实施例所述的具体值，所述具体值只是用于举例说明。本领域技术人员可以根据实际情况进行适当设置，例如，可以在0.02Hz～99kHz频率范围内，SOC为20％的电化学阻抗谱曲线族中，过5℃电化学阻抗谱曲线与纵轴交点的平行横轴的直线确定第二振荡电流的频率范围。
【放电系统】
实施例5
图7示出了根据本发明的实施例5的用于锂离子电池放电的系统。所述系统包括连接在负载500与锂离子电池300之间的变频触发振荡放电装置600。其中，所述变频触发振荡放电装置600通过锂离子电池300自身的阻抗特性构成振荡回路以使所述锂离子电池300以该振荡回路产生的振荡电流的形式进行放电，即将所述振荡电流供给至负载500。在本发明的一种实施方式中，所述变频触发振荡放电装置600使所述锂离子电池300以第一振荡电流和第二振荡电流的形式进行放电，其中，第一振荡电流的频率高于第二振荡电流的频率。所述第一振荡电流可以为高频振荡电流，所述第二振荡电流可以为中频双向振荡电流。例如，以中频双向振荡电流进行放电，当电池温度小于0℃时以高频振荡电流进行内加热，当电池温度上升至大于0℃时一直以中频双向振荡电流进行放电。在本发明的另一种实施方式中，当电池温度一直都是大于0℃，则一直以中频双向振荡电流进行放电。
实施例6
图8示出了根据本发明的实施例6的用于锂离子电池放电的系统。所述系统包括连接在负载500与锂离子电池300之间的变频触发振荡放电装置600。其中，所述变频触发振荡放电装置600包括：与所述负载500并联的储能续流单元611、与所述锂离子电池300并联以形成振荡回路的振荡单元612、以及连接在所述储能续流单元611和振荡单元612之间的振荡触发器K。其中，所述振荡触发器K触发所述振荡回路产生所述第一振荡电流和第二振荡电流。由此，例如，使所述锂离子电池300交替以第一振荡电流和第二振荡电流的形式进行放电，即将所述振荡电流供给至负载500。例如，以中频双向振荡电流进行放电，当电池温度小于0℃时以高频振荡电流放电从而进行内加热，当电池温度上升至大于0℃时一直以中频双向振荡电流进行放电。在本发明的另一种实施方式中，当电池温度一直都是大于0℃，则一直以中频双向振荡电流进行放电。
实施例7
图9示出了根据本发明的实施例7的用于锂离子电池放电的系统。所述系统包括连接在负载500与锂离子电池300之间的变频触发振荡放电装置600。其中，所述变频触发振荡放电装置600包括：与负载500并联的储能续流单元611、与所述储能续流单元611串联的振荡单元612、以及与所述振荡单元612并联的振荡触发器K。其中，所述串联的储能续流单元611和振荡单元612与所述锂离子电池300串联以形成振荡回路，所述振荡触发器K触发所述振荡回路产生所述第一振荡电流和第二振荡电流。由此，使所述锂离子电池300以第一振荡电流和第二振荡电流的形式进行放电，即将所述振荡电流供给至负载500。例如，以中频双向振荡电流进行放电，当电池温度小于0℃时以高频振荡电流进行内加热，当电池温度上升至大于0℃时一直以中频双向振荡电流进行放电。在本发明的另一种实施方式中，当电池温度一直都是大于0℃，则一直以中频双向振荡电流进行放电。
在本发明的上述实施例中，振荡单元612由电容器、电感、电阻等中的一者或多者通过串并联方式构成，所述储能续流单元611由电容器、电感等无源或有源储能元件中的一者或多者通过串并联方式构成。在振荡回路振荡期间，储能续流单元对负载500起储能续流作用，维持负载侧在最大放电电流下，满足直流电流纹波系数在0.1％～10％范围。
在本发明的上述和下述放电系统的各个实施例中，所述振荡触发器K可采用MOSFET(金属-氧化物半导体场效应晶体管)、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、晶体管等有源开关器件。在本发明的可选实施方式中，振荡触发器K可串接在振荡回路输出的正端或负端，当有源开关关断时，触发振荡回路起振。考虑到有源开关器件MOSFET、IGBT等存在一反并联二极管，故具体构建锂离子电池振荡回路时，在锂离子电池放电系统中，振荡触发器可以有如图10a和10b所示的结构，其中Kd表示放电用振荡触发器。
本领域技术人员应当理解，以上实施例5～7只是以第一振荡电流和第二振荡电流进行举例说明，本发明当然不限于此，还可以使用多于两种的振荡电流进行放电，例如，可以使用三种、四种、五种不同频率的振荡电流进行放电。
实施例8
如图11所示，本实施例与实施例5～7的不同在于所述系统进一步包括控制装置700，所述控制装置700根据所述锂离子电池的温度和SOC控制所述变频触发振荡放电装置600使所述锂离子电池300以第一振荡电流和第二振荡电流的形式进行放电，即根据锂离子电池的状态参数将所述振荡电流供给至负载500。具体地，所述控制装置700根据所述锂离子电池的温度和SOC确定放电参数，基于所述放电参数使所述锂离子电池交替以第一振荡电流和第二振荡电流的形式进行放电。其中，根据所述锂离子电池的温度和SOC确定放电参数包括：从预先存储的各种温度和SOC下的放电参数集中查找出与所述锂离子电池的温度和SOC对应的放电参数。其中，所述放电参数可包括：第二振荡电流的频率范围、第一振荡电流的持续时间。并且，所述第一振荡电流的频率大于所述第二振荡电流的频率范围的上限。
可选地，所述第二振荡电流的频率范围是根据所述锂离子电池的温度和SOC确定的。具体地，根据所述锂离子电池的温度和SOC确定第二振荡电流的频率范围可以包括：
采用电化学工作站测试锂离子电池不同温度和SOC下频率范围为0.01Hz～100kHz的电化学阻抗谱；
在SOC＝90％的电化学阻抗谱曲线族中画一条平行于横坐标且过-20℃电化学阻抗谱与纵坐标交点的直线(如附图12中的A-B线)，所有温度小于-20℃的阻抗谱线与该平行线在低频区的相交点所对应的频率值fdd，即为该温度下所对应锂离子电池振荡放电触发频率的下限。例如：附图12中-30℃阻抗谱线与平行线A-B的交点B所对应的fdd＝0.6Hz，表明在-30℃条件下该锂离子电池振荡放电触发频率需大于0.6Hz；
在SOC＝10％的电化学阻抗谱的曲线族中，平行于横坐标轴且过0℃电化学阻抗谱曲线与纵坐标轴交点的直线(如附图6中的A-D线)在高频区与电化学阻抗谱曲线的相交点为所述第二振荡电流的频率范围的上限fg，如附图6中阻抗谱线与平行线A-D的交点D所对应的fg＝7KHz,即该锂离子电池高占空比中频双向振荡充放电电流频率范围上限为7kHz。
由此，所述第二振荡电流的频率范围为fdd～fg。在放电过程，本发明实施方式所述的中频是介于fdd与fg之间的频率，本发明实施方式所述的高频是高于fg的频率，即第二振荡电流为中频双向振荡电流，第一振荡电流为高频振荡电流。
并且，所述第一振荡电流的持续时间与所述第二振荡电流的频率范围的上限fg满足下述关系：T2＝n/fg，其中，T2表示所述第一振荡电流的持续时间，n为大于或等于0的整数。并且，所述控制装置基于所述放电参数控制所述变频触发振荡放电装置使所述锂离子电池以第一振荡电流和第二振荡电流的形式进行放电包括：根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间，具体地，当所述锂离子电池最低表面温度大于或等于0℃时，使T2＝n/fg中n取值为0；当所述锂离子电池最低表面温度每降低10℃，则使T2＝n/fg中n的取值增加1。
作为选择，所述振荡触发器K的振荡触发信号的脉宽与所述第二振荡电流的频率范围的上限fg满足下述关系：T0＝k/fg，0＜k≤1，其中，T0表示所述振荡触发信号的脉宽。并且，所述第一振荡电流的持续时间T2与所述振荡触发信号的脉宽T0满足下述关系：T2＝nT0/k，其中，n为大于或等于0的整数。由此，所述控制装置700可通过控制振荡触发器K例如调整所述振荡触发信号来调整所述第一振荡电流的持续时间。
在本发明的可选实施方式中，所述控制装置700可以为电池管理系统(BMS)或独立的触发控制器。
本领域技术人员应当理解，以上只是以基于锂离子电池的温度和SOC进行放电控制为例进行说明，本发明不限于此，也可以基于锂离子电池的其他状态参数，例如电压、内阻，进行放电控制。并且，本发明的电化学阻抗谱的频率范围、SOC、温度的大小也不限于上述实施例所述的具体值，该具体值只是用于举例说明。本领域技术人员可以根据实际情况进行适当设置，例如，可以在0.02Hz～99kHz频率范围内，SOC为20％的电化学阻抗谱曲线族中，过5℃电化学阻抗谱曲线与纵轴交点的平行横轴的直线确定第二振荡电流的频率范围的上限；SOC为95％的电化学阻抗谱曲线族中，过-25℃电化学阻抗谱曲线与纵轴交点的平行横轴的直线确定第二振荡电流的频率范围的下限。
【充放电系统】
实施例9
将图2、3与图8、9进行比较可知，在系统结构上，实施例2、3的常规充电装置100替换成了实施例6、7的负载500，其他没变。因此，根据本发明实施方式的用于锂离子电池的充电系统和放电系统可以由同一系统实现。例如，图13示出了根据本发明的实施例9的用于锂离子电池充放电的系统。所述用于锂离子电池充放电的系统包括连接在常规充电装置/负载与锂离子电池(包括电池单体和电池组)之间的变频触发振荡充放电装置。所述变频触发振荡充放电装置通过锂离子电池的阻抗特性形成振荡回路，在对锂离子电池充电时，所述变频触发振荡充放电装置向所述锂离子电池供给所述第一振荡电流和第二振荡电流；在锂离子电池放电时，所述变频触发振荡充放电装置使所述锂离子电池以所述第一振荡电流和第二振荡电流进行放电。此外，所述充放电系统可以进一步包括上述的控制装置400、700，并且控制装置400和控制装置700可以集成为一个控制装置。并且，所述变频触发振荡充放电装置的构成可以与上述实施例2、3中的变频触发振荡充电装置200或上述实施例6、7中的变频触发振荡放电装置600相同，在此不再重复。
在所述变频触发振荡充放电装置中，振荡触发器可以具有如图14a、14b和14c所示的结构，其中，Kc表示充电用振荡触发器，Kd表示放电用振荡触发器。
根据上述各种实施例可知，本发明提供的锂离子电池变频触发振荡充放电装置可独立对锂离子电池或电池组实施充电，也可独立对锂离子电池或电池组实施放电，或同时对锂离子电池或电池组实施充放电。可选地，本发明实施方式所述的低频是低于MIN(fcd,fdd)的频率，本发明实施方式所述的中频是介于MIN(fcd,fdd)与fg之间的频率，本发明实施方式所述的高频是高于fg的频率。以下结合附图对本发明各个实施例或实施方式的原理进行说明。
在本发明的可选实施方式中，通过利用如附图15所示的锂离子电池固有本征阻抗特性构建如图16a和16b所示的锂离子电池单体或电池组变频触发振荡充放电回路。图16a和图16b中的储能续流单元可由电容器、电感等储能元件通过串并联方式构成，在整个变频触发振荡充放电回路中起储能续流作用，维持充电装置输出电流和负载电流为满足纹波要求的直流电；图16b中的振荡单元与锂离子电池单体/电池组正、负两端并联直接构成振荡回路，也可如图16a所示，振荡单元与振荡触发器并联，再与锂离子电池或电池组构成振荡回路，所述振荡单元为电容器、电感、电阻等通过串并联方式构成；图16a和16b中的K为振荡触发器。由BMS或触发控制器控制振荡触发器触发振荡回路起振，并依据锂离子电化学阻抗谱随电池荷电状态、温度、频率等变化规律，改变振荡触发的频率，调控中频双向振荡电流(第二振荡电流)的频率和高频振荡电流(第一振荡电流)持续时间，使锂离子电池充放电电流为交替的高占空比中频双向振荡电流和高频振荡电流。
依据图17所示的锂离子电池阻抗谱高频区呈感抗特性且基本不受温度影响，中频区域阻抗较小，低频区域阻抗受温度影响较大，并分析如图15所示的锂离子电池电化学阻抗模型及锂离子电池等效阻抗计算公式(1)可得出：
当直流充放电时，f＝0，式(1)变为：
ZQ(T,f,I)＝RY(T)+RSEI(T)+RCT(T,I)-------(2)
表明直流充放电时，锂离子电池的阻抗呈电阻性，充放电电流通过溶液电阻RY(T)、SEI膜电阻RSEI(T)和电荷传递电阻RCT(T,I)，容易产生锂枝晶，随着锂枝晶逐渐长大，刺穿隔膜，造成电池内短路；而且，锂枝晶容易失去与基底电接触形成没有电化学活性的“死锂”；此外，在形成锂枝晶过程中，还会与电解液发生化学反应，消耗电解液并降低活性物质含量。因此，锂离子电池在直流充放电时，会使电池充放电循环性能降低，并伴有安全隐患。特别在低温下，溶液电阻RY(T)、SEI膜电阻RSEI(T)，特别是电荷传递电阻RCT(T,I)的阻值急剧增大，电荷迁移率大幅降低，使直流充放电难以进行，并加速电池循环性能衰减。
当高频充放电时，f值较大，(1)式近似为：
ZQ(T,f,I)＝RY(T)+j2πfL-------------(3)
表明高频区锂离子电池阻抗由溶液电阻RY(T)和感抗2πfL决定。当频率足够高时，锂离子电池的阻抗呈感抗特性，且与温度无关，即：
|ZQ(T,f,I)|≈2πfL--------------------(4)
因此，高频交变电流通过电极双层电容、电荷转移电阻和SEI膜电阻被短路，即法拉第电流很小。
根据上述分析，图16a、16b所示的锂离子电池振荡回路中的振荡触发器K断开时，振荡回路起振，形成如图18所示的振荡回路，其中UOCV为锂离子电池的电池开路电压。
设计附图19所示的变频触发时序，使其交替产生中频双向振荡电流(第二振荡电流)和高频振荡电流(第一振荡电流)。图中T0为触发振荡宽度，f1＝1/T1为高频振荡的频率；T2为高频振荡的持续时间；f3＝1/T3为中频双向振荡充放电频率，决定充电速度和放电倍率要求。根据附图19的时序图，可得到图20的中频双向振荡电流和高频振荡电流的示意图，图20中Id为中频充放电振荡电流幅值，正为充电电流，负为放电电流，Iz为高频振荡电流幅值。
由于锂离子电池充放电电流中含有中频双向振荡电流，可消除极化，溶解富锂沉积，中断锂枝晶的连续生长，实现锂离子均匀和致密的沉积，从而抑制锂枝晶的产生。
由于锂离子电池充放电电流中含有高频振荡电流，可通过调节高频振荡电流的持续时间T2,调控锂离子电池的温升。根据电池内部的热平衡方程，在高频振荡持续期间：
式(5)中：m—电池质量；Cp—电池比热容；T---电池温度；Qn---电池向外界的散热量；Qg----电池产热量；h—等效热传递系数；Scell---电池表面积；T0---环境温度。
从式(5)可以得出：在低温下，延长高频振荡电流的持续时间T2,对锂离子电池实施低能耗的内加热；当电池温度较高时，缩短高频振荡电流的持续时间T2，降低电池温升。
根据锂离子电池电化学阻抗谱随温度变化规律及上述分析，确定锂离子电池无损伤充放电的中频双向振荡频率下限，规避低温下，低频区域锂离子电池电化学阻抗较大，充放电会导致效率低，对电池容量造成衰减。
根据锂离子电池电化学阻抗谱随温度变化规律及上述分析，确定锂离子电池高频振荡频率的下限，在此区域可对电池实施振荡交变大电流幅值均匀内加热。
基于以上各种系统或装置实施例，本发明实施方式还提出了用于锂离子电池的充电方法、放电方法、充电调控方法和放电调控方法以及相关的控制装置，并在下面进行详细阐述。
【充电方法】
本发明的实施方式提供的用于对锂离子电池进行充电的方法可以包括：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。作为选择，根据锂离子电池的温度和荷电状态(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，其中，第一振荡电流的频率高于第二振荡电流的频率。具体而言，所述第一振荡电流为本文所述的高频振动电流，所述第二电流为本文所述的中频双向振荡电流。例如，初始以中频双向振荡电流进行充电，当电池温度小于0℃时加入高频振荡电流进行内加热，当电池温度上升至大于0℃时一直供给中频双向振荡电流进行充电。在本发明的另一种实施方式中，当电池温度一直都是大于0℃，则一直使用中频双向振荡电流进行充电。当电池温度小于0℃时，初始供给高频振荡电流进行内加热，加入以中频双向振荡电流进行充电，从而高频振荡电流与中频双向振荡电流交替地供给给电池；当电池温度上升至大于0℃时一直供给中频双向振荡电流进行充电。
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，基于所述充电参数交替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。所述充电参数可以包括：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。并且，所述第一振荡电流的频率大于所述第二振荡电流的频率范围的上限。
可选地，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。
在本发明的可选实施方式中，所述第二振荡电流的频率范围是根据所述锂离子电池的温度和SOC确定的。具体地，根据所述锂离子电池的不同温度和SOC下频率范围为0.01Hz～100kHz的电化学阻抗谱，如图6所示，在SOC＝10％的电化学阻抗谱的曲线族中，平行于横坐标轴且过0℃电化学阻抗谱曲线与纵坐标轴交点的直线(A-D线)与各不同温度的电化学阻抗谱曲线在低频区的相交点对应的频率值为该温度下所述第二振荡电流的频率范围的下限fcd，所述直线在高频区与电化学阻抗谱曲线的相交点为所述第二振荡电流的频率范围的上限fg，由此，所述第二振荡电流的频率范围为fcd～fg。
在本发明的一种可选实施方式中，所述第一振荡电流的持续时间T2与所述第二振荡电流的频率范围的上限fg满足下述关系：T2＝n/fg，n为大于或等于0的整数。
其中，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包括：根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间，并增加所述充电电流幅值；当所述锂离子电池的表面温度大于0℃后，保持所述第一振荡电流的持续时间不变，增大所述充电电流幅值；当所述锂离子电池的端电压达到充电电压上限后，减小所述充电电流幅值，直至充电结束。
具体而言，根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间包括：当所述锂离子电池最低表面温度大于或等于0℃时，使T2＝n/fg中n取值为0；当所述锂离子电池最低表面温度每降低10℃(本发明不限于此，也可以是每降低4℃)，则使T2＝n/fg中n的取值增加1。
在本发明的另一种可选实施方式中，用于触发产生所述第一振荡电流和第二振荡电流的振荡回路的振荡触发信号的脉宽T0与所述第二振荡电流的频率范围的上限fg满足下述关系：T0＝k/fg，k为大于0且小于或等于1的实数。由此，所述第一振荡电流的持续时间T2与所述振荡触发信号的脉宽T0满足下述关系：T2＝nT0/k，其中，n为大于或等于0的整数。
因此，根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间包括：通过调整所述振荡触发信号来调整所述第一振荡电流的持续时间。例如，通过调整所述振荡触发信号的个数来调整所述第一振荡电流的持续时间。
本领域技术人员应当理解，以上只是以第一振荡电流和第二振荡电流进行举例说明，本发明当然不限于此，还可以使用多于两种的振荡电流进行充电，例如，可以使用三种、四种、五种不同频率的振荡电流进行充电。
本领域技术人员还应当理解，以上只是以基于锂离子电池的温度和SOC进行充电控制为例进行说明，本发明不限于此，也可以基于锂离子电池的其他状态参数，例如电压、内阻、尺寸、重量、类型、外观、结构、材质等，进行充电控制。并且，本发明的电化学阻抗谱的频率范围、SOC、温度的大小也不限于上述实施例所述的具体值，该具体值只是用于举例说明。本领域技术人员可以根据实际情况进行适当设置，例如，可以在10Hz～200kHz频率范围内，SOC为5％的电化学阻抗谱曲线族中，过1℃电化学阻抗谱曲线与纵轴交点的平行横轴的直线确定第二振荡电流的频率范围。
【放电方法】
本发明的实施方式提供的使锂离子电池进行放电的方法可以包括：锂离子电池通过利用该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所述锂离子电池以所述振荡电流的形式进行放电，即根据锂离子电池的状态参数向负载提供所述振荡电流。即根据锂离子电池的状态参数使所述锂离子电池通过利用其自身阻抗特性构成的振荡回路以振荡电流的形式进行放电。例如，根据锂离子电池的温度和SOC使所述锂离子电池以第一振荡电流和第二振荡电流的形式进行放电，其中，第一振荡电流的频率高于第二振荡电流的频率，例如，第一振荡电流为本文所述的高频振荡电流，第二振荡电流为本文所述的中频双向振荡电流。例如，初始以中频双向振荡电流进行放电，当电池温度小于0℃时通过高频振荡电流进行内加热，当电池温度上升至大于0℃时一直以中频双向振荡电流进行放电。在本发明的另一种实施方式中，当电池温度一直都是大于0℃，则一直使用中频双向振荡电流进行放电。当电池温度小于0℃时，初始通过高频振荡电流进行内加热，在此过程中以中频双向振荡电流进行放电，从而以高频振荡电流与中频双向振荡电流交替进行放电；当电池温度上升至大于0℃时一直以中频双向振荡电流进行放电。
在本发明的可选实施方式中，根据锂离子电池的温度和SOC使所述锂离子电池以第一振荡电流和第二振荡电流的形式进行放电包括：根据所述锂离子电池的温度和SOC确定放电参数，基于所述放电参数使所述锂离子电池交替以第一振荡电流和第二振荡电流的形式进行放电。其中，所述放电参数可包括：第二振荡电流的频率范围、第一振荡电流的持续时间。并且，所述第一振荡电流的频率大于所述第二振荡电流的频率范围的上限。可选地，根据所述锂离子电池的温度和SOC确定放电参数包括：从预先存储的各种温度和SOC下的放电参数集中查找出与所述锂离子电池的温度和SOC对应的放电参数。
在本发明的可选实施方式中，所述第二振荡电流的频率范围是根据所述锂离子电池的温度和SOC确定的。具体地，根据所述锂离子电池的温度和SOC确定第二振荡电流的频率范围包括：根据所述锂离子电池的不同温度和SOC下频率范围为0.01Hz～100kHz的电化学阻抗谱，如图12所示，在SOC＝90％的电化学阻抗谱的曲线族中，平行于横坐标轴且过-20℃电化学阻抗谱曲线与纵坐标轴交点的直线(A-B线)与各不同温度的电化学阻抗谱曲线在低频区的相交点对应的频率值为该温度下所述第二振荡电流的频率范围的下限fdd，在SOC＝10％的电化学阻抗谱的曲线族中，如图6所示，平行于横坐标轴且过0℃电化学阻抗谱曲线与纵坐标轴交点的直线(A-D线)在高频区与电化学阻抗谱曲线的相交点为所述第二振荡电流的频率范围的上限fg，由此，所述第二振荡电流的频率范围为fdd～fg。
其中，所述第一振荡电流的持续时间T2与所述第二振荡电流的频率范围的上限fg满足下述关系：T2＝n/fg，其中，n为大于或等于0的整数。
并且，基于所述放电参数使所述锂离子电池以第一振荡电流和第二振荡电流的形式进行放电包括：根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间。例如，当所述锂离子电池最低表面温度大于或等于0℃时，使T2＝n/fg中n取值为0；当所述锂离子电池最低表面温度每降低10℃，则使T2＝n/fg中n的取值增加1。
在本发明的另一可选实施方式中，用于触发产生所述第一振荡电流和第二振荡电流的振荡回路的振荡触发信号的脉宽T0与所述第二振荡电流的频率范围的上限fg满足下述关系：T0＝k/fg，k为大于0且小于或等于1的实数。那么，所述第一振荡电流的持续时间T2与所述振荡触发信号的脉宽T0满足下述关系：T2＝nT0/k，其中，n为大于或等于0的整数。因此，根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间可包括：通过调整所述振荡触发信号来调整所述第一振荡电流的持续时间。
本领域技术人员应当理解，以上只是以第一振荡电流和第二振荡电流进行举例说明，本发明当然不限于此，还可以使用多于两种的振荡电流进行放电，例如，可以使用三种、四种、五种不同频率的振荡电流进行放电。
本领域技术人员还应当理解，以上只是以基于锂离子电池的温度和SOC进行放电控制为例进行说明，本发明不限于此，也可以基于锂离子电池的其他状态参数，例如电压、内阻，进行放电控制。并且，本发明的电化学阻抗谱的频率范围、SOC、温度的大小也不限于上述实施例所述的具体值，该具体值只是用于举例说明。本领域技术人员可以根据实际情况进行适当设置，例如，可以在10Hz～200kHz频率范围内，SOC为5％的电化学阻抗谱曲线族中，过1℃电化学阻抗谱曲线与纵轴交点的平行横轴的直线确定第二振荡电流的频率范围的上限；SOC为95％的电化学阻抗谱曲线族中，过-30℃电化学阻抗谱曲线与纵轴交点的平行横轴的直线确定第二振荡电流的频率范围的下限。
【充电调控方法】
本发明的实施方式的对锂离子电池的充电过程进行调控的方法包括但不限于：监测锂离子电池的状态参数；根据监测到的状态参数确定锂离子电池的充电调控参数；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；根据所述确定的充电调控参数对所述锂离子电池供给所述振荡电流。
在本发明的一种实施方式中，如图21所示，本发明的实施方式的对锂离子电池的充电过程进行调控的方法可包括：2110-监测锂离子电池的温度和SOC；2120-根据监测到的温度和SOC确定锂离子电池的充电调控参数，所述充电调控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；2130-根据所述确定的充电调控参数对所述锂离子电池供给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的第一振荡电流和第二振荡电流，所述第一振荡电流的频率大于所述第二振荡电流的频率范围的上限。
作为选择，根据监测到的温度和SOC确定充电调控参数包括：从预先存储的各种温度和SOC下的充电调控参数集中查找出与所述监测到的温度和SOC对应的充电调控参数。
在本发明的可选实施方式中，所述第二振荡电流的频率范围是根据所述锂离子电池的温度和SOC确定的。可选地，根据所述锂离子电池的温度和SOC确定第二振荡电流的频率范围包括：根据所述锂离子电池的不同温度和SOC下频率范围为0.01Hz～100kHz的电化学阻抗谱，如图6所示，在SOC＝10％的电化学阻抗谱的曲线族中，平行于横坐标轴且过0℃电化学阻抗谱曲线与纵坐标轴交点的直线(A-D线)与各不同温度的电化学阻抗谱曲线在低频区的相交点对应的频率值为该温度下所述第二振荡电流的频率范围的下限fcd，所述直线在高频区与电化学阻抗谱曲线的相交点为所述第二振荡电流的频率范围的上限fg，由此，所述第二振荡电流的频率范围为fcd～fg。并且，所述第一振荡电流的持续时间T2与所述第二振荡电流的频率范围的上限fg满足下述关系：T2＝n/fg，其中，n为大于或等于0的整数。
并且，根据所述充电调控参数对所述锂离子电池供给第一振荡电流和第二振荡电流可包括：根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间，并增加所述充电电流幅值；当所述锂离子电池的表面温度大于0℃后，保持所述第一振荡电流的持续时间不变，增大所述充电电流幅值；当所述锂离子电池的端电压达到充电电压上限后，减小所述充电电流幅值，直至充电结束。可选地，根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间包括：当所述锂离子电池最低表面温度大于或等于0℃时，使T2＝n/fg中n取值为0；当所述锂离子电池最低表面温度每降低10℃，则使T2＝n/fg中n的取值增加1。
在本发明的另一可选实施方式中，用于触发产生所述第一振荡电流和第二振荡电流的振荡回路的振荡触发信号的脉宽T0与所述第二振荡电流的频率范围的上限fg满足下述关系：T0＝k/fg，k为大于0且小于或等于1的实数。并且，所述第一振荡电流的持续时间T2与所述振荡触发信号的脉宽T0满足下述关系：T2＝nT0/k，其中，n为大于或等于0的整数。由此，根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间包括：通过调整所述振荡触发信号来调整所述第一振荡电流的持续时间。
本领域技术人员应当理解，以上只是以第一振荡电流和第二振荡电流进行举例说明，本发明当然不限于此，还可以使用多于两种的振荡电流进行充电调控，例如，可以使用六种、十种、二十种不同频率的振荡电流进行充电调控。
本领域技术人员还应当理解，以上只是以基于锂离子电池的温度和SOC进行充电控制为例进行说明，本发明不限于此，也可以基于锂离子电池的其他状态参数，例如电压、内阻、尺寸、重量、类型、外观、结构、材质等，进行充电控制。并且，本发明的电化学阻抗谱的频率范围、SOC、温度的大小也不限于上述实施例所述的具体值，该具体值只是用于举例说明。本领域技术人员可以根据实际情况进行适当设置，例如，可以在100Hz～1000kHz频率范围内，SOC为30％的电化学阻抗谱曲线族中，过10℃电化学阻抗谱曲线与纵轴交点的平行横轴的直线确定第二振荡电流的频率范围。
【放电调控方法】
本发明的实施方式的对锂离子电池的放电过程进行调控的方法可以包括：监测所述锂离子电池的状态参数；根据所述监测到的状态参数确定锂离子电池的放电调控参数；锂离子电池通过利用该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所述锂离子电池以所述振荡电流的形式进行放电，即根据锂离子电池的状态参数将所述振荡电流提供至负载。即根据锂离子电池的状态参数使所述锂离子电池通过利用其自身阻抗特性构成的振荡回路以振荡电流的形式进行放电。
在本发明的一种实施方式中，如图22所示，本发明的实施方式的对锂离子电池的放电过程进行调控的方法可以包括：2210-监测所述锂离子电池的温度和SOC；2220-根据所述监测到的温度和SOC确定锂离子电池的放电调控参数，所述放电调控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；2230-根据所述放电调控参数使所述锂离子电池以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的第一振荡电流和第二振荡电流的形式进行放电，所述第一振荡电流的频率大于所述第二振荡电流的频率范围的上限。其中，根据所述监测到的温度和SOC确定锂离子电池的放电调控参数可以包括：从预先存储的各种温度和SOC下的放电调控参数集中查找出与所述监测到的温度和SOC对应的放电调控参数。
可选地，所述第二振荡电流的频率范围是根据所述锂离子电池的温度和SOC确定的。具体而言，根据所述锂离子电池的温度和SOC确定第二振荡电流的频率范围可包括：根据所述锂离子电池的不同温度和SOC下频率范围为0.01Hz～100kHz的电化学阻抗谱，如图12所示，在SOC＝90％的电化学阻抗谱的曲线族中，平行于横坐标轴且过-20℃电化学阻抗谱曲线与纵坐标轴交点的直线(A-B线)与各不同温度的电化学阻抗谱曲线在低频区的相交点对应的频率值为该温度下所述第二振荡电流的频率范围的下限fdd，如图6所示，在SOC＝10％的电化学阻抗谱的曲线族中，平行于横坐标轴且过0℃电化学阻抗谱曲线与纵坐标轴交点的直线(A-D线)在高频区与电化学阻抗谱曲线的相交点为所述第二振荡电流的频率范围的上限fg，由此，所述第二振荡电流的频率范围为fdd～fg。并且，所述第一振荡电流的持续时间T2与所述第二振荡电流的频率范围的上限fg满足下述关系：T2＝n/fg，其中，n为大于或等于0的整数。
并且，根据所述放电调控参数使所述锂离子电池以第一振荡电流和第二振荡电流的形式进行放电包括：根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间。具体地，作为选择，根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间包括：当所述锂离子电池最低表面温度大于或等于0℃时，使T2＝n/fg中n取值为0；当所述锂离子电池最低表面温度每降低10℃，则使T2＝n/fg中n的取值增加1。
作为选择，用于触发产生所述第一振荡电流和第二振荡电流的振荡回路的振荡触发信号的脉宽T0与所述第二振荡电流的频率范围的上限fg满足下述关系：T0＝k/fg，k为大于0且小于或等于1的实数。那么，所述第一振荡电流的持续时间T2与所述振荡触发信号的脉宽T0满足下述关系：T2＝nT0/k，其中，n为大于或等于0的整数。由此，根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间可以包括：通过调整所述振荡触发信号来调整所述第一振荡电流的持续时间。
本领域技术人员应当理解，以上只是以第一振荡电流和第二振荡电流进行举例说明，本发明当然不限于此，还可以使用多于两种的振荡电流进行放电调控，例如，可以使用六种、十种、二十种不同频率的振荡电流进行放电调控。
本领域技术人员还应当理解，以上只是以基于锂离子电池的温度和SOC进行放电控制为例进行说明，本发明不限于此，也可以基于锂离子电池的其他状态参数，例如电压、内阻、尺寸、重量、类型、外观、结构、材质等，进行放电控制。并且，本发明的电化学阻抗谱的频率范围、SOC、温度的大小也不限于上述实施例所述的具体值，该具体值只是用于举例说明。本领域技术人员可以根据实际情况进行适当设置，例如，可以在100Hz～1000kHz频率范围内，SOC为30％的电化学阻抗谱曲线族中，过10℃电化学阻抗谱曲线与纵轴交点的平行横轴的直线确定第二振荡电流的频率范围的上限；SOC为100％的电化学阻抗谱曲线族中，过-40℃电化学阻抗谱曲线与纵轴交点的平行横轴的直线确定第二振荡电流的频率范围的下限。
实施例10
A:利用锂离子电池自身的阻抗特性，按照实施例1-9中的任意一个构建锂离子电池或电池组变频触发振荡充放电回路。
B:按照图23所示的方法确定锂离子电池高占空比中频双向振荡充电电流频率范围下限，具体包括：
S21、采用电化学工作站测试锂离子电池不同温度和SOC下频率范围为0.01Hz～100kHz的电化学阻抗谱；
S22、在SOC＝10％的电化学阻抗谱曲线中画一条平行于横坐标且过0℃电化学阻抗谱与纵坐标交点的直线(如图6中的A-D线)，所有温度小于0℃的阻抗谱线与该平行线在低频区的相交点所对应的频率值fcd，即为该温度下所对应锂离子电池振荡充电触发频率的下限。例如：图6中-10℃阻抗谱线与平行线A-D的交点B所对应的fcd1＝2.3Hz,-20℃阻抗谱线与平行线A-D的交点C所对应的fcd2＝10Hz，表明温度在-10℃和-20℃条件下，该锂离子电池的高占空比中频双向振荡充电触发频率的下限分别为2.3Hz和10Hz。
C:按照图24所示的方法确定锂离子电池中频双向振荡放电电流频率范围下限的步骤包括：
S31、采用电化学工作站测试锂离子电池不同温度和SOC下频率范围为0.01Hz～100kHz的电化学阻抗谱；
S32、在SOC＝90％的电化学阻抗谱曲线族中画一条平行于横坐标且过-20℃电化学阻抗谱与纵坐标交点的直线(如图12中的A-B线)，所有温度小于-20℃的阻抗谱线与该平行线在低频区的相交点所对应的频率值fdd，即为该温度下所对应锂离子电池振荡放电触发频率的下限。例如：图12中-30℃阻抗谱线与平行线A-B的交点B所对应的fdd＝0.6Hz，表明在-30℃条件下该锂离子电池振荡放电触发频率需大于0.6Hz。
D:按照图25所示的方法确定锂离子电池中频双向振荡充放电电流频率范围上限的步骤包括：
S21、采用电化学工作站测试锂离子电池不同温度和SOC下频率范围为0.01Hz～100kHz的电化学阻抗谱；
S41、在电化学阻抗谱曲线族中画一条平行于横坐标且过0℃电化学阻抗谱与纵坐标交点的直线(如图6中的A-D线)，该平行线在高频区的相交点所对应的频率值fg，即为所述锂离子电池高占空比中频双向振荡充放电电流频率范围上限。如图6中阻抗谱线与平行线A-D的交点D所对应的fg＝7KHz,即该锂离子电池高占空比中频双向振荡充放电电流频率范围上限为7kHz。
E:确定锂离子电池内加热高频振荡电流频率下限的步骤包括：锂离子电池内加热高频振荡电流的频率应大于或等于由步骤S41确定的fg。
F:确定振荡触发信号脉宽T0的依据的步骤包括：振荡触发信号脉宽T0与步骤S41确定的fg关系为:T0＝1/2fg。
G:确定锂离子电池内加热高频振荡持续时间T2的步骤包括：锂离子电池内加热高频振荡持续时间T2由关系T2＝2nT0确定，其中n为大于或等于0的整数，当锂离子电池最低表面温度≥0℃时，n＝0，当锂离子电池最低表面温度介于0℃～-10℃时，n＝1，当锂离子电池最低表面温度介于-10℃～-20℃时，n＝2，当锂离子电池最低表面温度介于-20℃～-30℃时，n＝3，以此类推锂离子电池最低表面温度每降低10℃，n增加1。
H:在锂离子电池低温条件下，调节中频双向振荡充电最大电流幅值Id依据的步骤包括：充电最大电流幅值Id受电池充电电压上限制约，当电池表面温度大于或等于0℃时，充电电压上限即为常温下的锂离子电池的充电电压上限当电池表面小于0℃时，充电电压上限应适当降低，其值为T的取值范围0℃～-30℃，以防止低温充电析锂。在充电过程中由BMS或触发控制器调整Id，使电池端电压
在一种可选实施方式中，按步骤S21、S22及S41确定的锂离子电池高占空比中频双向振荡充电电流频率范围、按F所述的方法确定振荡触发信号脉宽T0、按G所述的方法确定的高频振荡持续时间T2、按H所述的方法确定充电电流幅值Id，上述数据均储存于BMS或触发控制器中。根据本实施例的锂离子电池变频触发振荡充放电调控方法，对锂离子电池实施充电包括如下步骤：
在充电开始前，由BMS或触发控制器测量电池电压、温度，根据电池当前的SOC，并根据所储存的高占空比中频双向振荡充电电流频率范围、振荡触发信号脉宽T0、高频振荡持续时间T2，充电电流幅值Id，启动充电；例如，如果电池表面温度大于0℃，则以中频双向振荡充电，如果电池表面温度小于0℃，则以高频振荡电流进行内加热以提升电池温度。
在充电过程中，BMS或触发控制器实时测量电池电压、温度，随着电池温度的升高、SOC的增大，BMS或触发控制器通过调控振荡触发器K，按G所述的方法减小高频振荡持续时间T2，按H所述的方法增大充电电流幅值Id，加速充电；
当最低锂离子电池表面温度大于0℃后，保持高频振荡持续时间T2不变电，继续增大充电电流幅值Id，当电池端电压达到后，减小Id，直到满足充电结束条件。
在另一种可选实施方式中，按步骤S31、S32及S41确定的锂离子电池高占空比中频双向振荡放电电流频率范围、按F所述的方法确定振荡触发信号脉宽T0、按G所述的方法确定的高频振荡持续时间T2，上述数据均储存于BMS或触发控制器中。根据本实施例的锂离子电池变频触发振荡充放电调控方法，锂离子电池放电时，可延长循环寿命，包括如下步骤：
在放电开始前，由BMS或触发控制器测量电池电压、温度，根据电池当前的SOC，并根据所储存的高占空比中频双向振荡放电电流频率范围、振荡触发信号脉宽T0、高频振荡持续时间T2，启动放电；
在放电过程中，BMS或触发控制器实时测量电池电压、温度，随着电池温度和SOC的改变，BMS或触发控制器通过调控振荡触发器K，按G所述的方法改变高频振荡持续时间T2。
【控制装置】
根据本发明的一种实施方式，提供了一种用于锂离子电池充电调控的控制装置，所述控制装置包括：
存储器，所述存储器上存储有计算机可读指令(或程序)和数据；
处理器，所述处理器执行所述计算机可读指令(或程序)以执行上面充电调控方法那部分所述的部分或全部操作(或处理或步骤)。
根据本发明的另一种实施方式，提供了一种用于锂离子电池放电调控的控制装置，所述控制装置包括：
存储器，所述存储器上存储有计算机可读指令(或程序)和数据；
处理器，所述处理器执行所述计算机可读指令(或程序)以执行根据上面放电调控方法那部分所述的方法的部分或全部操作(或处理或步骤)。
在本发明的其他可选实施方式中，提出了一种用于锂离子电池充放电调控的控制装置，所述控制装置包括：
存储器，所述存储器上存储有计算机可读指令(或程序)和数据；
处理器，所述处理器执行所述计算机可读指令(或程序)以执行根据上面充电调控方法和放电调控方法那部分所述的方法的部分或全部操作(或处理或步骤)。
可选地，本发明各个实施例或实施方式所述的控制装置可以是BMS或触发控制器，也可以是其他包含微控制器、数字处理器、单片机等的设备或装置。
【制造方法】
充电系统的制造方法
本法明的实施方式提供了一种用于制造锂离子电池充电系统的方法包括：提供第一充电装置；提供锂离子电池；在所述第一充电装置与所述锂离子电池之间设置变频触发振荡充电装置。其中，所述变频触发振荡充电装置利用所述锂离子电池阻抗特性构成振荡回路以产生振荡电流。例如，所述变频触发振荡充电装置利用所述锂离子电池阻抗特性，构成振荡回路，触发振荡回路，形成至少两种振荡电流；其中，所述变频触发振荡充电装置使用所述至少两种振荡电流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。
在本发明的一种可选实施方式中，在所述第一充电装置与所述锂离子电池之间设置变频触发振荡充电装置包括：提供储能续流单元，使所述储能续流单元与所述第一充电装置并联；提供振荡单元，该振荡单元与所述锂离子电池并联以形成所述振荡回路；以及提供振荡触发器，使所述振荡触发器连接在所述储能续流单元和振荡单元之间。其中，所述振荡触发器触发所述振荡回路产生所述振荡电流。
在本发明的另一种可选实施方式中，在所述第一充电装置与所述锂离子电池之间设置变频触发振荡充电装置包括：提供储能续流单元，使所述储能续流单元与所述第一充电装置并联；提供与所述储能续流单元串联的振荡单元，使所述串联的储能续流单元和振荡单元与所述锂离子电池串联以形成所述振荡回路；以及提供振荡触发器，使所述振荡触发器与所述振荡单元并联。其中，所述振荡触发器触发所述振荡回路产生所述振荡电流。
进一步地，所述方法可还包括：提供控制装置，所述控制装置根据所述锂离子电池的状态参数控制所述变频触发振荡充电装置向所述锂离子电池供给振荡电流，例如，供给所述至少两种振荡电流。其中，具体的控制方法与上述各种实施方式描述的相同，在此不再重复。
放电系统的制造方法
本发明的实施方式提供了一种用于制造锂离子电池放电系统的方法，包括：提供锂离子电池；在负载与所述锂离子电池之间设置变频触发振荡放电装置。其中，所述变频触发振荡放电装置利用所述锂离子电池阻抗特性构成振荡回路以产生振荡电流。例如，所述变频触发振荡放电装置利用所述锂离子电池阻抗特性，构成振荡回路，触发振荡回路，形成至少两种振荡电流；其中，所述变频触发振荡放电装置使所述锂离子电池以所述至少两种振荡电流的形式进行放电；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。
在本发明的一种可实施方式中，在负载与所述锂离子电池之间设置变频触发振荡放电装置包括：提供储能续流单元，使所述储能续流单元与所述负载并联；提供振荡单元，该振荡单元与所述锂离子电池并联以形成所述振荡回路；以及提供振荡触发器，所述振荡触发器连接在所述储能续流单元和振荡单元之间。其中，所述振荡触发器触发所述振荡回路产生所述振荡电流。
在本发明的另一种可实施方式中，在负载与所述锂离子电池之间设置变频触发振荡放电装置包括：提供储能续流单元，使所述储能续流单元与负载并联；提供与所述储能续流单元串联的振荡单元，将所述串联的储能续流单元和振荡单元与所述锂离子电池串联以形成所述振荡回路；以及提供振荡触发器，使所述振荡触发器与所述振荡单元并联。其中，所述振荡触发器触发所述振荡回路产生所述振荡电流。
进一步地，所述方法可还包括：提供控制装置，所述控制装置根据所述锂离子电池的状态参数控制所述变频触发振荡放电装置使所述锂离子电池以所述振荡电流的形式进行放电，例如，以所述至少两种振荡电流的形式进行放电。其中，具体的控制方法与上述各种实施方式描述的相同，在此不再重复。
此外，根据上述充电系统的制造方法和放电系统的制造方法，还可以用于制造本发明实施方式的锂离子电池的充放电系统。
【应用效果】
采用本发明所提供的锂离子电池变频触发振荡充放电方法及其调控方法及装置，无需更改负载结构，达到等同于锂离子电池直流放电的效果，可降低电池放电温升，延长电池循环寿命。
下面结合三组应用例及附图对本发明做进一步描述。
应用例1
本例中以一款应用于电动SUV(Sport Utility Vehicle，是指运动型多用途汽车)乘用车的三元锂离子电池组在-25℃低温环境下充电为例进行说明。该电池组由31Ah/3.7V三元锂离子电池4并92串构成。
将SOC＝10％的单体31Ah/3.7V三元锂离子电池分别在温度25℃、0℃、-10℃、-25℃环境下放置24h，然后利用电化学工作站测量每个温度下频率范围0.01Hz～100kHz的电化学阻抗谱，如图26a～26d所示。
按照上面B、D所述的方法确定-25℃中频双向振荡充电频率范围为：11Hz～7kHz，按照上面E所述的方法确定-25℃高频振荡频率为：≥7kHz；按照上面B、D所述的方法确定-10℃的中频双向振荡充电频率范围为：5Hz～7kHz，按照上面E所述的方法确定-10℃的高频振荡频率为：≥7kHz，如图27a和27b所示。从而，确定-25℃的初始充电中频双向振荡充电频率为250Hz，高频振荡频率为10kHz。
按照上面F所述的方法确定振荡触发信号脉宽T0为50μs。
按照上面G所述的方法确定初始高频振荡持续时间T2为400μs。
按照上面H所述的方法确定-25℃环境下起始充电电压上限值为3.95V，中频双向振荡充电电流幅值Id由BMS调整为37.2A。
根据本发明的实施例3构建电池组变频触发振荡充电回路，如图28所示，图28中电容器C1为储能续流单元，电容器C2为振荡单元，振荡触发器K为MOSFET。取直流充电电流纹波系数为10％范围，可以得出C1＝150μF，C2＝20μF。
将锂离子电池组搁置在-25℃环境下直到电池表面温度达到-25℃后再持续8小时，按照上述的充电方法或充电调控方法对锂离子电池组在-25℃低温环境下实施充电。
图29为通过图28中分流器的电流波形，表明250Hz振荡触发后，第1个触发振荡的反向电流与触发前的正向充电电流形成一个双向振荡电流，紧接着10kHz的高频触发，形成高频振荡的内加热电流。
充电结束后电池表面温度从-25℃升高到8℃，充电时间为7000秒，充入电量为标称容量的95％，充电过程的温升如图30所示。即增加了锂离子电池的充电量，提高了充电效率，并且有效控制了电池内部温升，拓宽了锂离子电池的温度引用范围。
应用例2
根据上述的充电方法或充电调控方法对31Ah/3.7V三元锂离子单体电池在25℃常温环境下实施1C振荡充电，并进行直流1C放电循环试验，充电上限电压提高为4.3V，连接方法如图31a所示。为作对比，另用同批次、同规格的一个31Ah/3.7V三元锂离子单体电池采用常规恒流/恒压1C充电、1C放电循环，连接方法如图31b所示。双向中频振荡正向电流幅值Id＝31A、反向电流幅值Iz＝130A、中频双向振荡充电周期T3＝10ms，触发脉宽T0＝25μs，如图32a和32b所示。试验结果如图33a和33b所示，采用振荡充电的锂离子电池明显循环次数增加，温升小，表明采用本发明的振荡充电技术，可提高充电阈值电压，增加充电电量，与常规直流方法对比，可显著提高锂离子电池的循环性能。
应用例3
对31Ah/3.7V三元锂离子单体电池在25℃常温环境下实施直流1C充电，按照上述的放电方法或放电调控方法进行1C振荡放电循环试验，充电上限电压为4.2V，放电下限电压为3.0V，连接方法如图34a所示。为作对比，另用同批次、同规格的一个31Ah/3.7V三元锂离子单体电池采用常规恒流/恒压1C充电、1C放电循环，连接方法如图34b所示。振荡条件与应用例2相同。试验结果如图35a和35b所示，采用振荡放电的锂离子电池明显循环次数增加、温升小，表明采用本发明的振荡放电技术，与常规直流放电方法对比，可显著提高锂离子电池的循环性能。
综上所述，根据本发明提出的锂离子充放电方法、系统以及装置，通过将变频触发振荡充放电装置连接于锂离子电池或电池组和常规充电装置/负载之间，其目的是使常规充电装置/负载端的充放电电流为直流电流，而锂离子电池充放电电流为交替的高占空比中频双向振荡电流和高频振荡电流，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。
根据本发明的实施方式，可采用常规充电装置，并对锂离子电池实施交替的高占空比中频双向振荡电流和高频振荡电流充电。在低温充电时，不必增设电池外加热装置或低温预加热措施，可进行锂离子电池均匀内加热的无损伤快速充电。在常温充电时，可降低电池温升，提高充电效率，延长电池循环寿命。并且，无需更改负载结构，达到等同于锂离子电池直流放电的效果，可降低电池放电温升，延长电池循环寿命。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件结合硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、单片机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本领技术人员应当理解，以上所公开的仅为本发明的实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，依本发明实施方式所作的等同变化，仍落入本发明权利要求所涵盖的范围内。

Claims (66)

1.一种用于对锂离子电池进行充电的方法，其特征在于，所述方法包括：
通过连接在第一充电装置与锂离子电池之间的变频触发振荡充电装置与该锂离子电池自身的阻抗特性构成振荡回路以产生至少两种振荡电流，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的频率；
根据锂离子电池的状态参数使用所述至少两种振荡电流对所述锂离子电池进行充电；
其中，所述至少两种振荡电流至少包括第一振荡电流和第二振荡电流，所述第一振荡电流的频率高于所述第二振荡电流的频率；
并且，所述根据锂离子电池的状态参数使用所述至少两种振荡电流对所述锂离子电池进行充电包括：
根据所述锂离子电池的温度和荷电状态SOC确定充电参数，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和充电电流幅值，
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，所述第二振荡电流的频率范围是根据所述锂离子电池的温度和SOC通过如下方式确定的：
根据所述锂离子电池的不同温度和SOC下预定频率范围的电化学阻抗谱，
在SOC为第一值的不同温度电化学阻抗谱的曲线族中，平行于横坐标轴且过第一温度电化学阻抗谱曲线与纵坐标轴交点的直线与各不同温度的电化学阻抗谱曲线在低频区的相交点对应的频率值为该温度下所述第二振荡电流的频率范围的下限fcd，所述直线在高频区与电化学阻抗谱曲线的相交点为所述第二振荡电流的频率范围的上限fg，
所述第二振荡电流的频率范围为fcd～fg。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述锂离子电池的温度和SOC确定充电参数包括：
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。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，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。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一振荡电流的持续时间与所述第二振荡电流的频率范围的上限fg满足下述关系：T2＝n/fg，
其中，T2表示所述第一振荡电流的持续时间，n为大于或等于0的整数。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，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包括：
根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间，并增加所述充电电流幅值；
当所述锂离子电池的表面温度大于第一温度后，保持所述第一振荡电流的持续时间不变，增大所述充电电流幅值；
当所述锂离子电池的端电压达到充电电压上限后，减小所述充电电流幅值，直至充电结束。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间包括：
当所述锂离子电池最低表面温度大于或等于第一温度时，使T2＝n/fg中n取值为0；当所述锂离子电池最低表面温度每降低预定温度，则使T2＝n/fg中n的取值增加1。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，用于触发产生所述第一振荡电流和第二振荡电流的振荡回路的振荡触发信号的脉宽与所述第二振荡电流的频率范围的上限fg满足下述关系：T0＝k/fg，
其中，T0表示所述振荡触发信号的脉宽，k为大于0且小于或等于1的实数。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一振荡电流的持续时间T2与所述振荡触发信号的脉宽T0满足下述关系：T2＝nT0/k，
其中，n为大于或等于0的整数。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间包括：
通过调整所述振荡触发信号来调整所述第一振荡电流的持续时间。
10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，
所述预定频率范围为0Hz～1000kHz；
所述第一值的取值范围为0～100％；
所述第一温度的取值范围为-70℃～100℃；
预定温度为10℃。
11.一种使锂离子电池进行放电的方法，其特征在于，所述方法包括：
通过连接在负载与锂离子电池之间的变频触发振荡放电装置与该锂离子电池自身的阻抗特性构成振荡回路以产生至少两种振荡电流，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的频率；
根据锂离子电池的状态参数使所述锂离子电池以所述至少两种振荡电流的形式进行放电；
其中，所述至少两种振荡电流至少包括第一振荡电流和第二振荡电流，所述第一振荡电流的频率高于所述第二振荡电流的频率；
并且，所述根据锂离子电池的状态参数使所述锂离子电池以所述至少两种振荡电流的形式进行放电包括：
根据所述锂离子电池的温度和荷电状态SOC确定放电参数，所述放电参数包括第二振荡电流的频率范围和第一振荡电流的持续时间，
基于所述放电参数使所述锂离子电池以第一振荡电流和第二振荡电流的形式进行放电；
其中，所述第二振荡电流的频率范围是根据所述锂离子电池的温度和SOC通过如下方式确定的：
根据所述锂离子电池的不同温度和SOC下预定频率范围的电化学阻抗谱，
在SOC为第二值的不同温度电化学阻抗谱的曲线族中，平行于横坐标轴且过第二温度的电化学阻抗谱曲线与纵坐标轴交点的直线与各不同温度的电化学阻抗谱曲线在低频区的相交点对应的频率值为该温度下所述第二振荡电流的频率范围的下限fdd，
在SOC为小于第二值的第一值的不同温度电化学阻抗谱的曲线族中，平行于横坐标轴且过大于第二温度的第一温度的电化学阻抗谱曲线与纵坐标轴交点的直线在高频区与电化学阻抗谱曲线的相交点为所述第二振荡电流的频率范围的上限fg，
所述第二振荡电流的频率范围为fdd～fg。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，根据所述锂离子电池的温度和SOC确定放电参数包括：
从预先存储的各种温度和SOC下的放电参数集中查找出与所述锂离子电池的温度和SOC对应的放电参数。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，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。
14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一振荡电流的持续时间与所述第二振荡电流的频率范围的上限fg满足下述关系：T2＝n/fg，
其中，T2表示所述第一振荡电流的持续时间，n为大于或等于0的整数。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，基于所述放电参数使所述锂离子电池以第一振荡电流和第二振荡电流的形式进行放电包括：
根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间包括：
当所述锂离子电池最低表面温度大于或等于第一温度时，使T2＝n/fg中n取值为0；当所述锂离子电池最低表面温度每降低预定温度，则使T2＝n/fg中n的取值增加1。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，用于触发产生所述第一振荡电流和第二振荡电流的振荡回路的振荡触发信号的脉宽与所述第二振荡电流的频率范围的上限fg满足下述关系：T0＝k/fg，
其中，T0表示所述振荡触发信号的脉宽，k为大于0且小于或等于1的实数。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述第一振荡电流的持续时间T2与所述振荡触发信号的脉宽T0满足下述关系：T2＝nT0/k，
其中，n为大于或等于0的整数。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间包括：
通过调整所述振荡触发信号来调整所述第一振荡电流的持续时间。
20.如权利要求16所述的方法，其特征在于，
所述预定频率范围为0Hz～1000kHz；
所述第一值、第二值的取值范围为0～100％，第二值大于第一值；
所述第一温度、第二温度的取值范围为-70℃～100℃，第二温度小于第一温度；
预定温度为10℃。
21.一种对锂离子电池的充电过程进行调控的方法，其特征在于，所述方法包括：
监测锂离子电池的状态参数；
根据监测到的状态参数确定锂离子电池的充电调控参数；
通过连接在第一充电装置与锂离子电池之间的变频触发振荡充电装置与该锂离子电池自身的阻抗特性构成振荡回路以产生至少两种振荡电流，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的频率；
根据所述确定的充电调控参数对所述锂离子电池供给所述至少两种振荡电流；
其中，所述至少两种振荡电流至少包括第一振荡电流和第二振荡电流，所述第一振荡电流的频率高于所述第二振荡电流的频率；
并且，所述充电调控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和充电电流幅值；
其中，所述第二振荡电流的频率范围是根据所述锂离子电池的温度和荷电状态SOC通过如下方式确定的：
根据所述锂离子电池的不同温度和SOC下预定频率范围的电化学阻抗谱，
在SOC为第一值的不同温度电化学阻抗谱的曲线族中，平行于横坐标轴且过第一温度的电化学阻抗谱曲线与纵坐标轴交点的直线与各不同温度的电化学阻抗谱曲线在低频区的相交点对应的频率值为该温度下所述第二振荡电流的频率范围的下限fcd，所述直线在高频区与电化学阻抗谱曲线的相交点为所述第二振荡电流的频率范围的上限fg，
所述第二振荡电流的频率范围为fcd～fg。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，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。
23.如权利要求21所述的方法，其特征在于，根据监测到的状态参数确定充电调控参数包括：
从预先存储的各种温度和SOC下的充电调控参数集中查找出与所述监测到的温度和SOC对应的充电调控参数。
24.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述第一振荡电流的持续时间与所述第二振荡电流的频率范围的上限fg满足下述关系：T2＝n/fg，
其中，T2表示所述第一振荡电流的持续时间，n为大于或等于0的整数。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，根据所述确定的充电调控参数对所述锂离子电池供给所述至少两种振荡电流包括：
根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间，并增加所述充电电流幅值；
当所述锂离子电池的表面温度大于第一温度后，保持所述第一振荡电流的持续时间不变，增大所述充电电流幅值；
当所述锂离子电池的端电压达到充电电压上限后，减小所述充电电流幅值，直至充电结束。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间包括：
当所述锂离子电池最低表面温度大于或等于第一温度时，使T2＝n/fg中n取值为0；当所述锂离子电池最低表面温度每降低预定温度，则使T2＝n/fg中n的取值增加1。
27.如权利要求25所述的方法，其特征在于，用于触发产生所述第一振荡电流和第二振荡电流的振荡回路的振荡触发信号的脉宽与所述第二振荡电流的频率范围的上限fg满足下述关系：T0＝k/fg，
其中，T0表示所述振荡触发信号的脉宽，k为大于0且小于或等于1的实数。
28.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述第一振荡电流的持续时间T2与所述振荡触发信号的脉宽T0满足下述关系：T2＝nT0/k，
其中，n为大于或等于0的整数。
29.如权利要求28所述的方法，其特征在于，根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间包括：
通过调整所述振荡触发信号来调整所述第一振荡电流的持续时间。
30.如权利要求26所述的方法，其特征在于，
所述预定频率范围为0Hz～1000kHz；
所述第一值的取值范围为0～100％；
所述第一温度的取值范围为-70℃～100℃；
预定温度为10℃。
31.一种对锂离子电池的放电过程进行调控的方法，其特征在于，所述方法包括：
监测所述锂离子电池的状态参数；
根据所述监测到的状态参数确定锂离子电池的放电调控参数；
通过连接在负载与锂离子电池之间的变频触发振荡放电装置与该锂离子电池自身的阻抗特性构成振荡回路以产生至少两种振荡电流，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的频率；
根据所述放电调控参数使所述锂离子电池以所述至少两种振荡电流的形式进行放电；
其中，所述至少两种振荡电流至少包括第一振荡电流和第二振荡电流，所述第一振荡电流的频率高于所述第二振荡电流的频率；
并且，所述放电调控参数包括第二振荡电流的频率范围和第一振荡电流的持续时间；
其中，所述第二振荡电流的频率范围是根据所述锂离子电池的温度和荷电状态SOC通过如下方式确定的：
根据所述锂离子电池的不同温度和SOC下预定频率范围为的电化学阻抗谱，
在SOC为第二值的不同温度电化学阻抗谱的曲线族中，平行于横坐标轴且过第二温度的电化学阻抗谱曲线与纵坐标轴交点的直线与各不同温度的电化学阻抗谱曲线在低频区的相交点对应的频率值为该温度下所述第二振荡电流的频率范围的下限fdd，
在SOC为小于第二值的第一值的不同温度电化学阻抗谱的曲线族中，平行于横坐标轴且过大于第二温度的第一温度的电化学阻抗谱曲线与纵坐标轴交点的直线在高频区与电化学阻抗谱曲线的相交点为所述第二振荡电流的频率范围的上限fg，
所述第二振荡电流的频率范围为fdd～fg。
32.如权利要求31所述的方法，其特征在于，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。
33.如权利要求31所述的方法，其特征在于，根据所述监测到的状态参数确定锂离子电池的放电调控参数包括：
从预先存储的各种温度和SOC下的放电调控参数集中查找出与所述监测到的温度和SOC对应的放电调控参数。
34.如权利要求31所述的方法，其特征在于，所述第一振荡电流的持续时间与所述第二振荡电流的频率范围的上限fg满足下述关系：T2＝n/fg，
其中，T2表示所述第一振荡电流的持续时间，n为大于或等于0的整数。
35.如权利要求34所述的方法，其特征在于，根据所述放电调控参数使所述锂离子电池以所述至少两种振荡电流的形式进行放电包括：
根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间。
36.如权利要求35所述的方法，其特征在于，根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间包括：
当所述锂离子电池最低表面温度大于或等于第一温度时，使T2＝n/fg中n取值为0；当所述锂离子电池最低表面温度每降低预定温度，则使T2＝n/fg中n的取值增加1。
37.如权利要求35所述的方法，其特征在于，用于触发产生所述第一振荡电流和第二振荡电流的振荡回路的振荡触发信号的脉宽与所述第二振荡电流的频率范围的上限fg满足下述关系：T0＝k/fg，
其中，T0表示所述振荡触发信号的脉宽，k为大于0且小于或等于1的实数。
38.如权利要求37所述的方法，其特征在于，所述第一振荡电流的持续时间T2与所述振荡触发信号的脉宽T0满足下述关系：T2＝nT0/k，
其中，n为大于或等于0的整数。
39.如权利要求38所述的方法，其特征在于，根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间包括：
通过调整所述振荡触发信号来调整所述第一振荡电流的持续时间。
40.如权利要求36所述的方法，其特征在于，
所述预定频率范围为0Hz～1000kHz；
所述第一值、第二值的取值范围为0～100％，第二值大于第一值；
所述第一温度、第二温度的取值范围为-70℃～100℃，第二温度小于第一温度；
预定温度为10℃。
41.一种用于对锂离子电池充电的系统，其特征在于，所述系统包括第一充电装置和连接在第一充电装置与锂离子电池之间的变频触发振荡充电装置，
其中，所述变频触发振荡充电装置与所述锂离子电池自身的阻抗特性构成振荡回路以产生至少两种振荡电流，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的频率；
其中，所述系统还包括控制装置，所述控制装置根据所述锂离子电池的状态参数控制所述变频触发振荡充电装置向所述锂离子电池供给所述至少两种振荡电流；
其中，所述至少两种振荡电流至少包括第一振荡电流和第二振荡电流，所述第一振荡电流的频率高于所述第二振荡电流的频率；
并且，所述控制装置根据所述锂离子电池的状态参数控制所述变频触发振荡充电装置向所述锂离子电池供给所述至少两种振荡电流包括：根据所述锂离子电池的温度和荷电状态SOC确定充电参数，基于所述充电参数对所述锂离子电池供给所述第一振荡电流和第二振荡电流；
其中，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和充电电流幅值；
并且，所述第二振荡电流的频率范围是根据所述锂离子电池的温度和SOC通过如下方式确定的：
根据所述锂离子电池的不同温度和SOC下预定频率范围的电化学阻抗谱，
在SOC为第一值的不同温度电化学阻抗谱的曲线族中，平行于横坐标轴且过第一温度的电化学阻抗谱曲线与纵坐标轴交点的直线与各不同温度的电化学阻抗谱曲线在低频区的相交点对应的频率值为该温度下所述第二振荡电流的频率范围的下限fcd，所述直线在高频区与电化学阻抗谱曲线的相交点为所述第二振荡电流的频率范围的上限fg，
所述第二振荡电流的频率范围为fcd～fg。
42.如权利要求41所述的系统，其特征在于，所述变频触发振荡充电装置包括：
与所述第一充电装置并联的储能续流单元，
与所述锂离子电池并联以形成所述振荡回路的振荡单元，以及
连接在所述储能续流单元和振荡单元之间的振荡触发器；
其中，所述振荡触发器触发所述振荡回路产生所述至少两种振荡电流。
43.如权利要求41所述的系统，其特征在于，所述变频触发振荡充电装置包括：
与所述第一充电装置并联的储能续流单元，
与所述储能续流单元串联的振荡单元，所述串联的储能续流单元和振荡单元与所述锂离子电池串联以形成所述振荡回路，以及
与所述振荡单元并联的振荡触发器；
其中，所述振荡触发器触发所述振荡回路产生所述至少两种振荡电流。
44.如权利要求41所述的系统，其特征在于，所述控制装置根据所述锂离子电池的温度和SOC确定充电参数包括：
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。
45.如权利要求41所述的系统，其特征在于，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。
46.如权利要求42或43所述的系统，其特征在于，所述第一振荡电流的持续时间与所述第二振荡电流的频率范围的上限fg满足下述关系：T2＝n/fg，
其中，T2表示所述第一振荡电流的持续时间，n为大于或等于0的整数。
47.如权利要求46所述的系统，其特征在于，所述控制装置根据所述锂离子电池的温度和SOC控制所述变频触发振荡充电装置向所述锂离子电池供给第一振荡电流和第二振荡电流包括：
根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间，并增加所述充电电流幅值；
当所述锂离子电池的表面温度大于第一温度后，保持所述第一振荡电流的持续时间不变，增大所述充电电流幅值；
当所述锂离子电池的端电压达到充电电压上限后，减小所述充电电流幅值，直至充电结束。
48.如权利要求47所述的系统，其特征在于，所述控制装置根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间包括：
当所述锂离子电池最低表面温度大于或等于第一温度时，使T2＝n/fg中n取值为0；当所述锂离子电池最低表面温度每降低预定温度，则使T2＝n/fg中n的取值增加1。
49.如权利要求47所述的系统，其特征在于，所述振荡触发器的振荡触发信号的脉宽与所述第二振荡电流的频率范围的上限fg满足下述关系：T0＝k/fg，
其中，T0表示所述振荡触发信号的脉宽，k为大于0且小于或等于1的实数。
50.如权利要求49所述的系统，其特征在于，所述第一振荡电流的持续时间T2与所述振荡触发信号的脉宽T0满足下述关系：T2＝nT0/k，
其中，n为大于或等于0的整数。
51.如权利要求50所述的系统，其特征在于，所述控制装置根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间包括：
通过调整所述振荡触发信号来调整所述第一振荡电流的持续时间。
52.如权利要求48所述的系统，其特征在于，
所述预定频率范围为0Hz～1000kHz；
所述第一值的取值范围为0～100％；
所述第一温度的取值范围为-70℃～100℃；
预定温度为10℃。
53.一种用于锂离子电池放电的系统，其特征在于，所述系统包括连接在负载与锂离子电池之间的变频触发振荡放电装置，
其中，所述变频触发振荡放电装置通过与锂离子电池自身的阻抗特性构成振荡回路以产生至少两种振荡电流，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的频率；
其中，所述系统还包括控制装置，所述控制装置根据所述锂离子电池的状态参数控制所述变频触发振荡放电装置使所述锂离子电池以所述至少两种振荡电流的形式进行放电；
其中，所述至少两种振荡电流至少包括第一振荡电流和第二振荡电流，所述第一振荡电流的频率高于所述第二振荡电流的频率；
并且，所述控制装置根据所述锂离子电池的状态参数控制所述变频触发振荡放电装置使所述锂离子电池以所述至少两种振荡电流的形式进行放电包括：根据所述锂离子电池的温度和SOC确定放电参数，基于所述放电参数使所述锂离子电池以第一振荡电流和第二振荡电流的形式进行放电；
其中，所述放电参数包括第二振荡电流的频率范围和第一振荡电流的持续时间；
并且，所述第二振荡电流的频率范围是根据所述锂离子电池的温度和SOC通过如下方式确定的：
根据所述锂离子电池的不同温度和SOC下预定频率范围的电化学阻抗谱，
在SOC为第二值的不同温度电化学阻抗谱的曲线族中，平行于横坐标轴且过第二温度的电化学阻抗谱曲线与纵坐标轴交点的直线与各不同温度的电化学阻抗谱曲线在低频区的相交点对应的频率值为该温度下所述第二振荡电流的频率范围的下限fdd，
在SOC为小于第二值的第一值的不同温度电化学阻抗谱的曲线族中，平行于横坐标轴且过大于第二温度的第一温度的电化学阻抗谱曲线与纵坐标轴交点的直线在高频区与电化学阻抗谱曲线的相交点为所述第二振荡电流的频率范围的上限fg，
所述第二振荡电流的频率范围为fdd～fg。
54.如权利要求53所述的系统，其特征在于，所述变频触发振荡放电装置包括：
与所述负载并联的储能续流单元，
与所述锂离子电池并联以形成所述振荡回路的振荡单元，以及
连接在所述储能续流单元和振荡单元之间的振荡触发器；
其中，所述振荡触发器触发所述振荡回路产生所述至少两种振荡电流。
55.如权利要求53所述的系统，其特征在于，所述变频触发振荡放电装置包括：
与负载并联的储能续流单元，
与所述储能续流单元串联的振荡单元，所述串联的储能续流单元和振荡单元与所述锂离子电池串联以形成所述振荡回路，以及
与所述振荡单元并联的振荡触发器；
其中，所述振荡触发器触发所述振荡回路产生所述至少两种振荡电流。
56.如权利要求53所述的系统，其特征在于，所述控制装置根据所述锂离子电池的温度和SOC确定放电参数包括：
从预先存储的各种温度和SOC下的放电参数集中查找出与所述锂离子电池的温度和SOC对应的放电参数。
57.如权利要求53所述的系统，其特征在于，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。
58.如权利要求54或55所述的系统，其特征在于，所述第一振荡电流的持续时间与所述第二振荡电流的频率范围的上限fg满足下述关系：T2＝n/fg，
其中，T2表示所述第一振荡电流的持续时间，n为大于或等于0的整数。
59.如权利要求58所述的系统，其特征在于，所述控制装置基于所述放电参数控制所述变频触发振荡放电装置使所述锂离子电池以第一振荡电流和第二振荡电流的形式进行放电包括：
根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间。
60.如权利要求59所述的系统，其特征在于，所述控制装置根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间包括：
当所述锂离子电池最低表面温度大于或等于第一温度时，使T2＝n/fg中n取值为0；当所述锂离子电池最低表面温度每降低预定温度，则使T2＝n/fg中n的取值增加1。
61.如权利要求59所述的系统，其特征在于，所述振荡触发器的振荡触发信号的脉宽与所述第二振荡电流的频率范围的上限fg满足下述关系：T0＝k/fg，
其中，T0表示所述振荡触发信号的脉宽，k为大于0且小于或等于1的实数。
62.如权利要求61所述的系统，其特征在于，所述第一振荡电流的持续时间T2与所述振荡触发信号的脉宽T0满足下述关系：T2＝nT0/k，
其中，n为大于或等于0的整数。
63.如权利要求62所述的系统，其特征在于，所述控制装置根据所述锂离子电池的表面温度调整所述第一振荡电流的持续时间包括：
通过调整所述振荡触发信号来调整所述第一振荡电流的持续时间。
64.如权利要求60所述的系统，其特征在于，
所述预定频率范围为0Hz～1000kHz；
所述第一值、第二值的取值范围为0～100％，第二值大于第一值；
所述第一温度、第二温度的取值范围为-70℃～100℃，第二温度小于第一温度；
预定温度为10℃。
65.一种用于锂离子电池充电调控的控制装置，其特征在于，所述控制装置包括：
存储器，所述存储器上存储有计算机可读指令和数据；
处理器，所述处理器执行所述计算机可读指令以执行权利要求21至30中任意一项所述的方法的全部操作。
66.一种用于锂离子电池放电调控的控制装置，其特征在于，所述控制装置包括：
存储器，所述存储器上存储有计算机可读指令和数据；
处理器，所述处理器执行所述计算机可读指令以执行权利要求31至40中任意一项所述的方法的全部操作。
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