电池是不断变化的系统
BMS 需要校准的核心原因只有一句话:
电池不是静态器件,容量会变、阻抗会变,电池是一个不断变化的化学系统,早上和晚上都不是同一个电池。它的容量、内阻、开路电压特性(OCV)、库伦效率、温度响应全部都会随时间变化:
循环次数增加 → 容量下降
环境温度变化 → OCV 曲线偏移
老化程度不同 → 内阻变大
使用策略不同 → 副反应增长速度不同
成组后各单体不一致 → 电压呈漂移趋势
因此,BMS 不可能只依赖出厂数据来判断电池真实可用容量。它必须持续记录、持续修正、持续学习。这就是校准的意义。
SOC是推算出来的
大多数人以为 SOC 是测量值,但实际上真正能测的是电压和电流,而 SOC 是算法推算出来的结果。
SOC 推算主要有两种方式:
1. 库伦计量(Coulomb Counting)也就是积分电流算剩余电量
优点:实时缺点:长期误差必然累积
例如一个 1% 的电流偏差,100 次循环就能让 SOC 偏到完全不可信。
2. OCV-SOC 曲线反查
完全静置、完全平衡时,测开路电压推算 SOC。
优点:准确缺点:不能随时使用(需要休息、需要稳定)
因此,BMS 要把电流积分+OCV 校准结合起来,不断修正 SOC 偏差。
为什么需要多次校准?
锂电池的误差来源不是单一的,而是多维度累积的。简单列举:
电流传感器偏差;电压采样偏差;温度不同导致 OCV 曲线变化;容量随循环衰减;内阻变化导致端电压偏高或偏低;不同单体老化不同步;电池运行环境变化(夏季 vs 冬季);
因此,一次校准根本不够,它只能修一个问题,而电池有一堆问题。
BMS 必须通过多轮校准,让 SOC/SOH 越用越准:
在满电状态校准容量上限;
在低电量区校准容量下限;
在静置状态校准 OCV 曲线;
在大倍率放电时校准阻抗模型;
在充放电完整循环中校准真实容量。
也就是说:
校准不是一次性动作,而是持续学习的过程。
校准到底做了哪几件关键的事?
1. 校准 SOC(剩余电量)
修正库伦效率偏差;修正 OCV 曲线漂移;修正温度引起的误差。
解决:越用 SOC 越不准的问题
2. 校准 SOH(健康度 / 可用容量)
完整充放电能帮助 BMS 推算真实容量,例如:
设计 100Ah → 实际可能剩 93Ah
BMS 校准后才能知道:不是 100% SOC,而是 93% 真实容量
解决:显示 100% 但实际里程减少的问题
3. 校准内阻(阻抗模型)
电池衰老会导致内阻增加,高内阻会:
让电压掉得更快、让 BMS 误判电池快没电了、限制系统功率。
多次校准可以让模型越来越接近实际。
4. 校准单体差异(均衡)
电池组里没有两个单体完全一致,校准可以让 BMS:
识别最弱单体
调整均衡策略
重新判断安全界限
避免系统被“短板电芯”限制。
校准不是为了电池,而是为了 BMS 更准
一句话总结:
长期使用导致 SOC 模型漂移,校准就是 BMS 用真实数据修正自己的过程。电池越用越变,BMS 必须越用越准。
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