2. 电池特性基础：锂离子电池的充放电原理、开路电压与SOC关系、不一致性产生原因

锂离子电池是一种二次电池（可充电电池），其工作原理基于锂离子在正负极之间的嵌入与脱嵌过程。充电时，锂离子从正极脱出，经过电解质嵌入负极；放电时则相反。这一过程不涉及金属锂的沉积，因此被称为“摇椅式”电池。

开路电压（Open Circuit Voltage, OCV）是指电池在无负载、静置足够长时间后的端电压。SOC（State of Charge）表示电池剩余容量百分比。OCV与SOC之间存在单调非线性关系，这是被动均衡算法的重要依据。

SOC (%)	OCV (V) 典型值	电压变化率 (mV/%SOC)	特性说明
0%	2.75 ~ 3.00	~ 50	过放区，电压陡降
10%	3.20 ~ 3.35	~ 15	平台区起始
30%	3.50 ~ 3.60	~ 5	平台区，电压变化平缓
50%	3.65 ~ 3.75	~ 3	平台区中点
70%	3.80 ~ 3.90	~ 5	平台区末端
90%	4.00 ~ 4.10	~ 20	电压上升加快
100%	4.20 ~ 4.25	~ 50	过充区，电压陡升

💡 工程要点：在SOC 20%~80%的平台区，电压变化率仅3~5 mV/%SOC，这意味着被动均衡需要高精度电压检测（±1mV级）才能有效识别SOC差异。而在SOC两端（<10%或>90%），电压变化率可达50 mV/%SOC，均衡判断更为容易。

在串联电池组中，各单体电池之间必然存在不一致性（不一致性）。这种不一致性是被动均衡电路存在的根本原因。不一致性主要来源于以下三个方面：

🔑 核心结论：不一致性导致串联电池组在充放电过程中，各单体电压出现差异。若不加以均衡，容量最低的单体将首先达到充放电截止条件，限制整个电池组的可用容量，并加速该单体的老化，形成正反馈恶性循环。被动均衡通过并联电阻消耗高电压单体的多余能量，减缓这一过程。

在工程实践中，我们使用以下指标量化电池组的不一致性：