在本内容中，您将了解为确定电池开路电压关系所必需收集的数据而进行的实验室实验。一般来说，电池从最大SOC到最小SOC的放电过程是非常缓慢的，而且从最小状态充电回到最大的电荷状态也是非常缓慢的。然而，由于我们并没有传感器可以直接测量荷电状态，反而在制造商提供的专业的截止电压VMax和Vmin之间充电和放电。
图1放电曲线
图2充电曲线
01测试介绍
当我们对电池进行放电和充电时，测试设备会持续监控和记录电池端子电压。它还监测，直到当前时间点放电累积的电量（安培小时），以及到当前时间点已经充电累积的电量（安培小时）。写入这些数据的记录速率不需要非常快，因为我们正在进行的是一个非常缓慢的测试。我们慢慢地对电池进行放电和充电。因此，每秒记录一次是足够快的，可能比真正需要的更快。
因为开路电压也是温度的函数，所以我在本内容中描述的测试是在许多不同的温度下进行的，分布在整个电池预期工作状态范围内。通过这些测试，我们将收集所有必要的数据来描述整个温度范围内的电池开路电压关系。由于多种原因，我们在此测试中使用非常低的电流。一是因为我们希望我们测量的电压尽可能与电池真正开路电压相似。另外一个原因，当我们使用小电流时，电池中产生的热量将非常小。由于小的热量产生，因此可以合理地认为所有收集的数据都是在环境测试温度下采集的。因此，测量电池表面温度并不是太关键但在任何情况下都需要谨慎，以便稍后进行检查，以确保您的热室能够以适当的准确度调节电池温度。我们将讨论如何分析从这些过程中收集的数据。
我将要进行的测试是由四个程序或四个内容组成的序列测试一是为了估算开路电压关系而使配置测试温度。如果我们好奇，在35摄氏度时OCV关系是什么？那么这个特定的测试就在35摄氏度运行。
02测试步骤
我们开始测试是在电池完全充电，%的SOC状态下开始的。所有的充电是在25摄氏度完成，并根据制造商的说明将电池充电在满的状态点。因此，由于我们在25摄氏度充电，并且我们需要在测试温度下进行这个测试，因此，测试一的第一步是在测试温度下，在开路配置下，将这个满充电的电池置于测试温度至少两个小时，以确保这个电池的整个内部结构都是在统一的温度环境中。
电池SOC管理下一步就是对电池以一个恒定的电流慢速率的放电，直到电池终端电压等于最小电压Vmin。这种恒电流放电的实际电流值值并不太关键，但我们希望测量的电压能够合理地接近开路电压。出于这个原因，我们使用一个非常慢的放电速率，以便Olmec电压降等尽可能小。另一方面，我们也希望测试能在寿命周期内完成。所以，我们想在较慢速率但合理速率之间达成折中，并且在大多数情况下，(1/20)C左右的倍率可以很好地工作。显示了测试中测量电压随着时间变化的关系。测试开始后，在置于测试温度的2个小时期间，你可以看到，电池电压是相对稳定的，在大约4.2V最大电压的水平。然后在这两个小时之后，你可以看到电压随着时间的推移而降低，经过大约20小时的放电，直到达到3.0伏的电池最小电压。
在执行第一号测试后，我们进行测试二。第二个测试始终在摄氏25度下进行。在第二个测试中，我们做的第一件事是我们将电池置于25摄氏度的环境中至少两个小时，以确保在整个电池内部再一次有均衡的温度。接下来，我们将会按照(1/20)C的倍率把电池从当前电压终端电压充电或者放电到期望的最小电压Vmin。你可能想问我们为什么要这样做，因为测试一已经将电池的电压放电到Vmin，但请注意，这可能是在不同的温度下放电到Vmin。所以，我们需要将在25摄氏度的情况下把电池电压置于到Vmin。
这也是我们必须确保在测试二结束时，我们已经将测试校准到我们认为的0%SOC——被定义为25摄氏度时开路电压为最小电压Vmin时的状态。所以，测试一为我们提供了一个在所期望温度下的放电曲线。测试二校准了0%的SOC（荷电状态）点。到目前为止我们指导测试设备完成了将电池从初始的%SOC放电到最终的0%SOC。
现在我们将进行一个类似的过程，将电池从0%SOC充电回到%SOC状态。为此，为了获得我们期望的开路电压关系，我们首先将测试3进行再测试温度。所以，我们可能再次会回到35摄氏度。在该测试中，我们做的第一件事是再次将电池置于测试温度下至少两个小时，以确保整个电池内部中的温度均匀。然后，我们以恒定的电流速率对电池进行充电，直到电池端子电压等于最大电压V_max。同样，充电速率并不重要，除了我们希望充电电压尽可能与开路电压相似，因此我们选择相对较慢的充电速率。再次，以(1/20)C的速率似乎适用大多数电池。最终的测试将使这个电池单元达到校准的%（SOC）充电状态。由于测试三可能是在与室温不同的温度下执行的，因此在测试三结束时得到的V_max的终端电压状态时可能并不能完全对应%的充电状态。
多个电池单元串并联当在25摄氏度时，电池的开路电压等于最大电压V_max时，电池的荷电状态SOC为%。这就是为什么我们进行测试四的原因。所以，我们将再一次将电池置于25摄氏度的环境中至少两小时，以确保整个电池的温度均匀。然后，将以超过(1/20)C的倍率充电或者放电，直到电池开路电压达到最大电压V_max，电池的终端电压校准到最大电压V_max。在测试四结束时，电池被校准在%的SOC状态.
事实上，在进行第一个测试内容之前，我们进行第四个测试内容，以便在
进行任何测试以确定开路电压关系之前，将电池单元完全充电到校准的%的SOC状态。所以，到现在为止，你已经看到我们进行的四个不同的测试脚本。第一个测试，在测试温度下将电池从%充电状态下放电到V_min。测试二，将V_min的电池状态校准为0%的充电状态，这可能是不同的。测试3，将电池充电从0%充电到V_max，测试4，将SOC的值校准为%，这可能与最大的电压V_max并不完全一致。每个这四个测试脚本都有两个步骤。而第四步的目的是通过达到0%的充电状态来校准测试的放电部分，测试脚本四中步骤八的目的，是通过达到%充电状态（SOC，在25摄氏度下充电或者放电的最高电池电压V_max，确定%SOC）来校准测试的充电部分。
然而，电池单元具有滞后电压。因此，当我们在25摄氏度时达到V_min或v_max的稳定状态的终端电压时，由于滞后作用，该终端电压实际上可能与内部开路电压不同。这意味着，尽管我们的稳态终端电压具有正确的值，电池内部的开路电压可能不是正确的值，因此我们实际上没有达到我们的期望，即有一个经校准的0%或%SOC（荷电状态）点。那么，我们如何避免这种情况？我们如何偿滞后效应呢？我将与大家分享一个我们在自己的实验室中发现有助于抵消滞后的过程，至少在部分上，也许并不完美，但它似乎有所帮助。
我们使用一种类似于磁滞中当你想要使磁性材料退磁使用的方法。您可以做的是，将材质服从于那种试图将滞后下降到某一点的输入。比如，下降到零，这个输入被我们称之为去抖输入。因此，一个特定电池的输入电压（对应于V_max）被控制在一个非常小的范围内。换句话说，对于这个电池，最大电压V_max是4.2伏特，我们将指挥电池测试设备，只在4.2伏电压附近调节一点，只有10毫伏，以试图消除滞后影响。我并不是说电池被去磁，所以我们不是消磁，但是我们使用的是一个类似于你如何消磁磁性材料的磁滞的方法。
这种特殊类型的输入被称为一个Chirp信号。它开始于低频，逐渐增加频率，就像鸟鸣一样，鸟可能发出的声音。我们使用相当小的电压，因为我们希望避免大电流峰值，和尽可能避免电池过充电。因此，在这种情况下，将电池充到高于最大值（V_max）10毫伏，可能不会导致任何类型的寿命或安全的影响。因此再次强调，去抖步骤的增加确实是一个选项，我们发现，它对于我们测试的精确校准非常有帮助，以便仔细确定开路电压和电池模型的其他静态参数值。我们所做的是将去抖步骤添加到步骤四或步骤五或步骤四和步骤五的末尾，以便在这些步骤中实现尽可能接近0％的充电状态和％的充电状态。为了确定开路电压，我们通常要进行实验室测试以找到放电曲线和充电电荷曲线。
多个电池SOC管理03总结
最后，我们将对这些数据执行相似但不完全相同的操作，就像将开路电压计算为这两条曲线的平均值一样。你会知道这并不那么容易，但这是一个方法。实验室测试通过从一个完全充电的电池开始进行校准，确保我们开始时的充电状态SOC为%。然后，我们做一个放电测试，然后将放电的末端校准为0%，然后我们充电，我们在测试之后校准为%。如此更多的校准是为了确保在这些校准点将我们的环境室温调节在25摄氏度。在我们进行测试的同时，我们定期并持续地记录在放电和充电时累积的安培小时。这些数据最终被用来确定电池的总容量和电池的库伦效率，以及在测试的每一点的放电和充电电压。将对这些电压进行处理，以便计算开路电压关系。
