原标题：SOC-OCV曲线是否始终值得信赖的吗?

这是晓宇第一篇习作，请大家轻拍。也是在群聊之后有了一些总结和提出自己的看法的想法。我想《汽车电子设计》这个公众号能为工程师们发表完整的看法和观点出点力。

众所周知SOC-OCV曲线是我们电池在SOC标定过程中非常重要的一条曲线，通常在电动汽车运行了一段时间后，在车辆静置再启动前，BMS会调用这个曲线，对SOC值进行一次矫正，并通过一定的算法和其他矫正系数得到一个SOC值的更新，因此这个曲线的准确性就显得尤为重要，可能直接关系到了SOC的精度，那么这个曲线的值是我们永远可以相信的吗？

首先我们来看看SOC-OCV曲线究竟是由什么决定的，我们知道锂离子电池主要是由锂离子脱嵌和插入正负极的晶格来完成电池的充放电的，也就是是所谓的“摇椅式”机理，而正负极材料插入脱出锂离子时相对于金属锂的电位差值构成了电池的电压。如下图所示

例如LFP和LCO的对锂电位约为在3.4V和3.7V，镍酸锂也大约在3.7V，石墨大约在0.01-0.2V,两个电压平台的差值也就得到了我们一般所看到的锂离子电池工作时的电压平台。而在实际使用过程中这个电压平台很大程度上受到了电流大小，温度高低的影响，也就是受到电池极化的影响，通常可以认为U0=U-IR， 这里的IR其实就反应的就是极化内阻对电压平台的影响，但这并不是我们所说的SOC-OCV曲线，SOC-OCV曲线则应该反应的是一个电池长时间静态条件下得到的一个稳定参数，与OCV有关的应该是熵变，理论上应该并不受到其他外部因素的影响，那么实际情况下真的是这样嘛？

首先我们来看看温度是否对我们实测的曲线有影响。下图是几组在不同温度下通过相同HPPC实验得到的SOC-OCV曲线

工况从25度到逐步降低到-30度

曲线从上到下依次为25至-30度的若干温度点

两款不同体系的电池，表现出来的曲线现象是很一致的，基本上电压平台从高到低对应了温度的逐渐下降，那么这能说明OCV-SOC曲线受到了温度的影响吗？

诚然温度会影响到电池的内部参数如扩散系数等，但影响能达到本图中接近30-40mv吗？这个偏差中实际温度的影响因素又有多大呢？

造成上图OCV shifting的原因，我认为更大可能是因为在这种测试工况下未有足够的静置时间，由于低温下电池较严重的极化，显然电池还没有达到绝对的稳态，也就是说第一静置时间不够长，第二在每一个SOC range调整之间的电流还不够小。但实际工况中会有绝对长的静置时间吗，于是这其实也就引出了另一个问题，我们到底要什么样的SOC-OCV曲线，是结合实际工况的呢？还是在一些BSE实验中追求的绝对稳态，这就引出了对SOC-OCV曲线本身测试方法的讨论。

那么我接下来讨论下测试方法的影响。我们知道在目前的测试体系当中，电池测试的也许是一个组，做BMS算法标定的可能是另一个组，也可能存在自己不做电池测试的bms或者整车厂选择直接选择由供应商提供数据，这也就造成了可能在某些方面的隔阂，做测试的不知道正常工况，需要标定数据的不足够了解电池测试方法。那么测试方法的不一致，究竟能多大程度上影响SOC-OCV曲线呢？有人说，我只要静置时间足够长，SOC调整时电流足够小就可以消除这些差异，那么多小时足够小，多长是足够长呢？在不同温度下这个时间需不需要调整呢，如果说每5%SOC，12个小时搁置时间，0.05C的电流被认为是一个很接近稳态的测试方法了吧，那如果对比100个小时搁置时间，0.01C的电流呢，可能答案是还有10-20mv的差异，但如果这样测甚至要将电池自放电的因素也要考虑进去，那就是一个更复杂的模型了，所以我更愿意相信，我们并不应该是去追求一个绝对稳态的SOC-OCV模型，而应该结合你实际的使用工况来调用不同的SOC-OCV曲线，这样才能使矫正来的更有意义。

接下来我还想讨论引入一个更复杂的因素，如果电池不是新电池的，那么SOC-OCV曲线会随着电池寿命的衰减漂移吗？当然前提是假定排除以上两个因素，即在相同的SOC-OCV测试条件下进行比较。

下面三个表是某较苛刻条件下的快充工况标定数据，电池为某款能量型电池，可以看到在测试跨度约一年的周期内，分别截取BOL，约500大圈和约1000大圈的数据：

从上表我们可以明显看到变化趋势，

同一个SOC点下，OCV值是有逐渐降低趋势的，

从BOL到1000圈，各SOC标定点降低幅度约10-30mv，甚至有些点SOC点降低接近了40mv

那么这是一个普遍的趋势嘛？答案是并不竟然。

那么造成有些电池的OCV shifting的原因是什么， 其实这些shifting的同时，往往也伴随着电池本身容量的衰减，而容量的衰减其实也正反应了电池本身正极材料可能已经发生了部分失活，而这种情况在富锂锰基正极材料中可能表现的更为明显，因为这种材料在循环后期由于其自身较差的稳定性，可能从层状结构转为尖晶石状，最终导致了电压平台的变化。而其他较稳定结构的正极材料这种变化趋势可能就没有那么明显。

最后我想讨论一下内阻是否对这个曲线也有影响。什么是电池内阻，电池内阻主要分为“欧姆内阻”和“极化内阻”。欧姆内阻是由电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分组成本身的接触电阻组成，由材料本身的特性决定。而极化内阻是指电化学反应时由极化引起的电阻，包括电化学极极化和浓差极化引起的电阻。我们所测的直流内阻通常都是指的包含了这个极化内阻的值。关于内阻是引起OCV漂移的一个主要因素呢？我认为内阻的影响更应该像是一个“假”影响，内阻和OCV的变化应该都是由材料本身决定的，例如富锂结构发生无序性转变，由层状变为了尖晶石，也就是内阻和OCV都是变化的“果”，在循环后期内阻上升，同时伴随了OCV shifting，造成了OCV随着内阻变化的假象，而其实两个因素都应该更多的是由于材料本身变化引起的因变量。

综上所述，我认为关于是否能够信任SOC-OCV这条曲线并把它当做SOC矫正的主要参考依据的问题，关键在于你调用曲线时，得到曲线的测试工况是否与你矫正时的整车实际运行工况相似；而需要特别注意的是后期容量已经有明显衰减的电池，应特别注意其正极材料的失活是否可能已经导致了电压平台的偏移；最后关于内阻的问题，我认为可能均是电池内部活性材料变化所引起的现象，并不能简单的将内阻变化与OCV的漂移这两件事关系联系起来。

以上均是个人的粗浅见解，可能有很多不对的地方，敬请各位大拿多多批评指正。谢谢。返回搜狐，查看更多

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