前言：

前2节课，我们系统学习了新能源汽车的“三电”，以及整个高压系统整体架构，以及核心部件。这节课，我们聚焦到新能源汽车上最重要的一个部件，那就是动力电池。

新能源汽车运行安全性能检验规程

从今年3月1日开始，《新能源汽车运行安全性能检验规程》正式实施了，新能源汽车在年检的时候，增加了电方面的安全检测项目，主要就是针对“三电”系统这些核心部件。如果检测到某个安全技术指标不合格，车辆就无法通过年检，只能先去维修。

在这些检测项目当中，涉及动力电池的项目是最多的，因为动力电池对新能源汽车的安全影响最大，一出问题往往就是大事，必须对它加强监控，防患于未然。

可以预见，这个标准实施之后，新能源汽车动力电池方面检查出来的问题，也会是最多的，这也是将来最大的维修机会所在。所以，接下来的时间，我们就来重点学习一下动力电池的相关知识。

动力电池

动力电池也叫电池包，看上去就是一个又扁又宽的大方块，基本都是放在车辆的底部，尽量靠中间的位置。之所以这样设计，就是万一车辆发生碰撞事故时，要尽量避免伤及电池。

可见，动力电池是新能源汽车最核心、最关键的一个部件，没有之一。还可以用更多的“最”，来描述这个部件：

最娇气：高温、低温，都会影响它的性能；最危险：如果受到挤压、碰撞等物理损伤，有可能导致内部短路、热失控，一旦发生自燃，就很难扑灭！

普通干电池与特斯拉电芯

既然这个动力电池包那么贵重，里面都有什么奥妙呢？我们以特斯拉Model S P85这款车为例，看看它的电池包，是怎么做成的？

动力电池的结构特点

将这个电池包完全打散分解，里面其实就是很多的圆柱形小电池，专业术语就叫做“单体电芯”。其实大多数的“单体电芯”就很像是我们日常生活所用的5号电池，只不过电动汽车上用的是可以充电的锂电池，比如这款车用的就是松下18650的三元锂电池（电压是3.8V），而普通的5号电池是碱性锌锰电池（电压是1.5V）。当然，这些“单体电芯”的形状并不都是圆柱形的，也有方形的、软包型、刀片形的，因车而异。

刀片电池

接下来，这些单体电芯会先组合成为一个不大不小的电池模组。特斯拉MODEL S的电池模组，就是由几百个的单体电芯，整整齐齐地组合成的“方盒子”。然后再把若干个这样的电池模组，平铺到动力电池舱里面，这样才最终组成一个完整的动力电池包。

具体的组合方式，其实也很简单。先让这些电芯摆个长蛇阵，每74个电芯排成1列，全部并联到一起。再把6列这样的长队归拢并串联到一起。这样子“一并一串”，就连接成为一个完整的电池模组。咱们可以算一下，74乘以6，里面总共就有444个电芯。

我们先来计算一下这个电池模组的总电压，3.8×6=22.8V，为什么只乘以6？因为只有通过串联，才能增加电压。

电池模组示意图

然后，就要把16个这样的电池模组，串联到一起，组成整个的动力电池包。444×16=7104，这个电池包里面总共就会有7104个单体电芯，不少吧？

特斯拉这个电池包的总电压又是多少呢？22.8V乘以16，,算出来的总电压就是364.8V。

大多数新能源汽车的动力电池，它的电压值就是在300-500V之间。当然也有更高的，最高能达到多少？比如比亚迪就刚刚宣布，它马上要推出的新车，动力电池的电压会超过1000V！

动力电池

我们再来看看，怎么计算这个电池包的总容量，也就是储电量呢？

特斯拉这个电芯的容量大概是3.1Ah，如果要增加电池的容量，就要把更多的电芯并联到一起，并联的电芯数量越多，电池的容量增加得也就越多。所以，只需要计算有多少电芯并联到一起，就可以计算它的总容量了。并联到一起的电芯总数是74个，所以，总容量=3.1Ah×74=229.4Ah。

不过，大家谈到电池包的容量，都习惯用kWh（千瓦时）或者“度”来衡量。所以，还要乘上电池包的总电压值，才能得到以“千瓦时”或者“度”来计算的电池容量。364.8V×229.4Ah÷1000≈83.7kWh，这就是这个动力电池的总容量（储电量），也就是83.7度电。

还记得这台车的车型代号吗？P85。没错，这个85，就代表它的电池总容量是85度电，和咱们算出来的差不多。

电池管理芯片

当然，在动力电池包里面，除了电芯，还集成了电池管理系统（BMS），再加上底盖和上盖，形状就像一个“三明治”一样，从而组成了完整的动力电池包。

动力电池的铭牌

车辆铭牌

在这里，再给大家插播一个小知识，怎么通过电池的铭牌，去读取它的基本信息？

按国标规定，每个动力电池包都要有类似这样的铭牌，都会贴在电池包上面，一般都是在比较显眼的位置，我们应该很容易就能找到它。从铭牌上，我们可以看到电池包的一个基本信息，比如这个电池包的铭牌显示，它的额定电压是408.8V，它的额定容量是130Ah，它的化学类型是镍钴锰酸锂，也就是三元锂电池。

除此之外，还有24位电池编码，这也有点像燃油车的发动机号，肯定不能是乱编的，会有严格的要求。当然，生产日期也不能少。

用刚才的方法，再计算一下这个电池包的总容量。根据铭牌上显示的技术参数，我们就可以算出来， 这个电池的总容量就是 408.8V×130Ah÷1000=53.14kWh，也就是53.14度。

动力电池的常见故障（电池压差）

电池压差

知道了动力电池的结构原理和性能参数，那么这个部件会有什么常见故障呢？

前面我们提到了新能源汽车的年检，在安全性能检测方面，其中有一项对应的就是动力电池最常见的一个故障，那就是电池压差故障。

什么是电池压差呢？前面也说了，新能源汽车的动力电池是由很多的单体电芯”组成的，每个电芯都是一模一样的，所以从理论上讲，它们的电压值应该也都是几乎完全相同的。

实际上由于种种原因，有的单体电芯的电压，就会逐步偏离了这个正常电压，造成各个电芯的电压值不一样，有的高有的低，出现了一定的偏差，这就是所谓的“电池压差”。

电池压差

“电池压差”会带来什么问题呢？首先，它会导致电池的整体容量衰减，车的续航能力下降。

比如在充电的时候，电压高的电芯，肯定会先充满，这时候为了保护这些已经充满的电芯，避免让它门出现过度充电，整个的充电就被叫停了，那些电压低的电芯也都停止充电了。这样一来，电池实际能够充进去的总电量，就大打折扣，怎么也“充不满”！

同样的道理，在电池使用和放电的过程中，那些低电压的电池，电量会率先用完，这时候，为了防止过度放电，损坏电芯，整个的放电也不得不停止，尽管高电压的电池还剩下不少电，但也不让用了，这也就是“放不净”！

电池的使用情况

由于这个“电池压差”的存在，动力电池既“充不满”又“放不净”，那它的有效容量就会下降。压差越大，电池的有效容量就下降得越多，车辆的续航里程也就缩短得越厉害。举个例子，一辆电动车原本能行驶400公里，如果电池压差达到200mV，那它的续航里程大概会缩短100公里，就只能跑300公里了！

不过，电池衰减容量下降，这只是小事，如果压差过大，还会带来严重的安全问题，甚至有可能会引起自燃！为什么呢？因为过大的电池压差，会导致电池组内部热量分布不均，局部出现过热，这样就增加了热失控的风险，甚至可能会引发火灾、爆炸，确实非常危险！

正是基于安全考虑，在新能源汽车的年检当中，必须要检测“电池压差”，通过这个重要的技术指标，来评价电池是否健康是否安全，从而防患于未然。我们来看一下国标的检测标准，“电池压差”不能超过300mV，如果超过300mV，就会被判定为不合格了。

当然，对于“电池压差”故障，车辆本身是有一套完善的监测和预警机制。车辆日常使用时，一旦控制电脑监测到“电池压差”过大，并且已经超过了预设的报警值（不同的车，有不同的数值），车辆就会自动点亮故障灯，提醒你需要去做检修。如果发现故障严重，还会通过“禁止上电”的方式，让车辆无法启动。所以，新能源汽车在设计上，已经充分考虑到了安全性，不会让车辆“带病工作”，避免酿成大祸。

从咱们维修的角度来看，定期检查一下动力电池，看它是否有“电池压差”偏大的迹象，这也是很有必要的。

那么，怎么知道车辆的“电池压差”是多少呢？

很简单，连接诊断仪，进入“电池包诊断”，就可以读取到每个“单体电芯”的电压数据，找到模组当中最高和最低的电压值，把它们减一下，就能得到准确的“电池压差”了。

很多诊断仪，还会自动帮你找到偏差最大的电芯，并且计算出“电池压差”，这样就更方便了。

如果车辆已经有了“电池压差”的问题，应该怎么解决？有没有什么办法，把这个压差消除掉，让各个电芯的电压恢复一致呢？当然有啦，要想消除“电池压差”，就得依靠所谓的“电池均衡”。关于“电池均衡”的相关内容，我们留到下节课再讲。

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