图论纯电动/插电式汽车电池的木桶效应
问：我的秦/唐在使用一段时间以后，会出现一种情况，充电到70%，80%左右时，会突然显示为已充满，即100%。请问这种情况是什么原因造成的，如何解决？ ... 作者：唯电
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| 问：我的秦/唐在使用一段时间以后，会出现一种情况，充电到70%，80%左右时，会突然显示为已充满，即100%。请问这种情况是什么原因造成的，如何解决？ 这是因为电池组的容量降低了。系统计算充电时间用的是系统标记的电容量除以充电功率，而如果电容量降低了，就会出现充电显示到一定百分比的时候，已经达到了电池组容量的极限，只能停止充电，显示充电完毕，电量100％。 那么，电池组容量为什么会下降呢？分为两种情况。第一种，电池电量不均衡，这种情况可以通过合理的均衡电池组解决；第二种，电芯出现了问题，某个电芯容量降低了，如果这样的话，就只能通过更换有问题的电芯解决了。 好吧，那么问题来了，什么是电池均衡？首先，我们需要了解一下电池的连接方式。秦、唐的电池组采用的是串联，就像糖葫芦一样，一个一个串起来，一起充电，一起放电。这种连接方式，充放电是通过每个电芯的电流是一样的。而为了保护电池，系统会在某个电芯达到充电截至电压（3.6V）时停止电池组充电；在某个电芯达到放电截至电压（2.5V）时停止电池组放电。而均衡系统，就是保证每个电芯在每个时刻的剩余容量都尽可能的一致，避免出现各个电芯可用容量出现差距。  这些东西听起来比较晦涩难懂，我们准备了几张示意图，来说明电池组不均衡会发生什么。为了直观，我们使用水流来模拟电流，而图上的连接方式虽然和实际电池连接并不相同（图为并联，电池串联），但是每个水瓶加水与放水的模式，与电池充放电的情况基本一致，作为原理说明应该是够用了。  这就是我们用来模拟电池充放电的水瓶系统，为了简便，用了四个水瓶（秦、唐的电芯数量都超过150个，如果用150个水瓶，那咱甭干别的了，光数瓶子去了）模拟电芯，上边的给水管代表充电，下方的下水管代表放电，单个水瓶无单独控制的阀门。加水时，一个水瓶加满即停止加水；放水时，一个水瓶放空即停止放水。  这是比较典型的不均衡情况，大部分水瓶（电芯）是满的，而某些水瓶（电芯）未满。如果这个模组放水的话，会发生什么情况呢？现在，我们打开放水阀门，然后就是等待奇迹的时刻。嗑一堆焦糖瓜子以后，他们到了这个状态：  因为4号首先放空，所以整组停止放水。这时，1、2、3号依然有剩余水量无法放出，而整个模组，只释放出了最大容量的3/4。这时候，各个水瓶的容量是正常的，但是成组后，只能发挥出一部分效能，这就是失衡以后的容量降低。  这是另一种不均衡情况，加水时，某个水瓶提前满了，这时候，其他的水瓶都无法被加满。这种情况下，如果放水，会怎么样呢：  对，虽然这个水瓶还剩余一些水，但是因为其他瓶子空了，这些水同样放不出。而模组还是只能达到3/4的容量。 看到这里，相信大家对于电池不均衡已经有了一些基本的了解。那么，我们该怎么去处理不均衡的电池呢？ 比亚迪为电池组配备了均衡系统（BMS：分布式电源管理系统），系统会在合适的时间启动均衡电路（充电时、充电结束时、行驶中）。而这个均衡的原理，就是为每个水瓶开一个单独的小放水阀，在加满水和放空的时候，把剩余水比较多的水瓶标记出来，只要到了合适的时候，就打开这些水瓶的小阀门，给他们单独放水，这样下次灌水的时候，各个水瓶的水量就可以更平衡一些了，而模组的整体容量就会对应的提高，这就是均衡系统的作用。而为了安全，这个单独的水阀流量很小，如果遇到水瓶里边水容量差距比较大，就需要相当长的时间，才能取得比较好的效果。（秦、唐的均衡电路电流只有30ma，如果容量减小10%左右，需要均衡100小时以上才可以……对，很慢很慢的，为啥不能快一些？快了要大量发热，容易影响安全。）而除了时间，正确的标记需要放水的水瓶，也同样重要，否则，开错了阀门，放了不该放的水瓶，不仅无法起到应该有的作用，还会起反作用。 而有的朋友，明明已经按照正确的方法均衡了很长时间，依然没有得到很好的效果，又是为什么呢？那就需要考虑第二种情况了，某个电芯的容量降低了，这就不是均衡可以解决得了。如下图：  单个水瓶容量变小了，不管怎么给单个水瓶放水，也无法突破这个小水瓶的影响。这种情况下，就只能通过更换的方式，把这个小水瓶换掉。 最后，怎么判断容量下降是什么原因呢？除了长时间均衡看效果，有没有更快的方法呢？也是有的，不过需要第三方工具。用电到5%，然后记下电压最低的几个电芯的编号，充电到100%，再看电压低的电芯编号，如果和5%的时候是相同的几个，那么，就说明是不均衡。如果5%的时候某个电芯电压低，而这个电芯在100%的时候电压高了，就说明这个电芯容量降低了，无法通过均衡的方式解决，只能对这个电芯进行更换。 提示：民间有高手制作了外接均衡板，对所有电芯进行放电到2.6V，达到均衡的目的，俗称“泻药”。这个方法效果很好，一次短时间即可解决均衡问题。但是，放电电流达到1000ma，是原厂均衡的30多倍，容易发生危险，而私自拆装也可能影响电芯终身保修的政策。所以，提醒大家慎用此方法。另外，15款秦和唐的电池组增加了保险丝，绝对不能用此方法，否则，保险丝熔断会被厂家拒绝保修！ |
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