荷电状态（SOC）、放电深度(DOD)与容量

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放电深度用于衡量电池或单体电池已释放的电荷量，以A·h形式表示。深度放电（DOD）也可以以百分比的形式表示，例如，铅酸电池通常用百分比表示其DOD。

将DOD以A·h形式表示更为有用，因为这样SOC（以百分比表示）和DOD（以A·h表示）的组合可以传递更多信息。对于实际容量大于标称容量的电池来说，这一点尤其明显（例如，标称为100A·h，实际为105A·h）。

当一个容量为100A·h的电池释放了100A·h的电荷时，SOC将变为0。此时，电池的DOD可表示为100%或者100A·h。但如果想将电池的全部电荷都释放出来，但此时电池的SOC仍然只是0，同时以百分比标注的电池DOD也只能为100%。

然而，以A·h表示时，DOD将变为正确的105A·h。知道电池的DOD为105A·h比知道它达到100%更为有用，因为即使电池的DOD达到了100%，也仍然可以从中释放电能。用A·h表示DOD的另一个重要原因是电池的放电深度与其放电速率无关。



初次接触SOC与DOD时很容易认为SOC是DOD的倒数ǖ币桓鲈龃笫绷硪桓黾跣。???涫挡⒎侨绱恕Ａ秸卟唤龅ノ徊煌???业钡绯芈?攀币膊幌嗤?�

对于一个额定容量100A·h的电池来说，如果其容量损失一半，SOC范围仍是0～100%，但是DOD范围（本应是0～100A·h）却仅为0～50A·h。

单体电池或电池的实际容量，以A·h表示，等于其完全放电时的DOD，也以A·h表示。电池生产厂商标定单体电池的额定容量。

电池充放电停止条件是电池有效容量的关键限制。生产商建议在电池电压降到指定阈值时停止放电，这导致电池可用容量会受到充放电电流变化的影响。

以最小的放电电流对电池进行放电时，电池端电压与内部电压或开路电压相等，是最佳的SOC外部指标。

当单体电池达到低关断电压时，即使未完全放电，端电压也会达到低关断电压。在大电流放电时，由于IR跌落，单体电池的端电压大幅下降，可能导致普通观察者错误地认为电池容量减小。

实际上，电池的实际容量未变，只是可用容量受到大放电电流的影响。通过选择较低的放电速率继续放电，电池仍能实现完全放电。

通过测量内阻并根据其对单体电池端电压进行IR补偿，可以估计在开路电压达到低关断电压而非端电压达到低关断电压时停止放电，从而提高可用容量。

然而，这种方法仅在某些情况下有效。如果电池的关断电压低于开路关断电压的一半（即大约1.25V），电池将进入一个“收益递减”的工作区域，通过其最大功率点。

更糟糕的是，如果电池的电压允许降到0或负值，那么电池将永久损坏。

目前，单体电池生产商规定先以恒流充电，一旦电压达到阈值，切换到恒压充电，直至电流降到一定水平。这种算法被认为是一种很好的充电策略。

IR跌落限制主要发生在恒流阶段。与电池内部电压相比，端电压将率先达到关断电压，导致电池的恒流工作阶段过早结束。然而，在恒压阶段，由于电流趋近于零，因IR导致的电压跌落也趋近于零。

当电池的充电电流降至阈值以下时，充电电路断开，此时电池的开路电压达到其高关断电压，表明电池已充满。

如果能够在单体电池充电过程中检测其内阻，就可以对单体电池端电压进行IR补偿，从而改善充电算法以提高充电速度。采用这种补偿方法将使恒流阶段延后结束，即当电池的开路电压（非端电压）仍未达到其关断电压时结束。