新能源汽車維修專題-7

前言：

在之前的課程當(dāng)中，我們已經(jīng)講過，新能源汽車最常見的故障，就是動力電池出現(xiàn)“電池壓差”。“電池壓差”會導(dǎo)致動力電池的整體容量衰減，既“充不滿”又“放不凈”，造成車輛的續(xù)航能力下降。如果電池壓差過大，還會導(dǎo)致動力電池組內(nèi)部熱量分布不均，局部出現(xiàn)過熱，這樣就會增加熱失控的風(fēng)險，甚至可能會引發(fā)火災(zāi)、爆炸，非常危險！

那么，有沒有什么辦法，可以減少“電池壓差”，讓各個電芯的電壓恢復(fù)一致呢？這就得依靠所謂的“電池均衡”。這節(jié)課，我們就來講講關(guān)于“電池均衡”的相關(guān)內(nèi)容。

新能源汽車電池

“電池均衡”其實(shí)有兩層意思，它既可以說是車輛自帶的一種電池修復(fù)功能，也可以說是一種針對“電池壓差”故障的維修方法。

先來看看車輛自帶的修復(fù)功能，我們也可以稱它為“自動均衡”。

作為電池的保姆，BMS可以“自動均衡”

BMS電池管理系統(tǒng)

新能源汽車其實(shí)很多都自帶“電池均衡”功能，我們之前也講過，電池包內(nèi)部還有一個BMS系統(tǒng)，也就是電池管理系統(tǒng)，它就像是電池的保姆，負(fù)責(zé)照顧和管理家里這一大幫孩子（也就是一個個的單體電芯）。這個保姆最主要的任務(wù)，就是給孩子們分配吃的，讓他們都能拿到差不多同樣分量的食物。

如果有的孩子搶得多了，有的孩子拿得少了，食物分配不均了，電芯之間就會出現(xiàn)“壓差”。這時候，“保姆”就會擇機(jī)啟動這個均衡功能，來調(diào)配電芯的電壓，從而減少“壓差”，目的就是保證食物分配得公平合理，也就是每個單體電芯的電量趨于一致。

具體怎么調(diào)配呢？這又牽扯到2種不同的均衡方式，“主動均衡”和“被動均衡”。聽上去挺玄乎，其實(shí)呢，也就是不同保姆的管教方式。

所謂“主動均衡”，就是把高電壓電芯多出的電量，充給低電壓的電芯，也可以叫做“電量轉(zhuǎn)移法”。這就相當(dāng)于，保姆把食物多的孩子叫過來，把他多搶的食物給沒收了，分給食物少的孩子，這樣就一碗水端平了。這個方法肯定是比較好的，但是從技術(shù)上來看，實(shí)現(xiàn)起來的成本比較高，要求這個保姆既有手段，又有耐心，薪水不能低了。

所謂“被動均衡”，就是通過旁通小電阻，給高電壓的電芯放電，把電壓降下來，讓它與電壓最低的電芯持平，也可以叫做“電量消耗法”。其實(shí)這就相當(dāng)于，保姆按食物最少的小孩為標(biāo)準(zhǔn)，把其他孩子多出的食物，都給沒收了，并且全部扔到垃圾桶里，讓你們搶，都給我餓著吧！

這個方法簡單粗暴，成本也低，但是電池“放電”的同時會發(fā)熱，而且都要放到和低電壓的電芯一樣才行，所以能量浪費(fèi)得也比較多。所以，碰到這樣的保姆，孩子們就自求多福吧。

至于這輛車具體是用哪種自動均衡方式？主動還是被動？這是電池包和BMS電池管理系統(tǒng)在設(shè)計開發(fā)的時候，就已經(jīng)定下來了的。作為維修技術(shù)人員，我們知道這些基本概念就行，不需要太深入地去研究它。

電池均衡意識圖

通過“定期慢充”，用好“自動均衡”

提醒大家注意的是，車輛的動力電池“自動均衡”功能，是需要滿足一定的條件才能觸發(fā)的。比如說，電池必須處于高電量的充電狀態(tài)，也就是所謂的“高SOC區(qū)間”。另外，還需要有充足的時間，讓電池在接近充滿之后，繼續(xù)通過緩慢施加小電流，不慌不忙地“削峰填谷”，從而完成均衡。沒錯，能滿足這些條件的，就是慢充！

新能源汽車慢充接口

交流慢充的功率較小，通常也就是3.3kW-7kW，它的充電速度比較慢，能讓電池組在 “高SOC區(qū)間”停留更長時間（比如從 90% 充到 100% 可能需要 1-2 小時），所以BMS 有足夠時間檢測壓差并啟動均衡。而直流快充功率高、充電時間短，往往在電池達(dá)到滿電前就已停止或降功率，留給均衡的時間極短，基本無法觸發(fā)有效均衡。

所以，車輛在日常使用當(dāng)中，建議每個月都使用1次慢充，將電池充到 100%，并浮充2小時，就能很好地觸發(fā)“自動均衡”，從而減少“電池壓差”。有些車，長期以來都是使用快充來充電，這樣就無法發(fā)揮車輛的自動均衡功能，很容易出現(xiàn)電池壓差，續(xù)航里程會逐步下降。

當(dāng)電池壓差值還比較小的時候，通過慢充來做均衡，是可以讓動力電池恢復(fù)到正常狀態(tài)。慢充均衡之后，你會感覺到車輛的續(xù)航里程會有所增加，這就表明“電池壓差”已經(jīng)變小了，動力電池的可充放電量增加了。不過，很多的新能源車主不知道這一點(diǎn)。

如電池壓差偏大，“自動均衡”失效，就要做“設(shè)備均衡”

大家肯定會有這樣的疑問，既然車輛能夠“自動均衡”，那為什么還會有“電池壓差”過大的故障呢？剛才也說了，BMS相當(dāng)于電池的保姆，但它最多也就是個保姆，如果哪個小家伙真是身體不好，胃口差，不肯吃東西，或者哪個大胖小子食欲過于旺盛，完全管不住嘴，光靠保姆的管教，肯定是不行的，這時候就要請醫(yī)生出馬了。

電池均衡設(shè)備

如果“電池壓差”偏大，通過車輛自身的“自動均衡”糾正不過來，就要到咱們專業(yè)維修廠，通過功能更為強(qiáng)大的專業(yè)設(shè)備，來給動力電池做均衡，這就是“設(shè)備均衡”。

“設(shè)備均衡”需要將電池包整個拆下來，開包檢修，將專業(yè)的均衡設(shè)備（動力電池組均衡維護(hù)儀），連接“壓差”偏大的電芯，自動對它們電量進(jìn)行調(diào)配和修復(fù)。整個的維修過程其實(shí)不算復(fù)雜，就是量量電芯、連連線的事，比起發(fā)動機(jī)大修，那可簡單太多了！“電池均衡”算是新能源汽車維修當(dāng)中，一個非常重要的“大保養(yǎng)”項目，收費(fèi)不算低（通常1000-2000元），利潤也很不錯，大家一定要學(xué)會這項技能。

電池壓差故障

接下來，我們就以一個具體案例，來看一下詳細(xì)的檢修和維護(hù)流程。某輛車亮電池故障燈，車輛無法上電，進(jìn)廠檢修。

1、直接連接診斷儀，先讀取故障碼。一看報的就是代號為P118522的故障碼，內(nèi)容是：電池單體電壓不平衡！這就表明確實(shí)是存在“電池壓差”的故障。

2、進(jìn)入“電池包診斷”，讀取單體電芯數(shù)據(jù)，找出有問題的電池模組和電芯編號，并記錄下來。

3、將車輛安全下電，拆下動力電池包，開蓋檢修。

4、根據(jù)編號，找到有問題的電池模組，測量一下有問題的電芯的內(nèi)阻。如果發(fā)現(xiàn)與正常電芯相比，內(nèi)阻相差過大，果斷將其更換；如果內(nèi)阻還處于正常范圍，就無需更換，做個均衡就行。

5、將有問題的電池模組和電芯，連接到均衡儀。切記，嚴(yán)格按照均衡儀和電池組的正負(fù)極標(biāo)識進(jìn)行連接，避免短路或反接，以免損壞設(shè)備或電池！根據(jù)電池組的實(shí)際情況，通過設(shè)備的液晶顯示屏幕或操作按鍵設(shè)置相關(guān)參數(shù)，主要包括均衡電壓范圍、均衡電流大小，等等。均衡電壓范圍應(yīng)根據(jù)電池組的標(biāo)稱電壓和充放電特性來設(shè)定，確保在安全范圍內(nèi)進(jìn)行操作。均衡電流則需根據(jù)電池組的容量和均衡需求來調(diào)整，避免電流過大對電池造成損害。若使用的是具有智能識別參數(shù)功能的均衡儀，則設(shè)備插入通道后即可自動識別電壓、內(nèi)阻等信息，從而簡化設(shè)置流程。

6、參數(shù)設(shè)置完成并確認(rèn)無誤后，即可啟動均衡過程。此時，均衡儀會自動監(jiān)測電池組中各單體電池的電壓和容量，并根據(jù)設(shè)定參數(shù)進(jìn)行均衡操作。如設(shè)備采用主動均衡方式，設(shè)備會通過內(nèi)部電路將電量從高電壓電池轉(zhuǎn)移到低電壓電池，實(shí)現(xiàn)電量的再分配；如設(shè)備采用被動均衡方式，則通過放電電阻消耗高電壓電池的過多電量，以達(dá)到均衡目的。在均衡過程中，需密切關(guān)注設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和電池組的溫度變化，確保操作安全。

7、均衡完成，重新組裝好電池包，裝車。

經(jīng)過這么一個簡單的檢修流程，這臺車就修好了。

新能源汽車維修施工

如電池壓差過大，通過均衡無法修復(fù)，那就只能更換電芯

當(dāng)然，如果電池壓差過大（大于200-300mV），且測量發(fā)現(xiàn)某些單體電芯得內(nèi)阻已經(jīng)超出正常范圍，存在嚴(yán)重故障，光靠均衡解決不了問題，就需要更換這些損壞的單體電芯了。

不同類型的鋰電池，電池壓差的閾值判定范圍不一樣。比如，磷酸鐵鋰電池壓差在 50mV 以內(nèi)相對正常，當(dāng)壓差處于 50-200mV 時就需要做電池均衡，而超過 300mV 時通常就要更換電芯了。三元鋰電池的壓差閾值相對更嚴(yán)格一些，超過200mV 就建議要更換電芯了。

三元鋰電單體電芯

作為新能源汽車的維修人員，學(xué)會了檢查“電池壓差”，掌握了“電池均衡”這項專業(yè)技能，就算是入門了。接下來的課程，我們會繼續(xù)學(xué)習(xí)更多內(nèi)容。

歡迎線上購買《汽車之友》雜志

北京時尚

成都雜志鋪

掃碼進(jìn)店，線上購買，快遞到家

獲取更多圖文資訊，歡迎關(guān)注《汽車之友》微信公眾號

獲取更多視頻資訊，敬請關(guān)注《汽車之友》視頻號