大家好，我是西山云舞，爱实践爱分享的伪极客，欢迎关注。本文提及的动力电池掉电和事理对策，也适用于电动汽车，全文2000字，阅读大约5分钟。
电池掉电趴窝昨天，老婆骑着买了三年的小牛G0-40电动车上街，出门的时候显示还有一半电量，但是骑出去走了1公里就趴下了。老婆力气小推不了那么远，只好丢在路边（没电也锁不了车），扫了一台共享电动车回家，可怜巴巴的跟我埋怨。我安慰完她，立时骑自行车带上一把u型锁，把车锁上，然后电池抽出来带回家充电。插上充电器直接显示绿灯，充不进去了。
丈量端电压，只有15.21伏，彷佛处于保护状态。
这是一块15串磷酸铁锂电池组，额定容量12Ah、576Wh，充电截止电压53.5V。
重新激活电池
用实验室电源进行充电，电压设定为充电截止电压，电流限定为1A，实际充电电流只有180毫安旁边，总功率约8W，看上去像是在进行低SOC端被动均衡。合每节电芯约0.6W的均衡功率。
经由5个小时涓流均衡，电池端电压规复到48.4V。作者往期文章分类目录
然后给电池组插上充电器，能够正常充电了。
根据智能插座的记录，估算充进了大约522Wh，充电的末段依然有非常情形，充电功率有跌落。
电池均衡
充电完毕充电器转绿灯。过了10分钟，充电器的绿灯又变成红灯，充了不到一分钟又转绿灯结束充电；20分钟后又一次短暂的充电；短暂充电的间隔越来越长，12小时后间隔趋于均匀。
测试的靠近两天，末了稳定在每隔4小时25分，充电10秒钟，充电直流功率155W，折算电池内均匀放电功率97.5mW，基本上便是电控板的能耗，也就意味着均衡已经结束。作者往期文章分类目录
根据上面几个图的数据，首次充电在0:00旁边结束的时候，BMS收到部分电芯到达充电截止电压的旗子暗记，开始均衡动作，大概在7:00结束。
把电池装回车上，利用正常了，我估算了一下，跑了30多公里才再次充电，容量没有明显的低落。
这台小牛G0-40电动自行车是2020年8月在佛山市市东下路的小牛专卖店买的，到现在刚好满三年，已经跑了大约5000公里，这台车中控有个毛病，里程表会不定期自己归零，以是没法统计准确的总里程。但粗略估算，这块电池的循环次数不超过200次，对付磷酸铁锂来说，才用了1/10的循环寿命，为什么就涌现掉电故障了呢？
磷酸铁锂电池组掉电事理
我们创造，无论是电动自行车还是电动汽车，涌现掉电征象的绝大部分是利用磷酸铁锂电池组的车辆，但同时也有大量运用磷酸铁锂的车主声称从没有发生过掉电征象，包括一些年限不短的车。
为什么三元锂电池组很少涌现掉电？而同是磷酸铁锂，为什么会涌现这种截然不同的情形呢？
电池自放电
险些所有的电池，包括不可充电的一次电池、可充电的二次电池，都存在自放电征象，也便是电池充满电放一边不用，过一段韶光，电就全跑光了。
航模用的高倍率动力锂电池，充满放三个月，电就差不多没了，汽车用的锂电池，最最少可以坚持一两年（指不接电池桩头）。
同一型号的电池，自放电率与原材料和工艺有很大关系，同一批电池都有较大的离散性，详细的事理就不赘述了。
也便是说，电动自行车或电动汽车上的电池包，里面是十几个到几百个“电芯”串并联起来的，这些电池自放电的速率并不一样，如果不加以管理，一个电池包里面，可能自放电最快的电芯快没电了，但自放电最慢的电芯还有一多数的电量。
这时候电池组总的端电压看上去还有差不多一半的电，但实际上一放电，电量最低的那节电芯就触发低电压放电截止保护，涌现所谓的掉电（虚电）征象。作者往期文章分类目录
而此时拿电池组去充电，充了一半的电量，那一节自放电率低。的电池就充满了，触发了充电截止保护。全体电池组看上去就剩下了一半的容量，但实在里面每一个电芯容量都没有低落。
电池组均衡
为了避免涌现这种征象，就要用电池管理系统（BMS）来对单颗电芯进行自放电管理，这部分的事理很大略，便是BMS创造各个电芯电压参差不齐，就通过给电压偏高的电芯放电（被动式均衡）；或者把高电量电芯的电荷转移给低电量的电芯（主动式均衡），直到所有电芯电压同等。这样电池组的容量就规复了，也肃清了掉电（虚电）征象。
磷酸铁锂的特点
放电平台电压跌落小，是磷酸铁锂电池的一个显著特色，下图是磷酸铁锂（红线）跟三元锂（蓝线）的电压平台比较。
可以看到三元锂电池放电过程，电芯端电压是有明显低落，在20%~80%的荷电区间电芯电压变革达到400mV；而相应的，磷酸铁锂只有100mV。
酸铁锂这种特性对付电池管理系统（BMS）来说是一个极大的寻衅，在一个宽广的荷电范围内，电池端电压只有数十mV的变革， 加上在电池寿命周期内不断变革电池内阻在充放电时附加的欧姆压降和极化电压，还有外界滋扰，还有电池之间的个体差异，BMS很难通过端电压来准确确定电池所处的荷电状态。
磷酸铁锂在靠近充满电的小范围内，电压变革才明显，以是电池组的BMS常日只在电池充满电而且还插着充电器的时候进行均衡，在放电平台中间是不屈衡的。
均衡的困难我给这台电动自行车充电是很少充满了放尽的，紧张是为了延长电池的循环寿命（目前常见的所有类型锂二次电池，包括磷酸铁锂、三元锂，浅充放都能明显延长电池的循环寿命，例如利用20%~80%充电区间，一块电池的“利用里程”可以延长超过一倍）。
我一样平常的利用习气便是，开回来就插电，根据剩余电量估算充电韶光，让小爱同学定个闹钟，没充满就拔掉。
下图是这台小牛G0-40随车电池的实测充电曲线，我常常利用的是红线中间的区域。
问题根源就在这里，这两段红线之间电池端电压从50.4～51.2V，相差只有0.8V，对应端电压变革率是1.6%，是一个非常平缓的平台（把稳这个图纵坐标，出发点是42V），对应单颗电芯的电压，是3.36～3.41V，相差仅有0.05V，即50mV。在这个范围内，电池组的BMS没有机会进行电芯均衡。
而在三年里面，这块电池充满电依然插着充电器的机会，加起来不超过5小时，无法有效补偿这三年间，由于电芯自放电率离散性带来的容量差异。终极导致了趴窝事宜。
哪种情形随意马虎掉电由上述可知，磷酸铁锂电池组的车辆，一样平常是在充满电后，依然插着电的情形下进行电池均衡。
由于均衡的电流并不大，以是每年要有足够的小时数，才能填补自放电带来的电芯之间的容量差。
看到这里，大家该当能想到，那些长期利用公共充电桩，充满就要立时离开的车，特殊是24小时连续运营的出租车，连充满电的机会都不多，很随意马虎涌现掉电的问题。而那些常常在家插电一全体晚上的车辆，则由于有足够的均衡韶光，基本不会涌现掉电问题。
而三元锂电池，由于电压变革明显，BMS是可以随时把握电池的实际容量，应时进行均衡，以是极少涌现这种掉电的征象，除非BMS的硬件设计或者算法有问题。
下图是我在2014年准备购买某B字头的电动汽车时，试图找到锂电池的寿命过程中网络到的数据，来自某B字头企业的公开年报。数据显示，当年其投资经营的某纯电出租车公司，基本上也是三年后涌现大量的维修支出，均匀每台车7万RMB。
应对策略
而避免这种情形的方法也很大略：每年担保充满电之后连续插电足够小时数就行了。至于详细的小时数，因不同的车辆有所差异。例如我这台小牛电动自行车，按照8W的均衡功率，以及三年间电芯自放电拉出约300Wh的容量差距，打算可得，每月至少均衡1小时。
某T字头厂商建议：配备磷酸铁锂电池（LFP）的车型，纵然这天常利用，也该当将充电限定设置为 100%，并且每周至少一次充电至 100%。其余，如果车辆停放超过一周，则建议尽早充电至 100%。
同一韶光，对三元锂电池车型的建议依然这天常充电至90%，以延长寿命。
下一回，我打算聊一聊，如何把磷酸铁锂和三元锂电池的循环寿命最大化，以及详细策略的差异。
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