CN111370795A - 一种电芯充电控制方法、电池全生命周期充电方法和*** - Google Patents

Abstract

一种电芯充电控制方法、电池全生命周期充电方法和***，属于电池管理领域。电芯充电方法包括利用充电脉冲对电芯充电；充电脉冲的脉冲幅度为充电电压，脉冲宽度不大于tc1，脉冲间隙不小于tr1；tc1为充电时电芯处在过充电压，但尚未形成不可逆损坏的最长时间；tr1为电芯经过tc1充电后，从过充状态恢复到正常态的时间。方法还包括在脉冲间隙间设置放电脉冲，脉冲间隙不小于trx1且不大于tr1；放电脉冲的脉冲幅度为放电电压，脉冲宽度不大于tcp1；trx为脉冲间隙具有放电脉冲时，电芯经过tc1充电后，从过充状态恢复到正常态的时间；tcp1为放电时电芯处在不会对电极产生畸变的电压下放电的时间。本发明在降低对电芯自身一致性要求下，实现低成本、平衡性好的快速充电。

Description

一种电芯充电控制方法、电池全生命周期充电方法和***

技术领域

本发明涉及电池管理技术领域，尤其涉及一种电芯充电控制方法、电池全生命周期充电方法和***。

背景技术

电化学储能是目前分布式储能主流技术，是大比例使用可再生能源的保障之一，也是电动汽车的核心技术。安全、经济、环保的电池***，是电化学储能的核心。电池产品具有鲜明的生命特征，健康安全的使用电池***需对其做好全生命周期的控制管理。

充电控制技术是健康安全使用电池***的关键之一。不合理的充电方法会大幅缩短电池寿命，严重地甚至会引起安全隐患。最近频发的锂电池电动汽车自燃及储能电站爆燃事故，部分原因是电池不当充电造成。对于铅酸电池而言，不科学的充电方式可直接导致电池硫化或鼓包，从而严重缩短电池使用寿命。对于大电池***而言，一般有多个电芯串并联而成。尽管成组时新电芯一致性可以保证，但随着电池的老化，一致性会变差，这样充电过程中有些电芯不可避免的发生过充，从而引起电池***失效。为此，有效延缓或控制电池***失效的充电方法具有重大意义。

传统的电池充电控制技术重点侧重于根据经验预设充电方法，与电池本身的实时状态关系不密切。随着电动***的广泛适用，快速充电也将是电池***必备的性能之一。在充电技术中，电池（包括单电芯电池和多电芯电池）在经历充电时间过充后，由过充状态历经弛豫时间恢复至正常状态。为了有效消除因充电脉冲而导致对电池的损伤，弛豫时间越长越好，然此举会影响充电速度。如果脉冲间隙小于弛豫时间，即弛豫时间为了满足充电速度而缩短，每次脉冲过后电池有可能没有完全从过充状态恢复至正常状态，则长期过充效应累积会影响电池寿命。由此可见，如何平衡好充电速度，及电池的健康性能，如何平衡好放电速度、负载要求，及电池的健康性能是电池***充电过程必将面对的问题。为此，有必要提出一种适合各种电化学电池充电智能控制方法及实施途经，使得电池充电和电池管理充分匹配优化，保证每个电芯均工作在健康运行区域，延长电池使用寿命。

发明专利申请CN201410221990.1公开了电池管理***和驱动该电池管理***的方法，该方法具体包括：主BMS使用电池状态信息控制包括在电池组中的电池单元，以执行电池单元均衡操作；主BMS可以将电池单元均衡信号输出到各个从BMS。然后，从BMS可以使用被动电池单元均衡方法执行电池单元均衡操作，该方法通过均衡电阻(即，电阻)放出具有相对较高充电状态(SOC)的电池单元的电力。从BMS还可以使用主动电池单元均衡方法执行电池单元均衡操作，该方法将具有相对较高SOC的电池单元的电力供应给处于相对较低SOC的电池单元。该申请可通过将较高SOC的电池单元的电力供应给较低SOC电池单元的方式，来实现充放电的协调。然而，此方法仅通过BMS管理实现，并未从电池自身进行充放电优化。如果电池依据现有的充放电方法使用时，则存在前述提到的过充、过放等问题，电池长期使用下不可逆畸变累积，最终导致电池失效。即使利用BMS进行能量管理，也仅仅在短暂时间内进行管理，一旦电池失效，BMS能量管理也无法实现。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提出了一种电芯充电方法、电池全生命周期充电方法和***。

本发明是通过以下技术方案得以实现的：

一种电芯充电控制方法，包括：利用充电脉冲对电芯充电；充电脉冲的脉冲幅度为充电电压，充电脉冲的脉冲宽度不大于第一充电时间，充电脉冲的脉冲间隙不小于第一弛豫时间；

其中，所述第一充电时间为充电时电芯处在过充电压，但尚未形成不可逆损坏的最长时间；所述第一弛豫时间为电芯经过第一充电时间充电后，从过充状态恢复到正常态的时间；

或者，充电脉冲的脉冲幅度为充电电流，充电脉冲的脉冲宽度不大于第二充电时间，充电脉冲的脉冲间隙不小于第二弛豫时间；

其中，所述第二充电时间为充电时电芯处在过充电流，但尚未形成不可逆损坏的最长时间；所述第二弛豫时间为电芯经过第二充电时间充电后，从过充状态恢复到正常态的时间。

本发明提出一种在安全范围内的过充充电的方法，以实现高效、安全、快速充电。

作为优选，方法还包括：所述充电脉冲的脉冲间隙间设置放电脉冲；

当充电脉冲的脉冲幅度为充电电压时，充电脉冲的脉冲间隙不小于第一阈值弛豫时间且不大于第一弛豫时间；第一阈值弛豫时间等于第一前弛豫时间、第一放电恢复时间和第一后弛豫时间之和；放电脉冲的脉冲幅度为放电电压，放电脉冲的脉冲宽度不大于第一放电恢复时间；

其中，所述第一阈值弛豫时间为充电脉冲的脉冲间隙具有放电脉冲时，电芯经过第一充电时间充电后，从过充状态恢复到正常态的时间；所述第一前弛豫时间为充电脉冲变化为放电脉冲的过渡时间；所述第一放电恢复时间为放电时电芯处在不会对电极产生畸变的电压下放电的时间；所述第一后弛豫时间为放电脉冲变化为充电脉冲的过渡时间；

或者，当充电脉冲的脉冲幅度为充电电流时，充电脉冲的脉冲宽度不大于第二充电时间，充电脉冲的脉冲间隙不小于第二阈值弛豫时间且不大于第二弛豫时间；第二阈值弛豫时间等于第二前弛豫时间、第二放电恢复时间和第二后弛豫时间之和；放电脉冲的脉冲幅度为放电电流，放电脉冲的脉冲宽度不大于第二放电恢复时间；

其中，所述第二阈值弛豫时间为充电脉冲的脉冲间隙具有放电脉冲时，电芯经过第二充电时间充电后，从过充状态恢复到正常态的时间；所述第二前弛豫时间为充电脉冲变化为放电脉冲的过渡时间；所述第二放电恢复时间为放电时电芯处在不会对电极产生畸变的电流下放电的时间；所述第二后弛豫时间为放电脉冲变化为充电脉冲的过渡时间。

本发明在采用连续充电脉冲充电时，存在第一阈值弛豫时间过长，不利于快速充电的问题，继而通过在连续充电脉冲之间辅之放电脉冲的方式，加快电芯恢复速度，以提高充电效率。

作为优选，所述正常态为未对电极产生畸变的充电状态，或不充电状态。

作为优选，所述第一充电时间随环境温度、充电电压、荷电状态SOC和电池健康状态SOH变化。

作为优选，所述第一充电时间与过充电压呈反比关系。

作为优选，所述第二充电时间随环境温度、充电电流、荷电状态SOC和电池健康状态SOH变化。

作为优选，所述第二充电时间与过充电流呈反比关系。

本发明还提供一种电池全生命周期充电方法，包括：

监测在当前时刻的充电脉冲下充电的电池实时数据；

根据电池的实时数据、第一充电时间与第一弛豫时间的变化信息，以及第二充电时间与第二弛豫时间的变化信息计算下一时刻的充电脉冲，使得电池在健康状态下具有处于最高可承受的充电电压或充电电流的最长时间；

采用计算后的充电脉冲对电池充电，在电池充满电之前一直循环上述过程；

其中，所述电池的实时数据包括电池的电压、电流、温度数据；

所述充电脉冲的脉冲幅度为充电电压，充电脉冲的脉冲宽度不大于第一充电时间，充电脉冲的脉冲间隙不小于第一弛豫时间；所述第一充电时间为充电时电芯处在过充电压，但尚未形成不可逆损坏的最长时间；所述第一充电时间随环境温度、充电电流、荷电状态SOC和电池健康状态SOH变化；所述第一弛豫时间为电芯经过第一充电时间充电后，从过充状态恢复到正常态的时间；

或者，所述充电脉冲的脉冲幅度为充电电流，充电脉冲的脉冲宽度不大于第二充电时间，充电脉冲的脉冲间隙不小于第二弛豫时间；所述第二充电时间为充电时电芯处在过充电流，但尚未形成不可逆损坏的最长时间；所述第二充电时间随环境温度、充电电压、荷电状态SOC和电池健康状态SOH变化；所述第二弛豫时间为电芯经过第二充电时间充电后，从过充状态恢复到正常态的时间。

该方法适用于电池的全生命周期管理，电池使用过程中电压、电流会随环境温度、电池荷电状态SOC、电池老化状态SOH等变化而变，为此，如何在整个生命周期管理电池是相当重要，并根据实时变化进行合适充电。例如，由于环境温度、电池SOC、电池SOH的变化会影响第一充电时间、第二充电时间、第一弛豫时间、第二弛豫时间，根据此特点进行精准的充电方式调整。

作为优选，方法还包括：在计算下一时刻的充电脉冲前，根据电池的实时数据，及第一充电时间、第一弛豫时间、第二充电时间、第二弛豫时间、第一放电恢复时间、第二放电恢复时间的变化信息，计算当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的放电脉冲；

之后计算下一时刻的充电脉冲；

经第一前弛豫时间/第二前弛豫时间后，采用计算后的放电脉冲进行电池放电，经第一后弛豫时间/第二后弛豫时间后，采用计算后的充电脉冲对电池充电，在电池充满电之前一直循环上述过程；

当所述充电脉冲的脉冲幅度为充电电压时，充电脉冲的脉冲宽度不大于第一充电时间，充电脉冲的脉冲间隙不小于第一阈值弛豫时间且不大于第一弛豫时间；第一阈值弛豫时间等于第一前弛豫时间、第一放电恢复时间和第一后弛豫时间之和；放电脉冲的脉冲幅度为放电电压，放电脉冲的脉冲宽度不大于第一放电恢复时间；

所述第一阈值弛豫时间为充电脉冲的脉冲间隙具有放电脉冲时，电芯经过第一充电时间充电后，从过充状态恢复到正常态的时间；所述第一前弛豫时间为充电脉冲变化为放电脉冲的过渡时间；所述第一放电恢复时间为放电时电芯处在不会对电极产生畸变的电压下放电的时间；所述第一后弛豫时间为放电脉冲变化为充电脉冲的过渡时间；

或者，当所述充电脉冲的脉冲幅度为充电电流时，充电脉冲的脉冲宽度不大于第二充电时间，充电脉冲的脉冲间隙不小于第二阈值弛豫时间且不大于第二弛豫时间；第二阈值弛豫时间等于第二前弛豫时间、第二放电恢复时间和第二后弛豫时间之和；放电脉冲的脉冲幅度为放电电流，放电脉冲的脉冲宽度不大于第二放电恢复时间；

所述第二阈值弛豫时间为充电脉冲的脉冲间隙具有放电脉冲时，电芯经过第二充电时间充电后，从过充状态恢复到正常态的时间；所述第二前弛豫时间为充电脉冲变化为放电脉冲的过渡时间；所述第二放电恢复时间为放电时电芯处在不会对电极产生畸变的电流下放电的时间；所述第二后弛豫时间为放电脉冲变化为充电脉冲的过渡时间。

本发明在充电脉冲后辅以短时间放电脉冲，可消除充电脉冲中对电池造成的损害可以加速消除，从而大幅缩短脉冲间隙。在保证快速充电的情况下，各电芯一直工作在最舒适区。

作为优选，所述电池在健康状态下具有处于最高可承受的充电电压或充电电流的最长时间充电的选择原则为：

若充电电流控制在安全范围内，且第二充电时间不小于第一充电时间时，对电芯进行不超过第一充电时间的充电；

若充电电压控制在安全范围内，且第一充电时间不小于第二充电时间时，对电芯进行不超过第二充电时间的充电。

作为优选，所述计算当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的放电脉冲，之后计算下一时刻的充电脉冲的步骤包括：

根据电池的实时数据，对照每个电芯的第一充电时间、第一弛豫时间随充电电压、温度、SOC、SOH变化的第一充电曲线、以及每个电芯的第一放电恢复时间随电芯的放电电压、温度、SOC、SOH、DOD变化的第一放电曲线，当满足电芯于第一充电时间和第一阈值弛豫时间内的充电电量-电芯于第一放电恢复时间内的放电电量≥电芯于第一弛豫时间内的充电电量时，确定每个电芯当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的第一放电脉冲；根据电池的实时数据，对照每个电芯的第二充电时间、第二弛豫时间随充电电流、温度、SOC、SOH变化的第二充电曲线、以及每个电芯的第二放电恢复时间随电芯的放电电流、温度、SOC、SOH、DOD变化的第二放电曲线，当满足电芯于第二充电时间和第二阈值弛豫时间内的充电电量-电芯于第二放电恢复时间内的放电电量≥电芯于第二弛豫时间内的充电电量时，确定每个电芯当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的第二放电脉冲；在所有电芯的第一放电脉冲中的第一放电恢复时间和第二放电脉冲中第二放电恢复时间中，选择出一个最小的放电恢复时间作为放电脉冲的脉冲宽度，并根据最小的放电恢复时间确定放电电压或放电电流作为放电脉冲的脉冲幅度；

根据电池的实时数据，依据每个电芯的第一充电时间、第一弛豫时间随充电电压、温度、SOC、SOH变化的第一充电曲线确定每个电芯下一时刻的第一充电脉冲；根据电池的实时数据，依据每个电芯的第二充电时间、第二弛豫时间随充电电流、温度、SOC、SOH变化的第二充电曲线确定每个电芯下一时刻的第二充电脉冲；在所有电芯的第一充电脉冲中的第一充电时间和第二充电脉冲中的第二充电时间中，选择出一个最小的充电时间作为充电脉冲的脉冲宽度，并根据最小的充电时间确定充电电压或充电电流作为充电脉冲的脉冲幅度。

作为优选，所述电池全生命周期充电方法适用于由多个电芯串联构成的电池，或由多个电芯并联构成的电池，或由多个电芯串并联构成的电池。

作为优选，当电池包括串联电芯时，所述计算当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的放电脉冲，之后计算下一时刻的充电脉冲的步骤包括：

在串联电芯中的所有电芯均未充满电时：

根据电池的实时数据，对照每个电芯的第一充电时间、第一弛豫时间随充电电压、温度、SOC、SOH变化的第一充电曲线、以及每个电芯的第一放电恢复时间随电芯的放电电压、温度、SOC、SOH、DOD变化的第一放电曲线，当满足电芯于第一充电时间和第一阈值弛豫时间内的充电电量-电芯于第一放电恢复时间内的放电电量≥电芯于第一弛豫时间内的充电电量时，确定每个电芯当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的第一放电脉冲；根据电池的实时数据，对照每个电芯的第二充电时间、第二弛豫时间随充电电流、温度、SOC、SOH变化的第二充电曲线、以及每个电芯的第二放电恢复时间随电芯的放电电流、温度、SOC、SOH、DOD变化的第二放电曲线，当满足电芯于第二充电时间和第二阈值弛豫时间内的充电电量-电芯于第二放电恢复时间内的放电电量≥电芯于第二弛豫时间内的充电电量时，确定每个电芯当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的第二放电脉冲；在所有电芯的第一放电脉冲中的第一放电恢复时间和第二放电脉冲中第二放电恢复时间中，选择出一个最小的放电恢复时间作为放电脉冲的脉冲宽度，并根据最小的放电恢复时间确定放电电压或放电电流作为放电脉冲的脉冲幅度；

根据电池的实时数据，依据每个电芯的第一充电时间、第一弛豫时间随充电电压、温度、SOC、SOH变化的第一充电曲线确定每个电芯下一时刻的第一充电脉冲；根据电池的实时数据，依据每个电芯的第二充电时间、第二弛豫时间随充电电流、温度、SOC、SOH变化的第二充电曲线确定每个电芯下一时刻的第二充电脉冲；在所有电芯的第一充电脉冲中的第一充电时间和第二充电脉冲中的第二充电时间中，选择出一个最小的充电时间作为充电脉冲的脉冲宽度，并根据最小的充电时间确定充电电压或充电电流作为充电脉冲的脉冲幅度；

在串联电芯中至少一个电芯达到满电状态时：

根据电池SOC，确定达到满电状态的电芯放电给未满电状态的电芯的放电电量；

根据电池的实时数据，对照每个电芯的第一充电时间、第一弛豫时间随充电电压、温度、SOC、SOH变化的第一充电曲线、以及每个电芯的第一放电恢复时间随电芯的放电电压、温度、SOC、SOH、DOD变化的第一放电曲线，当满足电芯于第一充电时间和第一阈值弛豫时间内的充电电量-电芯于第一放电恢复时间内的放电电量≥电芯于第一弛豫时间内的充电电量时，确定每个电芯当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的第一放电脉冲；根据电池的实时数据，对照每个电芯的第二充电时间、第二弛豫时间随充电电流、温度、SOC、SOH变化的第二充电曲线、以及每个电芯的第二放电恢复时间随电芯的放电电流、温度、SOC、SOH、DOD变化的第二放电曲线，当满足电芯于第二充电时间和第二阈值弛豫时间内的充电电量-电芯于第二放电恢复时间内的放电电量≥电芯于第二弛豫时间内的充电电量时，确定每个电芯当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的第二放电脉冲；在所有电芯的第一放电脉冲中的第一放电恢复时间和第二放电脉冲中第二放电恢复时间中，选择出一个最小的放电恢复时间作为放电脉冲的脉冲宽度，并根据最小的放电恢复时间确定放电电压或放电电流作为放电脉冲的脉冲幅度；

根据电池的实时数据，依据每个电芯的第一充电时间、第一弛豫时间随充电电压、温度、SOC、SOH变化的第一充电曲线确定每个电芯下一时刻的第一充电脉冲；根据电池的实时数据，依据每个电芯的第二充电时间、第二弛豫时间随充电电流、温度、SOC、SOH变化的第二充电曲线确定每个电芯下一时刻的第二充电脉冲；在所有电芯的第一充电脉冲中的第一充电时间和第二充电脉冲中的第二充电时间中，选择出一个最小的充电时间作为充电脉冲的脉冲宽度，并根据最小的充电时间确定充电电压或充电电流作为充电脉冲的脉冲幅度。

作为优选，在充电脉冲的脉冲间隙期间，先将达到满电状态的电芯按照确定的放电电量放电给未满电状态的电芯，再根据计算后的放电脉冲进行电池放电，之后采用计算后的充电脉冲对电池充电。

作为优选，方法还包括：在每个充电脉冲和放电脉冲完成充电的一个周期后，根据电池的实时数据、SOC、SOH，对每个电芯的第一充电曲线、第二充电曲线进行实时校正；根据电池实时数据、SOH、SOC、DOD，对每个电芯的第一放电曲线、第二放电曲线进行实时校正。

作为优选，所述方法适用于化学电池的充电。

本发明还提供一种电池全生命周期充电***，包括电池模块、检测保护模块、电源、数据库、计算控制模块；所述数据库存储电池的第一充电时间和第一弛豫时间的变化信息、以及第二充电时间和第二弛豫时间的变化信息；所述检测保护模块用于实时检测电池模块，以获得电池模块的电池实时数据；所述计算控制模块根据电池实时数据、第一充电时间和第一弛豫时间的变化信息、第二充电时间和第二弛豫时间的变化信息，计算下一时刻的充电脉冲，使得电池在健康状态下具有处于最高可承受的充电电压或充电电流的最长时间；所述电源根据所述计算控制模块计算的充电脉冲进行充电，直至充电完成；

其中，所述电池的实时数据包括电池的电压、电流、温度数据；

所述充电脉冲的脉冲幅度为充电电压，充电脉冲的脉冲宽度不大于第一充电时间，充电脉冲的脉冲间隙不小于第一弛豫时间；所述第一充电时间为充电时电芯处在过充电压，但尚未形成不可逆损坏的最长时间；所述第一充电时间随环境温度、充电电流、荷电状态SOC和电池健康状态SOH变化；所述第一弛豫时间为电芯经过第一充电时间充电后，从过充状态恢复到正常态的时间；

或者，所述充电脉冲的脉冲幅度为充电电流，充电脉冲的脉冲宽度不大于第二充电时间，充电脉冲的脉冲间隙不小于第二弛豫时间；所述第二充电时间为充电时电芯处在过充电流，但尚未形成不可逆损坏的最长时间；所述第二充电时间随环境温度、充电电压、荷电状态SOC和电池健康状态SOH变化；所述第二弛豫时间为电芯经过第二充电时间充电后，从过充状态恢复到正常态的时间。

该充电***基于上述电池全生命周期充电方法实现，可以在整个生命周期进行管理并根据周期内的电池实时状态调整合适的充电方式，能降低对电芯自身一致性要求，平衡能力好，能实现快速充电。

作为优选，所述数据库还存储电池的第一放电恢复时间、第二放电恢复时间的变化信息；所述计算控制模块还在计算下一时刻的充电脉冲前，根据电池的实时数据，及第一充电时间、第一弛豫时间、第二充电时间、第二弛豫时间、第一放电恢复时间、第二放电恢复时间的变化信息，计算当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的放电脉冲；根据电池实时数据、第一充电时间、第一阈值弛豫时间、第二充电时间、第二阈值弛豫时间、第一放电恢复时间、第二放电恢复时间的变化信息，计算当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的放电脉冲，之后计算下一时刻的充电脉冲；所述电池模块经第一前弛豫时间/第二前弛豫时间后，根据所述计算控制模块计算的放电脉冲进行放电；所述电源经第一后弛豫时间/第二后弛豫时间后，根据所述计算控制模块计算的下一时刻的充电脉冲，在前一时刻的充电脉冲和放电脉冲完成的充电过程后对电池模块进行充电；

当所述充电脉冲的脉冲幅度为充电电压时，充电脉冲的脉冲宽度不大于第一充电时间，充电脉冲的脉冲间隙不小于第一阈值弛豫时间且不大于第一弛豫时间；第一阈值弛豫时间等于第一前弛豫时间、第一放电恢复时间和第一后弛豫时间之和；放电脉冲的脉冲幅度为放电电压，放电脉冲的脉冲宽度不大于第一放电恢复时间；

所述第一阈值弛豫时间为充电脉冲的脉冲间隙具有放电脉冲时，电芯经过第一充电时间充电后，从过充状态恢复到正常态的时间；所述第一前弛豫时间为充电脉冲变化为放电脉冲的过渡时间；所述第一放电恢复时间为放电时电芯处在不会对电极产生畸变的电压下放电的时间；所述第一后弛豫时间为放电脉冲变化为充电脉冲的过渡时间；

或者，当所述充电脉冲的脉冲幅度为充电电流时，充电脉冲的脉冲宽度不大于第二充电时间，充电脉冲的脉冲间隙不小于第二阈值弛豫时间且不大于第二弛豫时间；第二阈值弛豫时间等于第二前弛豫时间、第二放电恢复时间和第二后弛豫时间之和；放电脉冲的脉冲幅度为放电电流，放电脉冲的脉冲宽度不大于第二放电恢复时间；

所述第二阈值弛豫时间为充电脉冲的脉冲间隙具有放电脉冲时，电芯经过第二充电时间充电后，从过充状态恢复到正常态的时间；所述第二前弛豫时间为充电脉冲变化为放电脉冲的过渡时间；所述第二放电恢复时间为放电时电芯处在不会对电极产生畸变的电流下放电的时间；所述第二后弛豫时间为放电脉冲变化为充电脉冲的过渡时间。

作为优选，所述计算控制模块包括：

第一放电脉冲计算单元，用于根据电池的实时数据，对照每个电芯的第一充电时间、第一弛豫时间随充电电压、温度、SOC、SOH变化的第一充电曲线、以及每个电芯的第一放电恢复时间随电芯的放电电压、温度、SOC、SOH、DOD变化的第一放电曲线，当满足电芯于第一充电时间和第一阈值弛豫时间内的充电电量-电芯于第一放电恢复时间内的放电电量≥电芯于第一弛豫时间内的充电电量时，确定每个电芯当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的第一放电脉冲；

第二放电脉冲计算单元，用于根据电池的实时数据，对照每个电芯的第二充电时间、第二弛豫时间随充电电流、温度、SOC、SOH变化的第二充电曲线、以及每个电芯的第二放电恢复时间随电芯的放电电流、温度、SOC、SOH、DOD变化的第二放电曲线，当满足电芯于第二充电时间和第二阈值弛豫时间内的充电电量-电芯于第二放电恢复时间内的放电电量≥电芯于第二弛豫时间内的充电电量时，确定每个电芯当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的第二放电脉冲；

电池放电脉冲计算单元，用于在所有电芯的第一放电脉冲中的第一放电恢复时间和第二放电脉冲中第二放电恢复时间中，选择出一个最小的放电恢复时间作为放电脉冲的脉冲宽度，并根据最小的放电恢复时间确定放电电压或放电电流作为放电脉冲的脉冲幅度；

第一充电脉冲计算单元，用于根据电池的实时数据，依据每个电芯的第一充电时间、第一弛豫时间随充电电压、温度、SOC、SOH变化的第一充电曲线确定每个电芯下一时刻的第一充电脉冲；

第二充电脉冲计算单元，用于根据电池的实时数据，依据每个电芯的第二充电时间、第二弛豫时间随充电电流、温度、SOC、SOH变化的第二充电曲线确定每个电芯下一时刻的第二充电脉冲；

电池充电脉冲计算单元，用于在所有电芯的第一充电脉冲中的第一充电时间和第二充电脉冲中的第二充电时间中，选择出一个最小的充电时间作为充电脉冲的脉冲宽度，并根据最小的充电时间确定充电电压或充电电流作为充电脉冲的脉冲幅度。

作为优选，***还包括设于电源和电池模块之间的电池能量管理模块和开关模块；所述计算控制模块还包括放电控制单元，用于在所述电池能量管理模块检测到串联电芯中至少一个电芯达到满电状态时，控制所述开关模块切断电源并控制达到满电状态的电芯放电给未满电状态的电芯，当放电完毕后再控制开关模块接入电源充电，并触发第一放电脉冲计算单元、第二放电脉冲计算单元、电池放电脉冲计算单元、第一充电脉冲计算单元、第二充电脉冲计算单元、电池充电脉冲计算单元工作。

本发明具有以下有益效果：

本发明一种电芯充电方法，电池全生命周期充电方法和***，将电池管理和电池充电控制相结合，在电池全生命周期进行电池管理和充电适应性调控，使得电池充电和电池管理能够紧密关联；同时，利用全生命周期管理的理念，对电池的行为实行大数据跟踪，在此基础上实时改变电池充电方法和电池管理模式，使得不管在何种充电模式下，电芯的平衡管理均能达到优化状态，从而使电池***运行的性价比大幅提升。在充电脉冲后辅之放电脉冲，利用放电脉冲加快因充电时对电池造成的损害的恢复，从而大幅缩短脉冲间隙，以实现健康、安全得快速充电。并且，本发明适用于各种类型的电化学电池充电，也适用于由电芯不同连接结构构成的电池充电，能有效监测每个电芯的实时状态，在保证每个电芯工作在健康区域的同时，平衡性好，充电最安全，速度最快。

附图说明

图1a为第一充电时间tc1与过充电压的关系曲线图；

图1b为第二充电时间tc2与过充电流的关系曲线图；

图2a为采用连续充电脉冲充电时单个周期的充电波形图（采用电压脉冲）；

图2b为采用连续充电脉冲充电时单个周期的充电波形图（采用电流脉冲）；

图3a为充电脉冲中嵌入放电脉冲的充电波形图（采用电压脉冲）；

图3b为充电脉冲中嵌入放电脉冲的充电波形图（采用电流脉冲）；

图4为氧再化合电流与浮充电压的关系曲线图；

图5为电池循环寿命随放电电流和深度变化趋势的曲线图；

图6为放电恢复时间tc-放电深度DOD的变化示意图；

图7为本发明一种电池全生命周期充电方法的流程图（实施方式一）；

图8为本发明一种电池全生命周期充电方法的流程图（实施方式二）；

图9为多电芯依次串联构成的电池的示意图；

图10为多电芯相互并联构成的电池的示意图；

图11a为多电芯串并联构成的电池的示意图，图中电池为多组并联后的电芯依次串联构成的电池；

图11b为多电芯串并联构成的电池的示意图，图中电池为多组串联后的电芯相互并联构成的电池；

图12a为采用本发明一种电池全生命周期充电方法的充电***的具体示例（单电芯）的示意图；

图12b为采用本发明一种电池全生命周期充电方法的充电***的具体示例（多电芯串联）的示意图；

图13a为采用本发明一种电池全生命周期充电方法的充电***的多电芯能量协调管理的具体示例（多电芯串联）的示意图；

图13b为图13a中两个相互协调的电芯的波形图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

现有电池管理***，无论主动式还是被动式电池管理***，均采用干预方法来防止电芯过充。然而，在干预过程中，被动式电池管理***虽然通过外接阻抗性负载来消耗单个电芯的过充电量，但阻抗性负载长期使用下过热易产生较多功耗，为此其平衡能力有限且不大；而主动式电池管理***虽然能通过开关矩阵协调电芯之间的能量转换来防止电芯不过充，但是也存在功耗大，平衡能力有限且不大的问题。而这些问题，同时要求电池***对电芯一致性要求高。每个电芯在内阻、自放电率、衰减率、极化等参数上都各有差异，即使在初期使用时，通过选择较好材料的电芯可尽可能满足电芯间的一致性，但随着使用时间，这些参数会发生变化。随着充电速度提高，充电电流变大，电芯之间的差异性会越来越大，电芯之间平衡越来越困难，甚至难以平衡，最后电芯将发生无限制的过充，电池老化、电池热失控等问题。

为此，如何平衡好充电速度及电池的健康性能，使得充电和电池管理充分匹配优化，提高电池安全性，是充电***亟待解决的问题。

众所周知，电池电芯，无论是锂离子电池还是铅酸电池，对充电电压、电流有一定的限制要求，且此种要求会随着环境温度、电池荷电状态(SOC)、电池老化状态(SOH)等变化而变。而在一定安全范围的限制下，电池电芯能实现快充的同时，还能确保电池的健康性能。

图4示出了阀控式密封铅酸电池浮充失水的示例，失水是此类电池的主要失效模式之一。此类电池存在的主要问题有：a.氧在负极并非100％复合，会有盈余；b. 充电末期析氢仍有可能发生，这些氢气不在其正极化合成水；已存的氢气在正极不被吸收，又不能复合，所以会聚集，增大电池内压，达到一定内压，冲开单向阀（安全阀）外溢，造成失水。因此浮充电压不能提高，若高于正常浮充电压2.25V/单体，浮充电流增大，也会增大盈余气体的积聚，氧在负极复合受阻，从而降低氧循环能力。氧的在化合电流随浮充电压升高而变小。图4描述氧再化合电流随在浮充电压2.25V/单体时最大（即正常充电电压），大于此电压时，即超过正常充电电压的电压Vover越大，氧气再复合电流越小，积聚内压越大，越容易失水。换种说法，即Vover越大，电池处于内压高而没有开始失水的弛豫时间会越短。随着Vover不断增大，反应滞后时间会越来越短，以致于***来不及反应时，电池就会产生破坏作用。而当将Vover限定在***能够反应过来的安全范围内，可加快充电，并且确保电池的安全性。

基于此，作为普适性描述，本发明引入临界时间组(第一充电时间tc1,第二充电时间 tc2)来描述电芯的充电状态。所述第一充电时间tc1为充电时电芯处在过充电压，但尚未形成不可逆损坏的最长时间。所述第二充电时间tc2为充电时电芯处在过充电流，但尚未形成不可逆损坏的最长时间。第一充电时间tc1与充电过充电压（过充电压Vover ＝充电电压－正常充电电压）的定性关系在图1a中进行描述。其中，第一充电时间tc1随环境温度、充电电流、荷电状态(SOC)、电池健康状态(SOH)变化。图1a示出了三条受温度影响的第一充电时间tc1-过充电压Vover的变化曲线。当温度升高，过充电压变小。每条曲线中，所述第一充电时间tc1与过充电压Vover呈反比关系。第二充电时间tc2与充电过充电流（过充电流Iover = 充电电流－正常充电电流）的定性关系在图1b中进行描述。其中，第二充电时间tc2随环境温度、充电电压、荷电状态(SOC)、电池健康状态(SOH)变化。图1b示出了三条受温度影响的第二充电时间tc2-过充电流Iover的变化曲线。当温度升高，过充电流变小。每条曲线中，所述第二充电时间tc2与过充电流Iover呈反比关系。

结合图4示例，过充电压Vover越大，电池处于内压高而没有开始失水的反应滞后时间会越短，也即第一充电时间tc1越短，趋势基本与图1a一样。一般情况而言，随着Vover的增加，第一充电时间tc1会缩短，如果第一充电时间tc1太小，以至于***来不及反应时，就会对电池产生破坏作用。我们定义此时的过充电压Vover为最高允许过充电压。对于锂电池而言，由于过充会导致暴燃，最高过充电压尽量压缩在安全范围内。由于第一充电时间tc1对电池状态和环境依赖的高度复杂性，精准的寻找第一充电时间tc1及产生脉冲具有一定的不确定性，所以在不影响充电速度情况下，所取第一充电时间tc1略为低些。

综上所述，对电芯充电时，可利用第一充电时间tc1、第二充电时间tc2决定充电方式。为此，本发明提出一种电芯充电方法，包括：利用充电脉冲对电芯充电；所述充电脉冲的脉冲幅度为充电电压，充电脉冲的脉冲宽度不大于第一充电时间，充电脉冲的脉冲间隙不小于第一弛豫时间；其中，所述第一充电时间为充电时电芯处在过充电压，但尚未形成不可逆损坏的最长时间；所述第一弛豫时间为电芯经过第一充电时间充电后，从过充状态恢复到正常态的时间；

或者，充电脉冲的脉冲幅度为充电电流，充电脉冲的脉冲宽度不大于第二充电时间，充电脉冲的脉冲间隙不小于第二弛豫时间；其中，所述第二充电时间为充电时电芯处在过充电流，但尚未形成不可逆损坏的最长时间；所述第二弛豫时间为电芯经过第二充电时间充电后，从过充状态恢复到正常态的时间。

本发明可采用充电电流或充电电压方式对电芯充电，而选择的原则是：若充电电流控制在安全范围内，且第二充电时间tc2不小于第一充电时间tc1时，对电芯进行不超过第一充电时间tc1的充电；若充电电压控制在安全范围内，且第一充电时间tc1不小于第二充电时间tc2时，对电芯进行不超过第二充电时间tc2的充电。例如，采用电压脉冲充电时，则充电脉冲包括充电电压和tc1。又例如，采用电流脉冲充电时，则充电脉冲包括充电电流和tc2。在充电完毕后，等待一段时间，进行下一次充电。

本发明还引入从过充状态恢复到正常态所需时间（或称弛豫时间），在此期间内电芯因过充而导致的可逆损耗能逐渐恢复。所述正常态为未对电极产生畸变的充电状态，或不充电状态。以阀控式密封铅酸电池浮充失水为例，在过压充电第一充电时间tc1后电压恢复正常时，已存的氢气在正极复合需要一个时间。虽然电池内气压不再增加，但恢复到过充状态前还需要一段时间，这段时间即第一弛豫时间tr1。在有些情况下，第一充电时间tr1可以很长，这会导致两个充电脉冲相距交远，影响充电速度；如果脉冲间距太短，会导致每个脉冲后的氢气复合不彻底，每个脉冲都有积累，直至气压过高而失水。理论上说，弛豫时间可以无限长，但考虑到充电效率，只要达到热动平衡即可进行下一次充电。

第一充电时间tc1、第一弛豫时间tr1和充电电压（Vnormal+Vover）构成电压充电脉冲，当决定以此方式充电时，多个充电脉冲依次连续产生以序列脉冲的形式构成充电波形（参照图2a），充电脉冲中过充电压Vover、Vnormal、tc1、tr1均会随温度、SOC、SOH变化。或者，第二充电时间tc2、第二弛豫时间tr2和充电电流（Inormal+Iover）构成电流充电脉冲（参照图2b），当决定以此方式充电时，多个充电脉冲依次连续产生以序列脉冲的形式构成充电波形，充电脉冲中过充电流Iover、Inormal、tc2、tr2均会随温度、SOC、SOH变化。

为了有效消除因充电脉冲而导致对电池的损伤，第一弛豫时间/第二弛豫时间会很长，这样会影响充电速度，无法满足现有快速充电的要求。为此，进一步提出在充电脉冲后辅之放电脉冲，有效降低充电脉冲间隙的同时，脉冲期间电池的损伤效应能得以最大程度消除，从而可大幅提升电池使用安全性，延长电池使用寿命。

具体地，本发明方法还包括：所述充电脉冲的脉冲间隙间设置放电脉冲；

当充电脉冲的脉冲幅度为充电电压时，充电脉冲的脉冲间隙不小于第一阈值弛豫时间且不大于第一弛豫时间；第一阈值弛豫时间等于第一前弛豫时间、第一放电恢复时间和第一后弛豫时间之和；放电脉冲的脉冲幅度为放电电压，放电脉冲的脉冲宽度不大于第一放电恢复时间；其中，所述第一阈值弛豫时间为充电脉冲的脉冲间隙具有放电脉冲时，电芯经过第一充电时间充电后，从过充状态恢复到正常态的时间；所述第一前弛豫时间为充电脉冲变化为放电脉冲的过渡时间；所述第一放电恢复时间为放电时电芯处在不会对电极产生畸变的电压下放电的时间；所述第一后弛豫时间为放电脉冲变化为充电脉冲的过渡时间；

或者，当充电脉冲的脉冲幅度为充电电流时，充电脉冲的脉冲宽度不大于第二充电时间，充电脉冲的脉冲间隙不小于第二阈值弛豫时间且不大于第二弛豫时间；第二阈值弛豫时间等于第二前弛豫时间、第二放电恢复时间和第二后弛豫时间之和；放电脉冲的脉冲幅度为放电电流，放电脉冲的脉冲宽度不大于第二放电恢复时间；其中，所述第二阈值弛豫时间为充电脉冲的脉冲间隙具有放电脉冲时，电芯经过第二充电时间充电后，从过充状态恢复到正常态的时间；所述第二前弛豫时间为充电脉冲变化为放电脉冲的过渡时间；所述第二放电恢复时间为放电时电芯处在不会对电极产生畸变的电流下放电的时间；所述第二后弛豫时间为放电脉冲变化为充电脉冲的过渡时间。

图3a、图3b示出了在充电脉冲间隙内嵌入放电脉冲的波形图；所述充电脉冲的脉冲间隙trx1=trx1_0+tcp1+trx1_1；或者trx2=trx2_0+tcp2+trx2_1。其中，trx1_0为第一前弛豫时间,trx1_0为第二前弛豫时间，在此期间，过充电压（Vover+Vnormal）回复到正常充电电压（Vnormal），或者在此期间，过充电流（Iover+Inormal）回复到正常充电电流（Inormal）。trx1_1为第一后弛豫时间,trx2_1为第二后弛豫时间，在此期间，放电电压（Vcp）回复到正常充电电压（Vnormal），或者在此期间，放电电流（Icp）回复到正常充电电流（Inormal）。trx1_0和trx1_1是为了在充电-放电/放电-充电反转时降低冲击，trx1_0和trx1_1为大于0，且尽可能小。例如，以tcp1为基准时，trx1_0和trx1_1小于tcp1。

tcp1/tcp2为第一放电恢复时间或第二放电恢复时间，在此期间，正常充电电压Vnormal被拉低至放电电压Vcp，所述放电电压Vcp为在0~Vnormal范围内的任意值，或者Vcp为低于0的电压值（参见图3a）；或者正常充电电流Inormal被拉低至放电电流Icp，所述放电电流Icp为0~Inormal范围内的任意值，或者Icp为低于0的电压值（参见图3b）。放电恢复时间的大小和Vcp或Icp的大小有关。一方面，嵌入放电脉冲的脉冲宽度和脉冲幅度（决定放电电量），取决于充电脉冲的脉冲宽度和脉冲幅度，原则是：因嵌入放电脉冲而节省的电池恢复时间内，如果以脉冲充电，充电电量远大于电池在嵌入放电脉冲期间的放电电量。具体地，当电芯于第一充电时间和第一阈值弛豫时间内的充电电量-电芯于第一放电恢复时间内的放电电量≥电芯于第一弛豫时间内的充电电量时，或者当电芯于第二充电时间和第二阈值弛豫时间内的充电电量-电芯于第二放电恢复时间内的放电电量≥电芯于第二弛豫时间内的充电电量时，则可一定程度确定放电脉冲的脉冲宽度和脉冲幅度。例如，其中确定的第一放电恢复时间/第二放电恢复时间与第一前弛豫时间/第二前弛豫时间、第一后弛豫时间/第二后弛豫时间的总和小于第一弛豫时间/第二弛豫时间，以使得因充电脉冲充电产生的可逆损害能在短时间内恢复。另一方面，在施压放电脉冲时，需要确保放电脉冲期间不会造成电芯产生不可逆损害。放电脉冲的放电恢复时间随电池的放电电流、温度、电池健康状态SOH、荷电状态SOC、电池放电深度DOD变化。如图5，电池使用的循环寿命与电池放电深度DOD成反比关系，放电越深，循环寿命越短；并且，电池使用的循环寿命与放电电流（放电率）成反比关系，放电电流越大，循环寿命越低。例如，图6示出了放电恢复时间与电池放电电流的关系曲线图，放电恢复时间与电池的放电电流呈反比，且放电恢复时间与电池放电深度DOD呈反比。

对任何化学电池技术而言，全生命周期管理下，在设定安全窗口内脉冲充电，可以在保证电池健康状况下实现快速充电。为此，本发明采用图2a、图2b所示充电脉冲充电时，在具有（第一充电时间tc1,第一弛豫时间tr1), (第二充电的时间tc2,第二弛豫时间tr2)随环境温度、电池SoC、电池SoH的变化而变的信息下，提出一种电池全生命周期充电方法，以控制电芯一直工作在最舒适区。

如图7，本发明提出一种电池全生命周期充电方法，包括：

步骤S101,监测在当前时刻的充电脉冲下充电的电池实时数据；

步骤S102,根据电池的实时数据、第一充电时间tc1与第一弛豫时间tr1的变化信息，以及第二充电时间tc2与第二弛豫时间tr2的变化信息计算下一时刻的充电脉冲，使得电池在健康状态下具有处于最高可承受的充电电压或充电电流的最长时间；

步骤S103,采用计算后的充电脉冲对电池充电，在电池充满电之前一直循环上述过程步骤S101、S102。

其中，所述电池的实时数据包括电池的电压、电流、温度数据。根据该实时数据，可确定电池电芯的状态。当进入步骤S102时，可将电池实时数据与变化信息对照，计算确定下一时刻的充电脉冲。

在步骤S102中，由于第一充电时间tc1、第一弛豫时间tr1随过充电压Vover、过充电流Iover、温度、SOC、SOH变化，为此，所述变化信息以第一充电时间tc1-过充电压Vover曲线，第一弛豫时间tr1-过充电压Vover曲线（参照第一充电时间tc1-过冲电压Vover曲线的走势），第二充电时间tc2-过充电流Iover曲线，第二弛豫时间tr2-过充电流Iover曲线（参照第一充电时间tc1-过冲电压Vover曲线的走势）的方式记录。上述曲线在初始时基于电池生产商提供的初始数据形成，并在后期通过使用期间的历史数据，如温度、SOH、SOC、电流、电压数据，进行实时校正。为此，当将电池实时数据与变化信息对照时，即对照曲线获取对应合适的充电脉冲作为下一时刻充电用。

该方法适用于各类电化学电池，如锂电池、铅酸电池、超级电容等。本文所指的电池可以是单电芯电池，也可以是多电芯构成的电池。

当对单电芯电池进行充电管理时，首先监测在当前时刻的充电脉冲下充电的电池实时数据。根据监测到的电池实时数据，包括温度、电流、电压数据，确定荷电状态SOC、电池健康状态SOH。之后，将电池实时数据，与第一充电时间tc1与第一弛豫时间tr1的变化信息，以及第二充电时间tc2与第二弛豫时间tr2的变化信息相对照，确定下一时刻的充电脉冲。在确定下一时刻的充电脉冲期间，可根据充电电流或充电电压是否在安全范围内，且第一充电时间和第二充电时间的大小关系，确定采用电压脉冲充电或电流脉冲充电。每一时刻根据电池实时数据，选择合适的充电方式。接着，采用计算后的充电脉冲对电池充电，在电池充满电之前继续上述监测、计算过程。

当对多电芯电池进行充电管理时，多电芯构成的电池结构有多种形式，如多电芯电池依次串联构成的电池，又如多电芯电池相互并联构成的电池，又如多组并联后的电芯依次串联构成的电池，又如多组电芯串联后相互并联构成的电池，等等。所述电池不限于上述结构，可以是任意符合使用需求的电池结构。基于对多电芯电池的管理，对于充电脉冲计算的步骤进一步细化为：

(a)根据电池的实时数据，依据每个电芯的第一充电时间tc1、第一弛豫时间tr1随充电电压、温度、SOC、SOH变化的第一充电曲线确定每个电芯下一时刻的第一充电脉冲。其中，第一充电曲线包括第一充电时间tc1-过充电压Vover曲线，第一弛豫时间tr1-过充电压Vover曲线。

(b)根据电池的实时数据，依据每个电芯的第二充电时间tc2、第二弛豫时间tr2随充电电流、温度、SOC、SOH变化的第二充电曲线确定每个电芯下一时刻的第二充电脉冲。其中，第二充电曲线包括第二充电时间tc2-过充电流Iover曲线，第二弛豫时间tr2-过充电流Iover曲线。

（c）在所有电芯的第一充电脉冲中的第一充电时间tc1和第二充电脉冲中的第二充电时间tc2中，选择出一个最小的充电时间；并在所有电芯的第一充电脉冲中的第一弛豫时间tr1和第二充电脉冲中的第二弛豫时间tr2中，选择出一个最大的弛豫时间，将选择的最小充电时间、最大弛豫时间构成下一时刻的电池充电脉冲。

以图9所示的多电芯依次串联构成的电池为例，电池的实时数据包括电芯1的温度1、电流1、电压1、SOC1、SOH1；电芯2的温度2、电流2、电压2、SOC2、SOH2；电芯3的温度3、电流3、电压3、SOC3，SOH3,…,电芯n的温度n，电流n，电压n，SOCn，SOHn。每个电芯包括第一充电时间tc1、第一弛豫时间tr1、第二充电时间tc2、第二弛豫时间tr2参数（参照图9）。步骤（a）、（b）计算不分先后，主要用于分别计算电压脉冲、电流脉冲充电方式下的充电脉冲。之后，步骤（c）主要依据Min{tc1i，tc2i}，Max{tr1i，tr2i}的原则决定最终实际所需的下一时刻的电池充电脉冲。由于串联电池在正常运行过程中老化特性的扩展，以及电池自放电速率的差异，导致电池电荷不均衡。为此，基于每个电芯的差异和电芯健康使用考虑，采用串联电芯中最小的充电时间值对整个电池进行充电，并在用串联电芯中最大弛豫时间值进行恢复。每一时刻根据电池的所有电芯的实时数据，重新确定最合适的值作为下一个的充电脉冲，这样可降低对多电芯串联的电池结构中各电芯一致性要求，解决电池电荷均衡问题，可充分利用电池容量。

当多电芯依次串联构成的电池中均未充满电时，按照上述步骤（a）-（c）获得的充电脉冲进行充电。一旦有电芯达到满电状态时，如果仍按照上述过程充电，对已充满电的电芯而言，充电脉冲已无法充入电芯，已满电的电芯一直处于充电状态下，温度升高，电芯内阻变大，逐步发生老化，甚至发生损坏。为此，需要进行合理充电调整。在串联电芯中至少一个电芯达到满电状态时：

（i）先对满电状态的电芯进行放电；之后，根据电池的实时数据，依据每个电芯的第一充电时间tc1、第一弛豫时间tr1随充电电压、温度、SOC、SOH变化的第一充电曲线确定每个电芯下一时刻的第一充电脉冲；

（ii）根据电池的实时数据，依据每个电芯的第二充电时间tc2、第二弛豫时间tr2随充电电流、温度、SOC、SOH变化的第二充电曲线确定每个电芯下一时刻的第二充电脉冲；

（iii）在所有电芯的第一充电脉冲中的第一充电时间tc1和第二充电脉冲中的第二充电时间tc2中，选择出一个最小的充电时间；并在所有电芯的第一充电脉冲中的第一弛豫时间tr1和第二充电脉冲中的第二弛豫时间tr2中，选择出一个最大的弛豫时间，将选择的最小充电时间、最大弛豫时间构成下一时刻的电池充电脉冲。

所述对满电状态的电芯进行放电的方式包括：将满电状态的电芯放电至地面GND。或者，将满电状态的电芯放电至未达到满电状态的电芯，使得未达到满电状态的电芯在接收电量后仍未达到满电状态。

当采用放电至地面GND的方式时，放电的电量可根据需要设定，如以下一个接近满电状态的电芯为依据，可将满电状态的电芯放电后最后的电量与下一个接近满电状态的电芯的电量相等；或者将放电量放掉10%；或者根据其他方式设定。但不宜放电过大，也不宜放电过少，以确保电池内所有电芯能快速完成充满电为原则进行放电。

当采用放电至其他未满电状态的电芯的方式时，可放电至一个电芯，或者二个电芯，或者多个，或者其他所有未满电状态的电芯。例如，以最少电量的电芯为依据，满电状态的电芯将满电电量与最少电量差值的一半作为所需的放电电量进行放电，使得放电后两个电芯电量基本相等且均未达到满电状态。又例如，以最少电量的电芯为依据，满电状态的电芯将满电电量的10%放电给最少电量的电芯。又例如，满电状态的电芯将满电电量的10%均分给其他未满电状态的电芯。

以图10所示的多电芯相互并联构成的电池为例，电池的实时数据包括电芯1的温度1、电流1、电压1、SOC1、SOH1；电芯2的温度2、电流2、电压2、SOC2、SOH2；电芯3的温度3、电流3、电压3、SOC3，SOH3,…,电芯n的温度n，电流n，电压n，SOCn，SOHn。每个电芯包括第一充电时间tc1、第一弛豫时间tr1、第二充电时间tc2、第二弛豫时间tr2参数（参照图10）。步骤（a）、（b）计算不分先后，主要用于分别计算电压脉冲、电流脉冲充电方式下的充电脉冲。之后，步骤（c）主要依据Min{tc1i，tc2i}，Max{tr1i，tr2i}的原则决定最终实际所需的下一时刻的电池充电脉冲。由于电芯的不一致性，在等压情况下，通过各电芯的电流各不同，会形成环流。为此，基于每个电芯的差异和电芯健康使用考虑，采用并联电芯中最小的充电时间值对整个电池进行充电，并在用并联电芯中最大弛豫时间值进行恢复。每一时刻根据电池的所有电芯的实时数据，重新确定最合适的值作为下一个的充电脉冲，这样可降低对多电芯并联的电池结构中各电芯一致性要求，解决电池电荷均衡问题，可有效抑制电芯的充电环流问题。

以图11a、图11b所示的多电芯串并联构成的电池为例，电池的实时数据包括电芯1的温度1、电流1、电压1、SOC1、SOH1；电芯2的温度2、电流2、电压2、SOC2、SOH2；电芯3的温度3、电流3、电压3、SOC3，SOH3,…,电芯n的温度n，电流n，电压n，SOCn，SOHn。每个电芯包括第一充电时间tc1、第一弛豫时间tr1、第二充电时间tc2、第二弛豫时间tr2参数。步骤（a）、（b）计算不分先后，主要用于分别计算电压脉冲、电流脉冲充电方式下的充电脉冲。之后，步骤（c）主要依据Min{tc1i，tc2i}，Max{tr1i，tr2i}的原则决定最终实际所需的下一时刻的电池充电脉冲。对于串联部分，由于串联电池在正常运行过程中老化特性的扩展，以及电池自放电速率的差异，导致电池电荷不均衡。对于并联部分，由于电芯的不一致性，在等压情况下，通过各电芯的电流各不同，会形成环流。为此，基于每个电芯的差异和电芯健康使用考虑，采用所有电芯中最小的充电时间值对整个电池进行充电，并在用所有电芯中最大弛豫时间值进行恢复。每一时刻根据电池的所有电芯的实时数据，重新确定最合适的值作为下一个的充电脉冲，这样可降低对多电芯电池结构中各电芯一致性要求，解决电池电荷均衡问题，可充分利用电池容量，并有效抑制电芯的充电环流问题。

对于电芯中存在串联的部分，一旦有电芯达到满电状态时，如果仍按照上述（a）-（c）过程获得的充电脉冲充电，对已充满电的电芯而言，充电脉冲已无法充入电芯，已满电的电芯一直处于充电状态下，温度升高，电芯内阻变大，逐步发生老化，甚至发生损坏。为此，需要进行合理充电调整。在串联电芯中至少一个电芯达到满电状态时，参照前述（i）-（iii）过程充电。

当本发明采用图3a、图3b所示充电脉冲充电时，即在充电脉冲之后辅之放电脉冲充电方式下，本发明基于图7所示方法进一步提出一种电池全生命周期充电方法，如图8，方法包括：

步骤S201, 监测在当前时刻的充电脉冲下充电的电池实时数据；

步骤S202, 根据电池的实时数据，及第一充电时间、第一弛豫时间、第二充电时间、第二弛豫时间、第一放电恢复时间、第二放电恢复时间的变化信息，计算当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的放电脉冲；并根据电池的实时数据、第一充电时间与第一弛豫时间的变化信息，以及第二充电时间与第二弛豫时间的变化信息计算下一时刻的充电脉冲，使得电池在健康状态下具有处于最高可承受的充电电压或充电电流的最长时间；

步骤S203, 经第一前弛豫时间/第二前弛豫时间后，采用计算后的放电脉冲进行电池放电，经第一后弛豫时间/第二后弛豫时间后，采用计算后的充电脉冲对电池充电，在电池充满电之前一直循环上述过程；

所述电池在健康状态下具有处于最高可承受的充电电压或充电电流的最长时间充电的选择原则为：若充电电流控制在安全范围内，且第二充电时间不小于第一充电时间时，对电芯进行不超过第一充电时间的充电；若充电电压控制在安全范围内，且第一充电时间不小于第二充电时间时，对电芯进行不超过第二充电时间的充电。为此，基于上述原则，在对电池进行充电过程中，可全程采用电压脉冲充电或电流脉冲充电，或者，电压脉冲和电流脉冲相结合的方式充电。

当对单电芯电池进行充电管理时，首先监测在当前时刻的充电脉冲下充电的电池实时数据。根据监测到的电池实时数据，包括温度、电流、电压数据，确定荷电状态SOC、电池健康状态SOH、放电深度DOD。之后，将电池实时数据，与第一充电时间、第一弛豫时间、第二充电时间、第二弛豫时间、第一放电恢复时间、第二放电恢复时间的变化信息相对照，计算当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的放电脉冲；并根据电池的实时数据、第一充电时间与第一弛豫时间的变化信息，以及第二充电时间与第二弛豫时间的变化信息计算下一时刻的充电脉冲。接着，经第一前弛豫时间/第二前弛豫时间后，采用计算后的放电脉冲进行电池放电，经第一后弛豫时间/第二后弛豫时间后，采用计算后的充电脉冲对电池充电，在电池充满电之前继续上述监测、计算过程。

当对多电芯电池进行充电管理时，对于步骤S202中，所述计算当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的放电脉冲的步骤具体包括：

I、根据电池的实时数据，对照每个电芯的第一充电时间、第一弛豫时间随充电电压、温度、SOC、SOH变化的第一充电曲线、以及每个电芯的第一放电恢复时间随电芯的放电电压、温度、SOC、SOH、DOD变化的第一放电曲线，当满足电芯于第一充电时间和第一阈值弛豫时间内的充电电量-电芯于第一放电恢复时间内的放电电量≥电芯于第一弛豫时间内的充电电量时，确定每个电芯当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的第一放电脉冲；

II、根据电池的实时数据，对照每个电芯的第二充电时间、第二弛豫时间随充电电流、温度、SOC、SOH变化的第二充电曲线、以及每个电芯的第二放电恢复时间随电芯的放电电流、温度、SOC、SOH、DOD变化的第二放电曲线，当满足电芯于第二充电时间和第二阈值弛豫时间内的充电电量-电芯于第二放电恢复时间内的放电电量≥电芯于第二弛豫时间内的充电电量时，确定每个电芯当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的第二放电脉冲；

III、在所有电芯的第一放电脉冲中的第一放电恢复时间和第二放电脉冲中第二放电恢复时间中，选择出一个最小的放电恢复时间作为放电脉冲的脉冲宽度，并根据最小的放电恢复时间确定放电电压或放电电流作为放电脉冲的脉冲幅度。

所述变化信息以第一充电时间tc1-过充电压Vover曲线，第一弛豫时间tr1-过充电压Vover曲线（参照第一充电时间tc1-过冲电压Vover曲线的走势），第二充电时间tc2-过充电流Iover曲线，第二弛豫时间tr2-过充电流Iover曲线（参照第一充电时间tc1-过冲电压Vover曲线的走势）的方式记录，第一放电恢复时间tp1-放电深度DOD曲线，第二放电恢复时间tp2-放电深度DOD曲线（参照图6中的放电恢复时间tc-放电深度DOD曲线）。上述曲线在初始时基于电池生产商提供的初始数据形成，并在后期通过使用期间的历史数据，如温度、SOH、SOC、电流、电压、放电深度数据，进行实时校正。为此，当将电池实时数据与变化信息对照时，在满足电量约束条件，以及满足过充损害可被短时间恢复、满足放电期间不产生可逆损害的情况下，确定每个电芯当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的第一放电脉冲/第二放电脉冲。

对于步骤S202中，所述计算下一时刻充电脉冲的步骤具体包括：

(a)根据电池的实时数据，依据每个电芯的第一充电时间tc1、第一弛豫时间tr1随充电电压、温度、SOC、SOH变化的第一充电曲线确定每个电芯下一时刻的第一充电脉冲。其中，第一充电曲线包括第一充电时间tc1-过充电压Vover曲线，第一弛豫时间tr1-过充电压Vover曲线。

(b)根据电池的实时数据，依据每个电芯的第二充电时间tc2、第二弛豫时间tr2随充电电流、温度、SOC、SOH变化的第二充电曲线确定每个电芯下一时刻的第二充电脉冲。其中，第二充电曲线包括第二充电时间tc2-过充电流Iover曲线，第二弛豫时间tr2-过充电流Iover曲线。

（c）在所有电芯的第一充电脉冲中的第一充电时间tc1和第二充电脉冲中的第二充电时间tc2中，选择出一个最小的充电时间；并在所有电芯的第一充电脉冲中的第一弛豫时间tr1和第二充电脉冲中的第二弛豫时间tr2中，选择出一个最大的弛豫时间，将选择的最小充电时间、最大弛豫时间构成下一时刻的电池充电脉冲。

以图9所示的多电芯依次串联构成的电池为例，电池的实时数据包括电芯1的温度1、电流1、电压1、SOC1、SOH1、DOD1；电芯2的温度2、电流2、电压2、SOC2、SOH2、DOD2；电芯3的温度3、电流3、电压3、SOC3，SOH3,DOD3,…,电芯n的温度n，电流n，电压n，SOCn，SOHn，DODn。每个电芯包括第一充电时间tc1、第一弛豫时间tr1、第二充电时间tc2、第二弛豫时间tr2、第一放电恢复时间tp1、第二放电恢复时间tp2参数（图9未示出tp1、tp2）。步骤I、II计算不分先后，主要用于分别计算电压脉冲、电流脉冲充电方式下的放电脉冲。之后，步骤III主要依据Min{tp1i，tp2i}的原则决定最终实际所需当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的电池放电脉冲。由于串联电池在正常运行过程中老化特性的扩展，以及电池自放电速率的差异，导致电池电荷不均衡。为此，基于每个电芯的差异和电芯健康使用考虑，采用串联电芯中最小的放电恢复值对整个电池进行放电。每一时刻根据电池的所有电芯的实时数据，重新确定最合适的值作为放电脉冲，这样可降低对多电芯串联的电池结构中各电芯一致性要求，解决电池电荷均衡问题，可充分利用电池容量。

步骤（a）、（b）计算不分先后，主要用于分别计算电压脉冲、电流脉冲充电方式下的充电脉冲。之后，步骤（c）主要依据Min{tc1i，tc2i}，Max{tr1i，tr2i}的原则决定最终实际所需的下一时刻的电池充电脉冲。由于串联电池在正常运行过程中老化特性的扩展，以及电池自放电速率的差异，导致电池电荷不均衡。为此，基于每个电芯的差异和电芯健康使用考虑，采用串联电芯中最小的充电时间值对整个电池进行充电，并在用串联电芯中最大弛豫时间值进行恢复。每一时刻根据电池的所有电芯的实时数据，重新确定最合适的值作为下一个的充电脉冲，这样可降低对多电芯串联的电池结构中各电芯一致性要求，解决电池电荷均衡问题，可充分利用电池容量。

当多电芯依次串联构成的电池中均未充满电时，一旦有电芯达到满电状态时，如果仍按照前述过程继续充电，对已充满电的电芯而言，充电脉冲已无法充入电芯，已满电的电芯一直处于充电状态下，温度升高，电芯内阻变大，逐步发生老化，甚至发生损坏。为此，需要进行合理充电调整。在串联电芯中至少一个电芯达到满电状态时：

步骤1，根据电池SOC，确定达到满电状态的电芯放电给未满电状态的电芯的放电电量；

步骤2：参照前述步骤I-III进行；

步骤3：参照前述步骤（a）-（c）进行。

所述步骤1中的放电方式是将满电状态的电芯放电至未达到满电状态的电芯，使得未达到满电状态的电芯在接收电量后仍未达到满电状态。可放电至一个电芯，或者二个电芯，或者多个，或者其他所有未满电状态的电芯。例如，以最少电量的电芯为依据，满电状态的电芯将满电电量与最少电量差值的一半作为所需的放电电量进行放电，使得放电后两个电芯电量基本相等且均未达到满电状态。又例如，以最少电量的电芯为依据，满电状态的电芯将满电电量的10%放电给最少电量的电芯。又例如，满电状态的电芯将满电电量的10%均分给其他未满电状态的电芯。如图13a、13b，在电芯的串联***中，如果第i个电芯较弱（相比于第j个电芯而言，第i个电芯快充满电或已经达到满电状态），并且处于过充状态，第j个电芯未处于过充状态，则在充电脉冲的脉冲间隙，第i个电芯通过放电对第j个电芯进行充电，充电的脉冲宽度和幅度取决于：1、第i个电芯的状态恢复情况；2、第j个电芯的过充承受能力；3、i、j两个电芯之间的平衡程度。

以图10所示的多电芯相互并联构成的电池为例，电池的实时数据包括电芯1的温度1、电流1、电压1、SOC1、SOH1、DOD1；电芯2的温度2、电流2、电压2、SOC2、SOH2、DOD2；电芯3的温度3、电流3、电压3、SOC3，SOH3,DOD3，…,电芯n的温度n，电流n，电压n，SOCn，SOHn,DODn。每个电芯包括第一充电时间tc1、第一弛豫时间tr1、第二充电时间tc2、第二弛豫时间tr2、第一放电恢复时间tp1、第二放电恢复时间tp2参数（图10未示出tp1、tp2）。步骤I、II计算不分先后，主要用于分别计算电压脉冲、电流脉冲充电方式下的放电脉冲。之后，步骤III主要依据Min{tp1i，tp2i}的原则决定最终实际所需当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的电池放电脉冲。由于电芯的不一致性，在等压情况下，通过各电芯的电流各不同，会形成环流。为此，基于每个电芯的差异和电芯健康使用考虑，采用并联电芯中最小的放电恢复值对整个电池进行放电。每一时刻根据电池的所有电芯的实时数据，重新确定最合适的值作为放电脉冲，这样可降低对多电芯并联的电池结构中各电芯一致性要求，解决电池电荷均衡问题，可充分利用电池容量。

步骤（a）、（b）计算不分先后，主要用于分别计算电压脉冲、电流脉冲充电方式下的充电脉冲。之后，步骤（c）主要依据Min{tc1i，tc2i}，Max{tr1i，tr2i}的原则决定最终实际所需的下一时刻的电池充电脉冲。由于电芯的不一致性，在等压情况下，通过各电芯的电流各不同，会形成环流。为此，基于每个电芯的差异和电芯健康使用考虑，采用并联电芯中最小的充电时间值对整个电池进行充电，并在用并联电芯中最大弛豫时间值进行恢复。每一时刻根据电池的所有电芯的实时数据，重新确定最合适的值作为下一个的充电脉冲，这样可降低对多电芯并联的电池结构中各电芯一致性要求，解决电池电荷均衡问题，可有效抑制电芯的充电环流问题。

以图11a、图11b所示的多电芯串并联构成的电池为例，电池的实时数据包括电芯1的温度1、电流1、电压1、SOC1、SOH1、DOD1；电芯2的温度2、电流2、电压2、SOC2、SOH2、DOD2；电芯3的温度3、电流3、电压3、SOC3，SOH3,DOD3，…,电芯n的温度n，电流n，电压n，SOCn，SOHn，DODn。每个电芯包括第一充电时间tc1、第一弛豫时间tr1、第二充电时间tc2、第二弛豫时间tr2、第一放电恢复时间tp1、第二放电恢复时间tp2参数（图11a、11b未示出tp1、tp2）。参照多电芯并联构成的电池示例中计算当前时刻与下一时刻充电脉冲间隙的放电脉冲，以及下一时刻的充电脉冲的步骤，计算本示例下的放电脉冲和充电脉冲。对于电芯中存在串联的部分，一旦有电芯达到满电状态时，如果继续充电，对已充满电的电芯而言，充电脉冲已无法充入电芯，已满电的电芯一直处于充电状态下，温度升高，电芯内阻变大，逐步发生老化，甚至发生损坏。为此，需要进行合理充电调整。在串联电芯中至少一个电芯达到满电状态时，参照前述步骤1-3过程充电。

图12a示出了单电芯的电池全生命周期充电管理***的示例。***包括电池模块7、电池能量管理模块3、电源6、数据库5、计算控制模块4、开关模块2、检测保护模块1。所述检测保护模块1用于测试电池模块的实时数据，如电压、电流、温度，并将实时数据存入数据库内。所述检测保护模块1还在检测到问题时，启动保护功能，立刻保护电池模块。所述数据库5存储有电池的历史数据，以及第一充电时间tc1、第二充电时间tc2，第一弛豫时间tr1，第二弛豫时间tr2随Vover、Iover、温度、SOC、SOH的变化信息，如第一充电时间tc1-过充电压Vover曲线，第一弛豫时间tr1-过充电压Vover曲线，第二充电时间tc2-过充电流Iover曲线，第二弛豫时间tr2-过充电流Iover曲线。所述数据库由局域和云端数据库组成。计算控制模块4利用检测的电池参数和数据库数据进行计算，决定充电的脉冲，通过控制电源输出充电脉冲对电池模块进行充电。第一个充电脉冲结束后，第二个充电脉冲前，所述计算控制模块4依据前述方法利用测到的实时数据、数据库参数计算，使得电池在健康状态下具有处于最高可承受的充电电压或最高充电电流的最长时间，确定第二个充电脉冲；以此类推，直到电池充满为止。

所述数据库5还存储电池的第一放电恢复时间、第二放电恢复时间的变化信息，包括第一放电恢复时间tp1或第二放电恢复时间tp2随电芯的放电电流、温度、电池健康状态SOH、荷电状态SOC、电池放电深度DOD的变化信息，如第一放电恢复时间-DOD曲线，第二放电恢复时间-DOD曲线。为了进一步加快消除因充电脉冲充电对电池造成的可逆损害，所述计算控制模块4还在计算下一时刻的充电脉冲前，根据电池的实时数据，及第一充电时间、第一弛豫时间、第二充电时间、第二弛豫时间、第一放电恢复时间、第二放电恢复时间的变化信息，计算当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的放电脉冲。根据电池实时数据、第一充电时间、第一阈值弛豫时间、第二充电时间、第二阈值弛豫时间、第一放电恢复时间、第二放电恢复时间的变化信息，计算当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的放电脉冲，之后计算下一时刻的充电脉冲。所述电池模块经第一前弛豫时间/第二前弛豫时间后，根据所述计算控制模块计算的放电脉冲进行放电；所述电源经第一后弛豫时间/第二后弛豫时间后，根据所述计算控制模块计算的下一时刻的充电脉冲，在前一时刻的充电脉冲和放电脉冲完成的充电过程后对电池模块进行充电。所述电池能量管理3用于检测电池状态，可针对电池的每个电芯的电量、容量状态进行检测。

所述开关模块2可以由开关电路或开关器件构成，可根据计算控制模块、电池能量管理模块、检测保护模块的指令，进行充放电控制、保护控制。

所述检测保护模块1包括检测电路、保护电路。所述检测电路可采用现有能够检测电池电压、电流、温度的检测电路。所述保护电路可采用电池过流、过热、过压保护的常用电路。

数据库包括初始数据库、现状数据库、历史数据库，数据库存储有电芯的充放电曲线，SOH,SOC内阻，第一充电时间tc1、第二充电时间tc2，第一弛豫时间tr1，第二弛豫时间tr2随Vover、Iover、温度、SOC、SOH的变化信息，第一放电恢复时间tp1或第二放电恢复时间tp2随电芯的放电电流、温度、电池健康状态SOH、荷电状态SOC、电池放电深度DOD的变化信息。在初始阶段时，初始数据库的初始数据由电池生厂商提供，如充放电曲线，SOH,SOC内阻，并根据提供的初始信息确定的，如第一充电时间tc1、第二充电时间tc2，第一弛豫时间tr1，第二弛豫时间tr2随Vover、Iover、温度、SOC、SOH的变化信息。在充电***使用阶段期间，现状数据库存储实时更新的上述信息。历史数据库存储不同阶段的上述电池数据。所述现状数据库将现状数据输出给历史数据库。所述历史数据库反馈信息给现状数据库，每一个充电循环均进行校正，校正数据库内的信息，如第一充电时间tc1、第二充电时间tc2，第一弛豫时间tr1，第二弛豫时间tr2随Vover、Iover、温度、SOC、SOH的变化信息，第一放电恢复时间tp1或第二放电恢复时间tp2随电芯的放电电流、温度、电池健康状态SOH、荷电状态SOC、电池放电深度DOD的变化信息，进而保证电池健康、高效充电。

***依赖于上述现状数据库的信息，结合检测保护模块实时检测的电流、电压、温度数据，确定电池现状，确定SOC、SOH、tr1、tr2、tc1、tc2、tp1、tp2。基于上述计算充电脉冲的方法确定适合电池下一个时刻的充电脉冲，或者基于上述计算充电脉冲的脉冲间隙的放电脉冲以及充电脉冲的方法确定适合电池当前时刻与下一个时刻充电脉冲间的放电脉冲和下一个时刻的充电脉冲。当电池出现过流、过热等问题时，则需要启动保护模块，控制电源停止对电池模块的充电，如利用开关模块断开电源和电池模块之间的充电通路；一旦电池恢复正常，就不需要保护，恢复充电状态。

具体地，对于由单电芯构成的电池而言，当采用多个连续充电脉冲充电时，所述计算控制模块包括电池充电脉冲计算单元，用于根据充电电流或充电电压是否在安全范围内，且第一充电时间和第二充电时间的大小关系，确定采用电压脉冲充电或电流脉冲充电。每一时刻根据电池实时数据，选择合适的充电方式。当在充电脉冲后辅之放电脉冲的方式充电时，所述计算控制模块包括电池放电脉冲计算单元和电池充电脉冲计算单元。所述电池放电脉冲计算单元，用于根据电池的实时数据，对照每个电芯的第一充电时间、第一弛豫时间随充电电压、温度、SOC、SOH变化的第一充电曲线、以及每个电芯的第一放电恢复时间随电芯的放电电压、温度、SOC、SOH、DOD变化的第一放电曲线，当满足电芯于第一充电时间和第一阈值弛豫时间内的充电电量-电芯于第一放电恢复时间内的放电电量≥电芯于第一弛豫时间内的充电电量时，确定每个电芯当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的第一放电脉冲；或者根据电池的实时数据，对照每个电芯的第二充电时间、第二弛豫时间随充电电流、温度、SOC、SOH变化的第二充电曲线、以及每个电芯的第二放电恢复时间随电芯的放电电流、温度、SOC、SOH、DOD变化的第二放电曲线，当满足电芯于第二充电时间和第二阈值弛豫时间内的充电电量-电芯于第二放电恢复时间内的放电电量≥电芯于第二弛豫时间内的充电电量时，确定每个电芯当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的第二放电脉冲。所述电池充电脉冲计算单元，用于根据充电电流或充电电压是否在安全范围内，且第一充电时间和第二充电时间的大小关系，确定采用电压脉冲充电或电流脉冲充电。具体地，对于由多电芯构成（参见图12b）的电池而言，当采用多个连续充电脉冲充电时，所述计算控制模块包括第一充电脉冲计算单元、第二充电脉冲计算单元、电池充电脉冲计算单元。所述第一充电脉冲计算单元，用于根据电池的实时数据，依据每个电芯的第一充电时间tc1、第一弛豫时间tr1随充电电压、温度、SOC、SOH变化的第一曲线确定每个电芯下一时刻的第一充电脉冲。其中，第一曲线包括第一充电时间tc1-过充电压Vover曲线，第一弛豫时间tr1-过充电压Vover曲线。所述第二充电脉冲计算单元，用于根据电池的实时数据，依据每个电芯的第二充电时间tc2、第二弛豫时间tr2随充电电流、温度、SOC、SOH变化的第二曲线确定每个电芯下一时刻的第二充电脉冲。其中，第二曲线包括第二充电时间tc2-过充电流Iover曲线，第二弛豫时间tr2-过充电流Iover曲线。所述电池充电脉冲计算单元，用于在所有电芯的第一充电脉冲中的第一充电时间tc1和第二充电脉冲中的第二充电时间tc2中，选择出一个最小的充电时间；并在所有电芯的第一充电脉冲中的第一弛豫时间tr1和第二充电脉冲中的第二弛豫时间tr2中，选择出一个最大的弛豫时间，将选择的最小充电时间、最大弛豫时间构成下一时刻的电池充电脉冲。该计算控制模块可适于各类电池结构。

当在充电脉冲后辅之放电脉冲的方式充电时，所述计算控制模块包括第一放电脉冲计算单元、第二放电脉冲计算单元、电池放电脉冲计算单元、第一充电脉冲计算单元、第二充电脉冲计算单元、电池充电脉冲计算单元。所述第一放电脉冲计算单元用于根据电池的实时数据，对照每个电芯的第一充电时间、第一弛豫时间随充电电压、温度、SOC、SOH变化的第一充电曲线、以及每个电芯的第一放电恢复时间随电芯的放电电压、温度、SOC、SOH、DOD变化的第一放电曲线，当满足电芯于第一充电时间和第一阈值弛豫时间内的充电电量-电芯于第一放电恢复时间内的放电电量≥电芯于第一弛豫时间内的充电电量时，确定每个电芯当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的第一放电脉冲。所述第二放电脉冲计算单元用于根据电池的实时数据，对照每个电芯的第二充电时间、第二弛豫时间随充电电流、温度、SOC、SOH变化的第二充电曲线、以及每个电芯的第二放电恢复时间随电芯的放电电流、温度、SOC、SOH、DOD变化的第二放电曲线，当满足电芯于第二充电时间和第二阈值弛豫时间内的充电电量-电芯于第二放电恢复时间内的放电电量≥电芯于第二弛豫时间内的充电电量时，确定每个电芯当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的第二放电脉冲。所述电池放电脉冲计算单元，用于在所有电芯的第一放电脉冲中的第一放电恢复时间和第二放电脉冲中第二放电恢复时间中，选择出一个最小的放电恢复时间作为放电脉冲的脉冲宽度，并根据最小的放电恢复时间确定放电电压或放电电流作为放电脉冲的脉冲幅度。第一充电脉冲计算单元、第二充电脉冲计算单元、电池充电脉冲计算单元的工作原理分别参照采用多个连续充电脉冲充电时的计算控制模块内的第一充电脉冲计算单元、第二充电脉冲计算单元、电池充电脉冲计算单元的工作原理。

所述计算控制模块还包括放电控制单元。当电池中有电芯串联时，并且所述电池能量管理模块检测到有电芯达到满电状态时，所述放电控制单元启动。在启动前，利用开关模块关断电源对电池模块的充电通路。之后进行放电操作。当放电完毕后，所述开关模块闭合，接入电源对电池模块进行充电。第一放电脉冲计算单元、第二放电脉冲计算单元（第一放电脉冲计算单元和第二放电脉冲计算单元在采用充电脉冲后辅之放电脉冲的方式充电时触发）、第一充电脉冲计算单元、第二充电脉冲计算单元、电池充电脉冲计算单元工作，计算下一个时刻的充电脉冲。所述放电控制单元根据预设的放电策略执行放电工作，如将满电状态的电芯放电至未达到满电状态的电芯，使得未达到满电状态的电芯在接收电量后仍未达到满电状态，如以最少电量的电芯为依据，满电状态的电芯将满电电量与最少电量差值的一半作为所需的放电电量进行放电，使得放电后两个电芯电量基本相等且均未达到满电状态。又例如，以最少电量的电芯为依据，满电状态的电芯将满电电量的10%放电给最少电量的电芯。又例如，满电状态的电芯将满电电量的10%均分给其他未满电状态的电芯。

参见图12b，该电池由多个电芯串联后再并联构成。充电脉冲的幅度、宽度由最小的（tc1i, tc2i)的电芯（即最弱的电芯）决定；检测保护模块和电池能量管理模块则可以在所有的电芯寻求平衡的同时，也可对最弱电芯产生放电脉冲，以保证此电芯在脉冲过充电的情况下得到快速恢复。通过平衡和电芯间的能量管理，整体电池***的脉冲宽度可以最大化，而脉冲间隙可以最小化，从而在保证电芯健康运行的情况下，大幅加快充电速度，这对于超快速充电的应用非常有意义。

具体地，***包括数据库104、计算控制模块103、电源102、功率开关101、电池模块105、检测保护电池能量管理模块100。所述模块100集成了上述检测保护、电池能量管理模块的所有功能，用于实时检测电池***各电芯的电流、电压、温度，极端情况下进行电池保护，进行电池电芯之间的简单平衡，以及电池电芯之间的能量管理。所述功率开关101和所述电源102均受控于计算控制模块103，用于控制电源对电池模块105的充电。数据库104由局域数据库和云数据库组成。检测保护电池能量管理模块100测试的数据实时输入数据库，同时通过计算控制模块103校正每个电芯的第一充电曲线、第二充电曲线、第一放电曲线、第二放电曲线。根据min{tc1i, tc2i}, max{tr1i, tr2i},min{tp1i，tp2i}，计算控制模块103通过控制电源102 及功率开关101, 产生充电脉冲并产生辅之充电脉冲的放电脉冲，控制对电池模块105充电。与此同时，检测保护电池能量管理模块100实时不间断检测电池模块各电芯及行为，产生后续的脉冲序列，直到电池充满为止。本发明方法产生的脉冲序列均为连续的充电脉冲构成，或者由充电脉冲辅之放电脉冲构成，或者包含上述两种可能。该***采用本发明电池全生命周期充电方法可以保证每个电芯工作在健康区域的同时，充电最安全，速度最快。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (20)

1.一种电芯充电控制方法，其特征在于，包括：利用充电脉冲对电芯充电；

充电脉冲的脉冲幅度为充电电压，充电脉冲的脉冲宽度不大于第一充电时间，充电脉冲的脉冲间隙不小于第一弛豫时间；

其中，所述第一充电时间为充电时电芯处在过充电压，但尚未形成不可逆损坏的最长时间；所述第一弛豫时间为电芯经过第一充电时间充电后，从过充状态恢复到正常态的时间；

或者，充电脉冲的脉冲幅度为充电电流，充电脉冲的脉冲宽度不大于第二充电时间，充电脉冲的脉冲间隙不小于第二弛豫时间；

其中，所述第二充电时间为充电时电芯处在过充电流，但尚未形成不可逆损坏的最长时间；所述第二弛豫时间为电芯经过第二充电时间充电后，从过充状态恢复到正常态的时间。

2.根据权利要求1所述的一种电芯充电控制方法，其特征在于，还包括：所述充电脉冲的脉冲间隙间设置放电脉冲；

当充电脉冲的脉冲幅度为充电电压时，充电脉冲的脉冲间隙不小于第一阈值弛豫时间且不大于第一弛豫时间；第一阈值弛豫时间等于第一前弛豫时间、第一放电恢复时间和第一后弛豫时间之和；放电脉冲的脉冲幅度为放电电压，放电脉冲的脉冲宽度不大于第一放电恢复时间；

其中，所述第一阈值弛豫时间为充电脉冲的脉冲间隙具有放电脉冲时，电芯经过第一充电时间充电后，从过充状态恢复到正常态的时间；所述第一前弛豫时间为充电脉冲变化为放电脉冲的过渡时间；所述第一放电恢复时间为放电时电芯处在不会对电极产生畸变的电压下放电的时间；所述第一后弛豫时间为放电脉冲变化为充电脉冲的过渡时间；

或者，当充电脉冲的脉冲幅度为充电电流时，充电脉冲的脉冲宽度不大于第二充电时间，充电脉冲的脉冲间隙不小于第二阈值弛豫时间且不大于第二弛豫时间；第二阈值弛豫时间等于第二前弛豫时间、第二放电恢复时间和第二后弛豫时间之和；放电脉冲的脉冲幅度为放电电流，放电脉冲的脉冲宽度不大于第二放电恢复时间；

其中，所述第二阈值弛豫时间为充电脉冲的脉冲间隙具有放电脉冲时，电芯经过第二充电时间充电后，从过充状态恢复到正常态的时间；所述第二前弛豫时间为充电脉冲变化为放电脉冲的过渡时间；所述第二放电恢复时间为放电时电芯处在不会对电极产生畸变的电流下放电的时间；所述第二后弛豫时间为放电脉冲变化为充电脉冲的过渡时间。

3.根据权利要求1或2所述的一种电芯充电控制方法，其特征在于，所述正常态为未对电极产生畸变的充电状态，或不充电状态。

4.根据权利要求1或2所述的一种电芯充电控制方法，其特征在于，所述第一充电时间随环境温度、充电电压、荷电状态SOC和电池健康状态SOH变化。

5.根据权利要求1或2所述的一种电芯充电控制方法，其特征在于，所述第一充电时间与过充电压呈反比关系。

6.根据权利要求1或2所述的一种电芯充电控制方法，其特征在于，所述第二充电时间随环境温度、充电电流、荷电状态SOC和电池健康状态SOH变化。

7.根据权利要求1或2所述的一种电芯充电控制方法，其特征在于，所述第二充电时间与过充电流呈反比关系。

8.一种电池全生命周期充电方法，其特征在于，包括：

监测在当前时刻的充电脉冲下充电的电池实时数据；

根据电池的实时数据、第一充电时间与第一弛豫时间的变化信息，以及第二充电时间与第二弛豫时间的变化信息计算下一时刻的充电脉冲，使得电池在健康状态下具有处于最高可承受的充电电压或充电电流的最长时间；

采用计算后的充电脉冲对电池充电，在电池充满电之前一直循环上述过程；

其中，所述电池的实时数据包括电池的电压、电流、温度数据；

所述充电脉冲的脉冲幅度为充电电压，充电脉冲的脉冲宽度不大于第一充电时间，充电脉冲的脉冲间隙不小于第一弛豫时间；所述第一充电时间为充电时电芯处在过充电压，但尚未形成不可逆损坏的最长时间；所述第一充电时间随环境温度、充电电流、荷电状态SOC和电池健康状态SOH变化；所述第一弛豫时间为电芯经过第一充电时间充电后，从过充状态恢复到正常态的时间；

或者，所述充电脉冲的脉冲幅度为充电电流，充电脉冲的脉冲宽度不大于第二充电时间，充电脉冲的脉冲间隙不小于第二弛豫时间；所述第二充电时间为充电时电芯处在过充电流，但尚未形成不可逆损坏的最长时间；所述第二充电时间随环境温度、充电电压、荷电状态SOC和电池健康状态SOH变化；所述第二弛豫时间为电芯经过第二充电时间充电后，从过充状态恢复到正常态的时间。

9.根据权利要求8所述的一种电池全生命周期充电方法，其特征在于，还包括：在计算下一时刻的充电脉冲前，根据电池的实时数据，及第一充电时间、第一弛豫时间、第二充电时间、第二弛豫时间、第一放电恢复时间、第二放电恢复时间的变化信息，计算当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的放电脉冲；

之后计算下一时刻的充电脉冲；

经第一前弛豫时间/第二前弛豫时间后，采用计算后的放电脉冲进行电池放电，经第一后弛豫时间/第二后弛豫时间后，采用计算后的充电脉冲对电池充电，在电池充满电之前一直循环上述过程；

当所述充电脉冲的脉冲幅度为充电电压时，充电脉冲的脉冲宽度不大于第一充电时间，充电脉冲的脉冲间隙不小于第一阈值弛豫时间且不大于第一弛豫时间；第一阈值弛豫时间等于第一前弛豫时间、第一放电恢复时间和第一后弛豫时间之和；放电脉冲的脉冲幅度为放电电压，放电脉冲的脉冲宽度不大于第一放电恢复时间；

所述第一阈值弛豫时间为充电脉冲的脉冲间隙具有放电脉冲时，电芯经过第一充电时间充电后，从过充状态恢复到正常态的时间；所述第一前弛豫时间为充电脉冲变化为放电脉冲的过渡时间；所述第一放电恢复时间为放电时电芯处在不会对电极产生畸变的电压下放电的时间；所述第一后弛豫时间为放电脉冲变化为充电脉冲的过渡时间；

或者，当所述充电脉冲的脉冲幅度为充电电流时，充电脉冲的脉冲宽度不大于第二充电时间，充电脉冲的脉冲间隙不小于第二阈值弛豫时间且不大于第二弛豫时间；第二阈值弛豫时间等于第二前弛豫时间、第二放电恢复时间和第二后弛豫时间之和；放电脉冲的脉冲幅度为放电电流，放电脉冲的脉冲宽度不大于第二放电恢复时间；

所述第二阈值弛豫时间为充电脉冲的脉冲间隙具有放电脉冲时，电芯经过第二充电时间充电后，从过充状态恢复到正常态的时间；所述第二前弛豫时间为充电脉冲变化为放电脉冲的过渡时间；所述第二放电恢复时间为放电时电芯处在不会对电极产生畸变的电流下放电的时间；所述第二后弛豫时间为放电脉冲变化为充电脉冲的过渡时间。

10.根据权利要求8或9所述的一种电池全生命周期充电方法，其特征在于，所述电池在健康状态下具有处于最高可承受的充电电压或充电电流的最长时间充电的选择原则为：

若充电电流控制在安全范围内，且第二充电时间不小于第一充电时间时，对电芯进行不超过第一充电时间的充电；

若充电电压控制在安全范围内，且第一充电时间不小于第二充电时间时，对电芯进行不超过第二充电时间的充电。

11.根据权利要求9所述的一种电池全生命周期充电方法，其特征在于，所述计算当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的放电脉冲，之后计算下一时刻的充电脉冲的步骤包括：

根据电池的实时数据，对照每个电芯的第一充电时间、第一弛豫时间随充电电压、温度、SOC、SOH变化的第一充电曲线、以及每个电芯的第一放电恢复时间随电芯的放电电压、温度、SOC、SOH、DOD变化的第一放电曲线，当满足电芯于第一充电时间和第一阈值弛豫时间内的充电电量-电芯于第一放电恢复时间内的放电电量≥电芯于第一弛豫时间内的充电电量时，确定每个电芯当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的第一放电脉冲；根据电池的实时数据，对照每个电芯的第二充电时间、第二弛豫时间随充电电流、温度、SOC、SOH变化的第二充电曲线、以及每个电芯的第二放电恢复时间随电芯的放电电流、温度、SOC、SOH、DOD变化的第二放电曲线，当满足电芯于第二充电时间和第二阈值弛豫时间内的充电电量-电芯于第二放电恢复时间内的放电电量≥电芯于第二弛豫时间内的充电电量时，确定每个电芯当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的第二放电脉冲；在所有电芯的第一放电脉冲中的第一放电恢复时间和第二放电脉冲中第二放电恢复时间中，选择出一个最小的放电恢复时间作为放电脉冲的脉冲宽度，并根据最小的放电恢复时间确定放电电压或放电电流作为放电脉冲的脉冲幅度；

根据电池的实时数据，依据每个电芯的第一充电时间、第一弛豫时间随充电电压、温度、SOC、SOH变化的第一充电曲线确定每个电芯下一时刻的第一充电脉冲；根据电池的实时数据，依据每个电芯的第二充电时间、第二弛豫时间随充电电流、温度、SOC、SOH变化的第二充电曲线确定每个电芯下一时刻的第二充电脉冲；在所有电芯的第一充电脉冲中的第一充电时间和第二充电脉冲中的第二充电时间中，选择出一个最小的充电时间作为充电脉冲的脉冲宽度，并根据最小的充电时间确定充电电压或充电电流作为充电脉冲的脉冲幅度。

12.根据权利要求8或9所述的一种电池全生命周期充电方法，其特征在于，所述电池全生命周期充电方法适用于由多个电芯串联构成的电池，或由多个电芯并联构成的电池，或由多个电芯串并联构成的电池。

13.根据权利要求9所述的一种电池全生命周期充电方法，其特征在于，当电池包括串联电芯时，所述计算当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的放电脉冲，之后计算下一时刻的充电脉冲的步骤包括：

在串联电芯中的所有电芯均未充满电时：

根据电池的实时数据，对照每个电芯的第一充电时间、第一弛豫时间随充电电压、温度、SOC、SOH变化的第一充电曲线、以及每个电芯的第一放电恢复时间随电芯的放电电压、温度、SOC、SOH、DOD变化的第一放电曲线，当满足电芯于第一充电时间和第一阈值弛豫时间内的充电电量-电芯于第一放电恢复时间内的放电电量≥电芯于第一弛豫时间内的充电电量时，确定每个电芯当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的第一放电脉冲；根据电池的实时数据，对照每个电芯的第二充电时间、第二弛豫时间随充电电流、温度、SOC、SOH变化的第二充电曲线、以及每个电芯的第二放电恢复时间随电芯的放电电流、温度、SOC、SOH、DOD变化的第二放电曲线，当满足电芯于第二充电时间和第二阈值弛豫时间内的充电电量-电芯于第二放电恢复时间内的放电电量≥电芯于第二弛豫时间内的充电电量时，确定每个电芯当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的第二放电脉冲；在所有电芯的第一放电脉冲中的第一放电恢复时间和第二放电脉冲中第二放电恢复时间中，选择出一个最小的放电恢复时间作为放电脉冲的脉冲宽度，并根据最小的放电恢复时间确定放电电压或放电电流作为放电脉冲的脉冲幅度；

根据电池的实时数据，依据每个电芯的第一充电时间、第一弛豫时间随充电电压、温度、SOC、SOH变化的第一充电曲线确定每个电芯下一时刻的第一充电脉冲；根据电池的实时数据，依据每个电芯的第二充电时间、第二弛豫时间随充电电流、温度、SOC、SOH变化的第二充电曲线确定每个电芯下一时刻的第二充电脉冲；在所有电芯的第一充电脉冲中的第一充电时间和第二充电脉冲中的第二充电时间中，选择出一个最小的充电时间作为充电脉冲的脉冲宽度，并根据最小的充电时间确定充电电压或充电电流作为充电脉冲的脉冲幅度；

在串联电芯中至少一个电芯达到满电状态时：

根据电池SOC，确定达到满电状态的电芯放电给未满电状态的电芯的放电电量；

根据电池的实时数据，对照每个电芯的第一充电时间、第一弛豫时间随充电电压、温度、SOC、SOH变化的第一充电曲线、以及每个电芯的第一放电恢复时间随电芯的放电电压、温度、SOC、SOH、DOD变化的第一放电曲线，当满足电芯于第一充电时间和第一阈值弛豫时间内的充电电量-电芯于第一放电恢复时间内的放电电量≥电芯于第一弛豫时间内的充电电量时，确定每个电芯当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的第一放电脉冲；根据电池的实时数据，对照每个电芯的第二充电时间、第二弛豫时间随充电电流、温度、SOC、SOH变化的第二充电曲线、以及每个电芯的第二放电恢复时间随电芯的放电电流、温度、SOC、SOH、DOD变化的第二放电曲线，当满足电芯于第二充电时间和第二阈值弛豫时间内的充电电量-电芯于第二放电恢复时间内的放电电量≥电芯于第二弛豫时间内的充电电量时，确定每个电芯当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的第二放电脉冲；在所有电芯的第一放电脉冲中的第一放电恢复时间和第二放电脉冲中第二放电恢复时间中，选择出一个最小的放电恢复时间作为放电脉冲的脉冲宽度，并根据最小的放电恢复时间确定放电电压或放电电流作为放电脉冲的脉冲幅度；

根据电池的实时数据，依据每个电芯的第一充电时间、第一弛豫时间随充电电压、温度、SOC、SOH变化的第一充电曲线确定每个电芯下一时刻的第一充电脉冲；根据电池的实时数据，依据每个电芯的第二充电时间、第二弛豫时间随充电电流、温度、SOC、SOH变化的第二充电曲线确定每个电芯下一时刻的第二充电脉冲；在所有电芯的第一充电脉冲中的第一充电时间和第二充电脉冲中的第二充电时间中，选择出一个最小的充电时间作为充电脉冲的脉冲宽度，并根据最小的充电时间确定充电电压或充电电流作为充电脉冲的脉冲幅度。

14.根据权利要求13所述的一种电池全生命周期充电方法，其特征在于，在充电脉冲的脉冲间隙期间，先将达到满电状态的电芯按照确定的放电电量放电给未满电状态的电芯，再根据计算后的放电脉冲进行电池放电，之后采用计算后的充电脉冲对电池充电。

15.根据权利要求8或9所述的一种电池全生命周期充电方法，其特征在于，还包括：在每个充电脉冲和放电脉冲完成充电的一个周期后，根据电池的实时数据、SOC、SOH，对每个电芯的第一充电曲线、第二充电曲线进行实时校正；根据电池实时数据、SOH、SOC、DOD，对每个电芯的第一放电曲线、第二放电曲线进行实时校正。

16.根据权利要求8或9所述的一种电池全生命周期充电方法，其特征在于，所述方法适用于化学电池的充电。

17.一种电池全生命周期充电***，其特征在于，包括电池模块、检测保护模块、电源、数据库、计算控制模块；所述数据库存储电池的第一充电时间和第一弛豫时间的变化信息、以及第二充电时间和第二弛豫时间的变化信息；所述检测保护模块用于实时检测电池模块，以获得电池模块的电池实时数据；所述计算控制模块根据电池实时数据、第一充电时间和第一弛豫时间的变化信息、第二充电时间和第二弛豫时间的变化信息，计算下一时刻的充电脉冲，使得电池在健康状态下具有处于最高可承受的充电电压或充电电流的最长时间；所述电源根据所述计算控制模块计算的充电脉冲进行充电，直至充电完成；

其中，所述电池的实时数据包括电池的电压、电流、温度数据；

所述充电脉冲的脉冲幅度为充电电压，充电脉冲的脉冲宽度不大于第一充电时间，充电脉冲的脉冲间隙不小于第一弛豫时间；所述第一充电时间为充电时电芯处在过充电压，但尚未形成不可逆损坏的最长时间；所述第一充电时间随环境温度、充电电流、荷电状态SOC和电池健康状态SOH变化；所述第一弛豫时间为电芯经过第一充电时间充电后，从过充状态恢复到正常态的时间；

或者，所述充电脉冲的脉冲幅度为充电电流，充电脉冲的脉冲宽度不大于第二充电时间，充电脉冲的脉冲间隙不小于第二弛豫时间；所述第二充电时间为充电时电芯处在过充电流，但尚未形成不可逆损坏的最长时间；所述第二充电时间随环境温度、充电电压、荷电状态SOC和电池健康状态SOH变化；所述第二弛豫时间为电芯经过第二充电时间充电后，从过充状态恢复到正常态的时间。

18.根据权利要求17所述的一种电池全生命周期充电***，其特征在于，所述数据库还存储电池的第一放电恢复时间、第二放电恢复时间的变化信息；所述计算控制模块还在计算下一时刻的充电脉冲前，根据电池的实时数据，及第一充电时间、第一弛豫时间、第二充电时间、第二弛豫时间、第一放电恢复时间、第二放电恢复时间的变化信息，计算当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的放电脉冲；根据电池实时数据、第一充电时间、第一阈值弛豫时间、第二充电时间、第二阈值弛豫时间、第一放电恢复时间、第二放电恢复时间的变化信息，计算当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的放电脉冲，之后计算下一时刻的充电脉冲；所述电池模块经第一前弛豫时间/第二前弛豫时间后，根据所述计算控制模块计算的放电脉冲进行放电；所述电源经第一后弛豫时间/第二后弛豫时间后，根据所述计算控制模块计算的下一时刻的充电脉冲，在前一时刻的充电脉冲和放电脉冲完成的充电过程后对电池模块进行充电；

当所述充电脉冲的脉冲幅度为充电电压时，充电脉冲的脉冲宽度不大于第一充电时间，充电脉冲的脉冲间隙不小于第一阈值弛豫时间且不大于第一弛豫时间；第一阈值弛豫时间等于第一前弛豫时间、第一放电恢复时间和第一后弛豫时间之和；放电脉冲的脉冲幅度为放电电压，放电脉冲的脉冲宽度不大于第一放电恢复时间；

所述第一阈值弛豫时间为充电脉冲的脉冲间隙具有放电脉冲时，电芯经过第一充电时间充电后，从过充状态恢复到正常态的时间；所述第一前弛豫时间为充电脉冲变化为放电脉冲的过渡时间；所述第一放电恢复时间为放电时电芯处在不会对电极产生畸变的电压下放电的时间；所述第一后弛豫时间为放电脉冲变化为充电脉冲的过渡时间；

或者，当所述充电脉冲的脉冲幅度为充电电流时，充电脉冲的脉冲宽度不大于第二充电时间，充电脉冲的脉冲间隙不小于第二阈值弛豫时间且不大于第二弛豫时间；第二阈值弛豫时间等于第二前弛豫时间、第二放电恢复时间和第二后弛豫时间之和；放电脉冲的脉冲幅度为放电电流，放电脉冲的脉冲宽度不大于第二放电恢复时间；

所述第二阈值弛豫时间为充电脉冲的脉冲间隙具有放电脉冲时，电芯经过第二充电时间充电后，从过充状态恢复到正常态的时间；所述第二前弛豫时间为充电脉冲变化为放电脉冲的过渡时间；所述第二放电恢复时间为放电时电芯处在不会对电极产生畸变的电流下放电的时间；所述第二后弛豫时间为放电脉冲变化为充电脉冲的过渡时间。

19.根据权利要求18所述的一种电池全生命周期充电***，其特征在于，所述计算控制模块包括：

第一放电脉冲计算单元，用于根据电池的实时数据，对照每个电芯的第一充电时间、第一弛豫时间随充电电压、温度、SOC、SOH变化的第一充电曲线、以及每个电芯的第一放电恢复时间随电芯的放电电压、温度、SOC、SOH、DOD变化的第一放电曲线，当满足电芯于第一充电时间和第一阈值弛豫时间内的充电电量-电芯于第一放电恢复时间内的放电电量≥电芯于第一弛豫时间内的充电电量时，确定每个电芯当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的第一放电脉冲；

第二放电脉冲计算单元，用于根据电池的实时数据，对照每个电芯的第二充电时间、第二弛豫时间随充电电流、温度、SOC、SOH变化的第二充电曲线、以及每个电芯的第二放电恢复时间随电芯的放电电流、温度、SOC、SOH、DOD变化的第二放电曲线，当满足电芯于第二充电时间和第二阈值弛豫时间内的充电电量-电芯于第二放电恢复时间内的放电电量≥电芯于第二弛豫时间内的充电电量时，确定每个电芯当前时刻与下一时刻充电脉冲之间的第二放电脉冲；

电池放电脉冲计算单元，用于在所有电芯的第一放电脉冲中的第一放电恢复时间和第二放电脉冲中第二放电恢复时间中，选择出一个最小的放电恢复时间作为放电脉冲的脉冲宽度，并根据最小的放电恢复时间确定放电电压或放电电流作为放电脉冲的脉冲幅度；

第一充电脉冲计算单元， 用于根据电池的实时数据 ，依据每个电芯的第一充电时间、第一弛豫时间随充电电压、温度、SOC、SOH变化的第一充电曲线确定每个电芯下一时刻的第一充电脉冲；

第二充电脉冲计算单元，用于根据电池的实时数据，依据每个电芯的第二充电时间、第二弛豫时间随充电电流、温度、SOC、SOH变化的第二充电曲线确定每个电芯下一时刻的第二充电脉冲；

电池充电脉冲计算单元，用于在所有电芯的第一充电脉冲中的第一充电时间和第二充电脉冲中的第二充电时间中，选择出一个最小的充电时间作为充电脉冲的脉冲宽度，并根据最小的充电时间确定充电电压或充电电流作为充电脉冲的脉冲幅度。

20.根据权利要求19所述的一种电池全生命周期充电***，其特征在于，还包括设于电源和电池模块之间的电池能量管理模块和开关模块；所述计算控制模块还包括放电控制单元，用于在所述电池能量管理模块检测到串联电芯中至少一个电芯达到满电状态时，控制所述开关模块切断电源并控制达到满电状态的电芯放电给未满电状态的电芯，当放电完毕后再控制开关模块接入电源充电，并触发第一放电脉冲计算单元、第二放电脉冲计算单元、电池放电脉冲计算单元、第一充电脉冲计算单元、第二充电脉冲计算单元、电池充电脉冲计算单元工作。

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