CVP 与传统 CCCV 充电的区别在于它控制的是电池的极化电压，而不仅仅是其外部端电压。 CCCV 在端电压达到上限前保持电流恒定，随后在电流逐渐减小时保持电压恒定；这可能导致充电后期极化迅速上升。CVP 则连续调节电流，在充电初期和末期使用较低电流，而在中期使用较高电流，从而使极化保持在较低且大致恒定的水平，使工作电压更紧密地跟随电池的平衡 OCV 曲线。
核心区别在于充电器调节的对象： CCCV 调节的是端电压，而 CVP 调节的是与电化学极化相关的电压。通过保持极化低且稳定，CVP 将电池真实的 SOC 依赖型 OCV 行为与充电引起的电压上升分离开来，在减少退化的同时实现更快的充电。
CCCV 控制的内容
端电压是主要的反馈信号
在传统的 CCCV 充电中，电池在初始阶段接收固定电流。当端电压达到预设上限（例如许多锂离子电池为 4.2 V）时，充电器切换到恒压模式。
因此，充电器响应的是外部端电压，它不仅包含电池的平衡电压，还反映了欧姆电阻、电化学极化和开路电压的综合影响。
后期极化会扭曲电压
随着 SOC（荷电状态）的增加，电池对电流的接受能力通常会下降。在固定电流阶段，这会导致极化电压升高，在充电后期往往会急剧上升。
因此，端电压可能会在电池内部状态被其 OCV 清晰表征之前就达到上限。随后充电器进入恒压（CV）阶段，但高极化已经产生了额外的电化学和热应力。
电压上限可能过快达到
接近 4.2 V 的端电压并不一定意味着电池的 OCV 本身已达到 4.2 V。该电压的一部分可能是由充电电流引起的欧姆降和极化造成的。
这使得端电压控制在平衡 SOC 的表征上不够完美，特别是在高电流和接近充满电时。
CVP 如何追踪 OCV 曲线
CVP 直接调节极化
恒极化充电（CVP）在整个充电过程中改变充电电流，以将极化电压 (U_P) 维持在相对较低且稳定的范围内。
电流通常在电池接受电荷能力较弱的地方（特别是充电开始和结束时）较低，而在电池可以在不产生过度极化的情况下接受更多电流的中部区域较高。
电压关系解释了这种差异
相关的关系式为：
[ U_{\text{terminal}} - U_{\text{ohmic}} = U_P + U_{\text{OCV}} ]
在此，端电压包含了电池的平衡贡献 (U_{\text{OCV}}) 以及扣除欧姆电压后的动态极化贡献 (U_P)。
当 (U_P) 保持在较低且相对恒定的水平时，受控工作电压的变化能更准确地反映 (U_{\text{OCV}}) 的变化。因此，充电轨迹比极化迅速增加的固定电流曲线能更紧密地跟随电池固有的 SOC-OCV 曲线。
电流成为自适应控制变量
CCCV 先指定电流，并在端电压达到极限时做出反应。而 CVP 则根据电池在充电过程中每个点的极化行为来调整电流。
这使得 CVP 能够在极化可控时提供更多电流，并在相同电流会导致电压偏离 OCV 曲线过大时降低电流。
较低的极化如何减少退化
更小的过压应力
较大的极化电压会将工作电压推高至电池平衡电压之上。维持较低的 (U_P) 可减少这种过压应力，并有助于防止充电器强行将电池推向其电化学极限。
更少的副反应
高极化和升高的端电压会增加促进有害内部反应的条件。这些副反应会消耗活性物质并导致容量衰减。
通过限制整个充电过程中的极化，与允许后期出现强烈极化的充电曲线相比，CVP 减少了这些反应的驱动力。
更低的内部能量损耗
极化代表了电池内部耗散而非可逆存储的能量。保持低极化可减少充电过程中的内部损耗和相关的热应力。
其结果是一个能够比固定电流曲线更有效地平衡充电速度与降低老化压力的充电过程。
性能和寿命的影响
充电速度可以提高
由于 CVP 不需要电流在整个充电过程中保持保守的低水平，因此它可以在配置的中段使用更高的电流。
补充测试结果显示，在某案例中，充电时间缩短至 CCCV 时间的约 53%（从约 3 小时缩短至 1.6 小时），同时容量效率也有小幅提升。
容量保持能力依然强劲
更快的充电并不自动意味着对电池寿命更好。其价值取决于增加的电流是否会产生破坏性的极化和热应力。
所引用的 100 次循环测试表明，CVP 保持了与低倍率 1/3 C 的 CCCV 曲线相当的低容量衰减率，这表明极化控制可以在不施加与不受控高电流充电相同老化惩罚的情况下提高速度。
OCV 追踪改善了数据解释
对于电池测试，更紧密地追踪 SOC-OCV 曲线使得测量电压更能代表电池的平衡行为，而非其暂时的动态响应。
这在比较电池、评估容量、分析倍率性能或研究退化机制时非常有用。
理解权衡
CVP 需要更多的测量和控制
CCCV 被广泛使用是因为其两阶段逻辑简单、标准化且易于实现。CVP 需要对极化相关电压进行可靠的估计或测量，并需要一个能够连续或通过足够精细步骤调整电流的控制系统。
因此，CVP 结果的质量取决于传感器精度、控制带宽、电池特性以及极化模型或计算方法的适用性。
OCV 不能在负载下瞬时测量
OCV 曲线代表平衡行为，而充电中的电池处于动态的非平衡状态。CVP 可以使工作电压更紧密地追踪 OCV 关系，但它并不能将负载下的端电压测量直接转化为瞬时 OCV 测量。
准确的 OCV 表征仍然需要适当的静置期、弛豫分析或其他经过验证的测量方法。
化学体系和电池状况很重要
适当的极化目标和电流曲线取决于电池化学体系、设计、温度、SOC、老化状态和工作限制。为一个电池类型开发的 CVP 曲线不应原封不动地转移到另一个电池类型上。
即使在控制极化时，电压、电流和温度的保护限制仍然是必要的。
标准化可能偏向 CCCV
对于生产充电和跨研究比较，CCCV 仍然很重要，因为它广为人知，并且通常在测试标准和数据表中指定。CVP 在目标包括优化充电行为、减少应力或理解电池电化学响应时最有价值。
如何将此应用于您的项目
CVP 最好被视为一种将有用的充电电流与可避免的极化应力分离开来的控制策略。
- 如果您的主要关注点是充电速度： 使用 CVP 允许在中等 SOC 范围内使用更高电流，同时在极化迅速上升的区域降低电流。
- 如果您的主要关注点是循环寿命： 保持极化目标低且稳定，特别是在充电后期，以减少过压、副反应和热应力。
- 如果您的主要关注点是 OCV 或 SOC 表征： 使用 CVP 电压关系作为 SOC-OCV 轨迹的更近近似，同时通过静置或弛豫测量来验证真实的 OCV。
- 如果您的主要关注点是标准化基准测试： 保留 CCCV 作为参考曲线，并使用充电时间、效率、温度、极化和容量保持率将 CVP 与其进行比较。
实际的选择是：对于简单的标准化控制使用 CCCV，而当精确的极化管理、OCV 追踪和长期电池保护成为核心目标时，使用 CVP。
总结表：
| 特性 | CCCV（恒流恒压） | CVP（恒极化电压） |
|---|---|---|
| 控制参数 | 端电压 | 极化电压 (U_P) |
| 电流曲线 | 固定电流后逐渐减小 | 自适应电流（初期和末期较低，中期较高） |
| 极化水平 | 充电后期可能急剧上升 | 保持低且稳定 |
| OCV 追踪 | 间接，受极化干扰 | 更紧密地追踪 SOC-OCV 曲线 |
| 退化应力 | 由于过压和副反应较高 | 通过限制极化而降低 |
| 充电速度 | 通常在后期较慢 | 更快（例如，约为 CCCV 时间的 53%） |
| 循环寿命 | 高电流下退化可能更快 | 与低倍率 CCCV 相当 |
| 复杂性 | 简单，标准化 | 需要先进的控制和测量 |
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