新能源汽車維修專題-7

前言：

在之前的課程當中，我們已經講過，新能源汽車最常見的故障，就是動力電池出現“電池壓差”。“電池壓差”會導致動力電池的整體容量衰減，既“充不滿”又“放不凈”，造成車輛的續航能力下降。如果電池壓差過大，還會導致動力電池組內部熱量分布不均，局部出現過熱，這樣就會增加熱失控的風險，甚至可能會引發火災、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一致呢？這就得依靠所謂的“電池均衡”。這節課，我們就來講講關于“電池均衡”的相關內容。

新能源汽車電池

“電池均衡”其實有兩層意思，它既可以說是車輛自帶的一種電池修復功能，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

新能源汽車其實很多都自帶“電池均衡”功能，我們之前也講過，電池包內部還有一個BMS系統，也就是電池管理系統，它就像是電池的保姆，負責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，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“壓差”。這時候，“保姆”就會擇機啟動這個均衡功能，來調配電芯的電壓，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“電量轉移法”。這就相當于，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，但是從技術上來看，實現起來的成本比較高，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”。其實這就相當于，保姆按食物最少的小孩為標準，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”的同時會發熱，而且都要放到和低電壓的電芯一樣才行，所以能量浪費得也比較多。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電池管理系統在設計開發的時候，就已經定下來了的。作為維修技術人員，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的。比如說，電池必須處于高電量的充電狀態，也就是所謂的“高SOC區間”。另外，還需要有充足的時間，讓電池在接近充滿之后，繼續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，基本無法觸發有效均衡。

所以，車輛在日常使用當中，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“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，這樣就無法發揮車輛的自動均衡功能，很容易出現電池壓差，續航里程會逐步下降。

當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到正常狀態。慢充均衡之后，你會感覺到車輛的續航里程會有所增加，這就表明“電池壓差”已經變小了，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。

如電池壓差偏大，“自動均衡”失效，就要做“設備均衡”

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，這時候就要請醫生出馬了。

電池均衡設備

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

“設備均衡”需要將電池包整個拆下來，開包檢修，將專業的均衡設備（動力電池組均衡維護儀），連接“壓差”偏大的電芯，自動對它們電量進行調配和修復。整個的維修過程其實不算復雜，就是量量電芯、連連線的事，比起發動機大修，那可簡單太多了！“電池均衡”算是新能源汽車維修當中，一個非常重要的“大保養”項目，收費不算低（通常1000-2000元），利潤也很不錯，大家一定要學會這項技能。

電池壓差故障

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

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，內容是：電池單體電壓不平衡！這就表明確實是存在“電池壓差”的故障。

2、進入“電池包診斷”，讀取單體電芯數據，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、根據編號，找到有問題的電池模組，測量一下有問題的電芯的內阻。如果發現與正常電芯相比，內阻相差過大，果斷將其更換；如果內阻還處于正常范圍，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，嚴格按照均衡儀和電池組的正負極標識進行連接，避免短路或反接，以免損壞設備或電池！根據電池組的實際情況，通過設備的液晶顯示屏幕或操作按鍵設置相關參數，主要包括均衡電壓范圍、均衡電流大小，等等。均衡電壓范圍應根據電池組的標稱電壓和充放電特性來設定，確保在安全范圍內進行操作。均衡電流則需根據電池組的容量和均衡需求來調整，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功能的均衡儀，則設備插入通道后即可自動識別電壓、內阻等信息，從而簡化設置流程。

6、參數設置完成并確認無誤后，即可啟動均衡過程。此時，均衡儀會自動監測電池組中各單體電池的電壓和容量，并根據設定參數進行均衡操作。如設備采用主動均衡方式，設備會通過內部電路將電量從高電壓電池轉移到低電壓電池，實現電量的再分配；如設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，以達到均衡目的。在均衡過程中，需密切關注設備的運行狀態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，那就只能更換電芯

當然，如果電池壓差過大（大于200-300mV），且測量發現某些單體電芯得內阻已經超出正常范圍，存在嚴重故障，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 以內相對正常，當壓差處于 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，學會了檢查“電池壓差”，掌握了“電池均衡”這項專業技能，就算是入門了。接下來的課程，我們會繼續學習更多內容。

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