磷酸铁锂电池VS三元锂电池,充放电养护原理一次说清( 二 )


“SOC-OCV修正”是一种常见的SOC校准方法 。在这个方法中,OCV代表开路电压(Open Circuit Voltage),指的是电池在无负载情况下测得的电压 。由于电池在不同SOC状态下的OCV也不同,因此SOC与OCV之间有着较为明显的映射关系 , 所以通过测量电池的OCV可以估算出电池当前的SOC 。
下图为我们展示了磷酸铁锂(LFP)电池的SOC-OCV曲线 。可以清楚地看到,在低SOC区间和满充阶段,LFP电池的OCV和SOC之间存在明显的映射关系 。这意味着通过OCV可以准确且唯一地确定SOC值,从而完成SOC的修正任务 。然而,在SOC为25%至98%的中间阶段,OCV呈现出平台期状态 , 即随着SOC的变化,电压变化不明显 。在这个阶段,我们无法通过OCV准确地判断出此时的SOC值进行校准 。

磷酸铁锂电池VS三元锂电池,充放电养护原理一次说清

文章插图
用口语解释 , 也就是说,磷酸铁锂电池只有在低电量区间和满充阶段,在能精准的判定电荷状态SOC 。那么是不是可以说,在低电量区间和满充阶,磷酸铁锂电池是不是都可以展开科学的校准养护?
5. 最科学的磷酸铁锂校准SOC:满充更比低电强
根据我们前面的科普,大家可以发现,针对磷酸铁锂(LFP)电池 , 可用于校准的OCV范围有限,仅限于低SOC区间和满充区间 。
然而 , 在这两个区间内,对于低SOC区间的修正,其触发条件相对于满充修正更为严格 。这是因为OCV指的是电池在没有负载情况下的电压 。
因此 , 当电池放电至低SOC区间后 , 需要经过一段时间的静置,等待电池彻底卸掉负载(即电芯去极化过程) 。只有在这种情况下测量的OCV才被认为是准确的,才能进行SOC-OCV修正 。
相比之下 , 满充区间的工况相对较为单一,因此满充时的电芯极化电压恒定 。可以认为满充时刻的电池包电压恒定不变,即满充电压=OCV(SOC=100%)+ 恒定的极化电压 。因此,无需进行静置等待,即可在电池满充时刻触发SOC修正 。
前段时间,特斯拉和极越官方都建议将磷酸铁锂版车型的电池充满 。这其中,特斯拉主要是因为在特斯拉磷酸铁锂电池车型上市初期,由于车辆数据不足,BMS对电量判断不准确,因此受到吐槽 。为了获取更多的校正数据,特斯拉建议磷酸铁锂电池每周充满一至两次,用于修正BMS相关数据 。极越也为极越01车主提供了相关建议 , 要注意电池的养护 。
磷酸铁锂电池VS三元锂电池,充放电养护原理一次说清

文章插图
总结而言,磷酸铁锂(LFP)电池在使用过程中建议每周充满一至两次 , 以用于校准SOC,从而保障电池更加合理的使用 。
One more thing:为何三元锂电池就无需满充校准?
由于不同的化学机理,三元锂电池的SOC-OCV映射关系,较磷酸铁锂(LFP)电池更为清晰 , 如下图所示:
磷酸铁锂电池VS三元锂电池,充放电养护原理一次说清

文章插图
从图中可以看出,对三元理电池来说,电荷状态SOC从0%到100%的整个使用区间,都可以进行SOC-OCV校准 。
更重要的是,三元锂电池因其化学特性,在充电至满电时更容易受到损害:每当三元锂电池充至满电状态时,都会增加电池的内部压力和温度,这可能导致活性材料的消耗,从而降低电池的寿命 。因此,为了延长三元锂电池的寿命 , 通常也都建议三元锂电池尽量避免充满状态 。
长期以来,“三元锂”和“磷酸铁锂”方案的选择,一直都众说纷纭 。但从上面的技术拆解可以清晰地看出 , 两大主流方案其实都有自己的独特优势:如果车主选择更侧重于用车安全和使用寿命,肯定是首选磷酸铁锂电池更能满足需求 , 反之,也可以选择在续航层面拥有一定优势的三元锂方案 。因此,在购车前,大家可从自己的实际使用情况出发,匹配自己最适合的电池方案,这两个选择无关对错,只有取舍 。




推荐阅读