在 CCCV 充电结束时进行初始 SOC 校准，是因为此时电芯最接近已知的近平衡状态。 在恒压（CV）阶段，充电电流逐渐减小至非常低的截止值，从而降低了由内阻和极化引起的电压误差。此时测得的端电压非常接近每个电芯的开路电压（OCV），该电压可映射为初始 SOC 基准，通常接近 99.4%–100%。
低电流 CV 阶段的末端为 SOC 校准提供了最具可重复性的起点：电芯已接近充满，瞬态电压效应降至最低，且其端电压是 OCV 的一种精确的实际近似值。
为什么校准要等到 CCCV 结束时进行
CC 充电产生的电压并非 OCV
在恒流（CC）阶段，电流持续流入电芯。测得的端电压包括电芯的平衡电压，以及由内阻和电化学极化产生的电压贡献。
简化后的关系为：
[ V_{\text{terminal}} \approx V_{\text{OCV}} + I R + V_{\text{polarization}} ]
由于 CC 运行期间充电电流相对较高，电阻和极化项可能非常显著。因此，基于此电压进行 SOC 校准会高估电芯的真实平衡电压，并可能扭曲 SOC 的赋值。
CV 充电使电芯趋于平衡
当电芯达到电压上限时，充电器从 CC 模式切换到 CV 模式。充电器保持端电压恒定，同时充电电流自然减小。
随着电流减小，内阻导致的压降变小。同时，随着电芯接近电化学平衡，锂离子浓度梯度和其他极化效应有更多时间进行弛豫。
截止电流阈值确定了一个可重复的状态
测试系统通常在电流降至定义的阈值（例如电芯 C 倍率的一小部分）以下时结束充电。低于约 1/30 C 的阈值代表了一种低电流状态，在此状态下，动态电压误差显著降低。
该阈值比单纯检测电芯是否达到 CV 电压上限更有意义。达到电压上限仅标志着补电阶段的开始，并不一定意味着充电结束，也不是电芯 OCV 最能代表其 SOC 的点。
为什么低电流能提高 SOC 精度
内阻误差变小
电阻电压贡献与电流成正比。当电流趋于零时，(I R) 分量也趋于零。
因此，在 CV 充电结束附近测得的端电压比大电流 CC 充电期间测得的电压更接近电芯的 OCV。
极化有时间衰减
极化是与浓度梯度和电化学反应动力学相关的瞬时电压偏差。即使在充电器达到电压上限后，极化仍可能存在。
单个电芯状态更具可比性
对于串联电池组，电芯可能具有不同的容量、电阻和极化特性。在大电流下测量它们会使这些差异表现为电压偏移，而非纯粹的 SOC 差异。
利用 CCCV 充电的低电流末端，为比较单个电芯并建立其初始 SOC 基准提供了更一致的参考。
为什么接近满电有助于映射
电芯处于已知的 SOC 区域
CCCV 充电将电芯带入定义的电压上限状态，然后持续充电直到电流达到指定的截止值。这比在电压首次达到 CV 限制时立即停止充电能产生更具可重复性的初始状态。
由此产生的 SOC 接近满电，根据测试规程和电芯特性，通常在测试程序中表示为约 99.4%–100%。
电压可提供强大的 SOC 分辨率
在许多电芯化学体系的 OCV-SOC 曲线的高端附近，SOC 的微小变化会产生可测量的电压变化。这种电压梯度使测试系统能够区分电芯初始 SOC 值的微小差异。
重要的原则不在于电压在满电附近总是高度敏感，而在于所选的化学体系和工作区域必须为校准提供足够有用的 OCV-SOC 关系。
基准支持可重复的测试
受控的初始 SOC 基准对于比较容量、能量、阻抗、温度响应和循环寿命结果至关重要。如果电芯以不同的未知 SOC 值开始测试，后续的差异可能会被错误地归因于电芯质量或衰减。
CCCV 结束校准减少了这种实验变量的来源。
CC 和 CV 如何协同工作
CC 提供高效的大容量充电
CC 阶段以受控电流高效地输送大部分电荷。随着 SOC 的增加，电芯电压上升，直到达到指定的电压上限。
然而，在此阶段结束时，电芯仍受电流相关电压误差的影响，并可能包含内部浓度梯度。
CV 更平缓地完成充电
在 CV 充电期间，电压保持固定，而电流减小。减小的电流降低了压降，并使电芯的内部电化学状态能够赶上施加的端电压。
因此，一旦达到 CV 电压就停止程序会产生一个不够完整且未达到平衡的状态。
截止电流定义了测量窗口
截止电流提供了充电完成的操作定义。它使得校准点在测试周期、电芯和实验之间具有可重复性。
一个控制良好的测试系统可以在此时捕获每个电芯的电压，并将结果用作初始 SOC 参考。
理解权衡
OCV 是近似值，而非即时测量值
即使在低电流下，端电压也可能不会立即等于完全弛豫后的 OCV。单独的静置期可以允许额外的弛豫，但这会增加测试持续时间，且并非所有生产或实验室规程都包含此步骤。
因此，除非程序明确包含 OCV 弛豫期，否则应将 CCCV 结束时的电压视为一种仔细控制的实际近似值。
CV 阶段需要时间
充电的最后部分很慢，因为电流随着电芯接近电压上限而减小。延长 CV 阶段可提高状态定义的精度，但会降低测试吞吐量。
所选的电流截止值必须平衡校准的可重复性、测试持续时间和电池化学体系的要求。
电压限制必须适当
设置过低的 CV 电压会使容量无法完全利用，并建立低于预期满电状态的基准。设置过高的电压会增加电压应力并加速衰减。
因此，必须为特定的化学体系和测试规程选择电压上限和截止电流。
OCV-SOC 曲线取决于化学体系
“微小的电压变化提供精确的 SOC 分辨率”这一假设并非普遍适用。某些化学体系在较大的 SOC 范围内具有宽阔的电压平台，使得仅靠电压进行的 SOC 估算在这些区域不太敏感。
校准应使用针对特定电芯化学体系、温度和测量程序验证过的 OCV-SOC 关系。
电池组级电压可能掩盖电芯差异
在串联电池组中，即使单个电芯具有不同的 SOC 值，总电池组电压看起来也可能是正确的。因此，当测试目标是电芯级 SOC 匹配或诊断时，初始校准应测量并评估单个电芯的电压。
如何将其应用于您的项目
确切的规程应根据电芯化学体系、温度、电压限制和所需的测量精度进行调整。
- 如果您的主要关注点是精确的初始 SOC： 完成 CV 阶段，直到电流达到经过验证的低截止值，然后使用单个电芯电压作为近 OCV 参考。
- 如果您的主要关注点是测试吞吐量： 使用一致的截止电流阈值，该阈值既要足够高以限制测试时间，又要足够低以控制电阻和极化误差。
- 如果您的主要关注点是容量表征： 不要在一达到 CV 电压时就终止充电；允许电流衰减阶段完成，以便电芯达到可重复的近满电状态。
- 如果您的主要关注点是电芯的长期健康状况： 避免过高的 CV 电压和不必要的高压暴露，因为必须在校准收益与电压相关的衰减之间取得平衡。
- 如果您的主要关注点是热力学 SOC 精度： 在充电后增加一个定义的静置期，并根据化学体系特定的 OCV-SOC 曲线验证所得电压。
在 CCCV 充电结束时进行初始 SOC 校准，是因为它结合了已知的近满电状态和最小的电流诱导电压误差，从而产生了一个实用且可重复的起始参考。
总结表：
| 原因 | 解释 |
|---|---|
| 近平衡状态 | 电流衰减至接近零，最大限度地减少了内阻和极化误差。 |
| OCV 近似 | 端电压非常接近开路电压（OCV）。 |
| 可重复基准 | 为 SOC 提供了一致的近满电起始点。 |
| SOC 分辨率 | 在高 SOC 下，微小的电压变化映射为可测量的 SOC 差异。 |
| 减少变异性 | 确保初始 SOC 在不同电芯和测试中保持一致。 |
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