1.电动车才三年电池就掉电！故障原理及应对

本内容来源于@什么值得买APP，观点仅代表作者本人 ｜作者：西山云舞

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原理对策，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，可怜巴巴的跟我诉苦。我安慰完她，马上骑自行车带上一把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。

测量端电压，只有15.21伏，似乎处于保护状态。

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，电流限制为1A，实际充电电流只有180毫安左右，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。

经过5个小时涓流均衡，电池端电压恢复到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，充电的末段依然有异常情况，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小时后间隔趋于平均。

测试的接近两天，最后稳定在每隔4小时25分，充电10秒钟，充电直流功率155W，折算电池内平均放电功率97.5mW，基本上就是电控板的能耗，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左右结束的时候，BMS收到部分电芯到达充电截止电压的信号，开始均衡动作，大概在7:00结束。

把电池装回车上，使用正常了，我估算了一下，跑了30多公里才再次充电，容量没有明显的下降。

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，所以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，对于磷酸铁锂来说，才用了1/10的循环寿命，为什么就出现掉电故障了呢？

磷酸铁锂电池组掉电原理

我们发现，无论是电动自行车还是电动汽车，出现掉电现象的绝大部分是使用磷酸铁锂电池组的车辆，但同时也有大量应用磷酸铁锂的车主声称从没有发生过掉电现象，包括一些年限不短的车。

为什么三元锂电池组很少出现掉电？而同是磷酸铁锂，为什么会出现这种截然不同的情况呢？

电池自放电

几乎所有的电池，包括不可充电的一次电池、可充电的二次电池，都存在自放电现象，也就是电池充满电放一边不用，过一段时间，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，最起码可以坚持一两年（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，具体的原理就不赘述了。

也就是说，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度并不一样，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半的电量。

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，出现所谓的掉电（虚电）现象。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。整个电池组看上去就剩下了一半的容量，但其实里面每一个电芯容量都没有下降。

电池组均衡

为了避免出现这种现象，就要用电池管理系统（BMS）来对单颗电芯进行自放电管理，这部分的原理很简单，就是BMS发现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），直到所有电芯电压一致。这样电池组的容量就恢复了，也消除了掉电（虚电）现象。

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征，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下降，在20%~80%的荷电区间电芯电压变化达到400mV；而相应的，磷酸铁锂只有100mV。

酸铁锂这种特性对于电池管理系统（BMS）来说是一个极大的挑战，在一个宽广的荷电范围内，电池端电压只有数十mV的变化， 加上在电池寿命周期内不断变化电池内阻在充放电时附加的欧姆压降和极化电压，还有外界干扰，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。

磷酸铁锂在接近充满电的小范围内，电压变化才明显，所以电池组的BMS通常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均衡的。

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，主要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，例如使用20%~80%充电区间，一块电池的“使用里程”可以延长超过一倍）。

我一般的使用习惯就是，开回来就插电，根据剩余电量估算充电时间，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，我经常使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，对应端电压变化率是1.6%，是一个非常平缓的平台（注意这个图纵坐标，起点是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。最终导致了趴窝事件。

哪种情况容易掉电

由上述可知，磷酸铁锂电池组的车辆，一般是在充满电后，依然插着电的情况下进行电池均衡。

由于均衡的电流并不大，所以每年要有足够的小时数，才能弥补自放电带来的电芯之间的容量差。

看到这里，大家应该能想到，那些长期使用公共充电桩，充满就要马上离开的车，特别是24小时连续运营的出租车，连充满电的机会都不多，很容易出现掉电的问题。而那些经常在家插电一整个晚上的车辆，则因为有足够的均衡时间，基本不会出现掉电问题。

而三元锂电池，由于电压变化明显，BMS是可以随时把握电池的实际容量，适时进行均衡，所以极少出现这种掉电的现象，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收集到的数据，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，基本上也是三年后出现大量的维修支出，平均每台车7万RMB。

应对策略

而避免这种情况的方法也很简单：每年保证充满电之后继续插电足够小时数就行了。至于具体的小时数，因不同的车辆有所区别。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，计算可得，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，即使是日常使用，也应该将充电限制设置为 100%，并且每周至少一次充电至 100%。另外，如果车辆停放超过一周，则建议尽早充电至 100%。

同一时间，对三元锂电池车型的建议依然是日常充电至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，以及具体策略的区别。

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2.小牛m1 191故障修复

17年入手的小牛m1动力版，在骑半途路上突然骤停，只能一档龟速前行。仪表盘代码191，电池电量无法显示。到小牛专卖店检测发现换电池后恢复正常，但是这家专卖店无法修复电池，叫装回电池回家好好百度一下什么故障。无意中翻到一个网友也是同样的故障，说是拆开电池，把里面保护板的485通信芯片换了可以解决。

拿起手机立马淘宝搜小牛m1 485芯片，和店家沟通后确定可以用，下单包邮5块钱[奸笑]。

等待了三天芯片终于到了，我也龟速骑了三天。终于操起螺丝刀开拆。

电池拆卸自行百度很简单。 准备工具，焊锡 电烙铁 一，十字螺丝刀四样就够。

拆开直接换完后，搞定。附图给有需要的牛油[大笑]

完整芯片型号 MAX3485EESA 封装SOIC-8

3.小牛电动车 N1S 常见120及190故障维修

小牛N1S电动车，本人骑了有七八年了，期间遇到过两个故障，应该是通病，亲自动手修好了，没花一分钱。分享给有同样问题的车友参考。

一、120故障。

查故障代码表是电机故障，有些车子则表现没有任何故障代码，但解锁后加油门车子就是不走，而且此类故障时好时坏。这个故障很大概率就是控制器上的6芯霍尔接口接触不良造成的，解决办法很简单，用烙铁给插针加镀一层焊锡，或用小螺丝刀把母插口压一压，在里面塞点细铜丝。

二、190故障

故障现象车不走，P档无法解锁，过一会显示190故障码。但是停一会偶尔又好了，骑一段又坏掉。

会查故障代码表是控制器通讯故障。这个故障首先重点检查控制器，看到过色魔张大妈有个维修笔记说是485芯片问题。这有可能，但是概率比较低，小牛485芯片的保护措施很完善，有限流电阻和防静电二极管，并不是那么容易坏。维修首先检查3.3v供电是否正常，如供电正常，再考虑是485芯片问题，或防静电二级管击穿或线缆问题。

一般更大概率会是3.3V供电不正常，小牛N1S的3.3V供电是经过三级DC-DC降压得到的，最末级是贴片安装的1117降压芯片，输入电压来自于一个78L05三端稳压器的5V输出，而78L05的输入来自于A1013三极管和一个工字电感组成的DC转换电路。最容易出问题的就是这个工字电感。

190故障往往就是这个电感的原因，拆开电感外皮，会发现电感是一圈圈细漆包线缠绕而成，由于厂家元器件选品不当，线径过细，生产时缠绕过紧，又没有使用滴胶工艺，导致线圈与插针连接处很容易断裂，这应该是小牛N系列车的一个通病。

但又时会发生似断非断和情况，这也是车子时好时坏的原因。正常情况下，在电路板上测量电感阻值在7.5欧，电感是8*10mm规格，用zt102L万用表电感档测量电感量是5.2mh。

可将电感铜线重新焊好后，滴点502胶固定，外面再用热熔胶与电路板做好固定，防止震动导致再次断裂，上车测试，恢复正常。

4.手把手教你更换小牛电动车中控，解决99！故障

本内容来源于@什么值得买APP，观点仅代表作者本人 ｜作者：cool18

我的二手小牛u1骑了快两年了，期间出现过问题都自己解决了，比如前刹上泵失效后我35元买个上泵自己更换了，前减震漏油我也花6元自己更换了减震油封。

因为不是主力车，所以骑的时间不多，有一次淋了两天雨后防盗器出问题了，只要一设防就报警，而我这款初代u1只有遥控锁，没有实体锁，所以很麻烦，好在几天后车又正常了，估计是潮湿导致线路问题，干燥后就好了。

之后有一次车子突然骑不快，最快只能到19km，不过骑了十分钟后又正常了，以为系统问题就没在意。两天之后车又出现之前骑不快的情况，因为发生在一场大雨之后，估计也是受潮，就让车子晒了半天太阳，不过没能好转。仪表盘出现99！故障，骑不快，看不到速度里程和电量，app不能查看车辆信息，上网搜了一圈后得出的结论是中控故障了。

之后看app也提示过故障，因为我关闭了app通知，所以没留意。

既然知道故障就开拆，本以为中控是在电池箱底下，结果拆开后只看到了控制器。

话说小牛的控制器接线做得很漂亮。

中控不在后面的话就只能在车头了，先拆下挂钩。

再卸下图片上的4颗螺丝。

抠掉大灯后方的黑色盖板，然后卸下两颗隐藏螺丝。

两边各一颗螺丝也要卸下。

底部的几颗螺丝也要卸掉。

背板卸下是这样的，右边是遥控防盗器，如果钥匙都不见了就要更换它，大概要100元。

卸下前面板后就能见到中控了。

下面黑色的就是中控，叫cloud ecu够高端。。。

接头因为长期有水已经被腐蚀，都有铜锈绿了，插头尾部的防水胶塞也掉出来了，本以为找到故障原因了，应该是插头接触不好而已。

拆开中控后大吃一惊，竟然进了那么多水，电路板都被腐蚀了，

另外一面。

车子一端的母插被腐蚀坏了，因为线短难操作，还没有合适的替代接线头，就直接原位放回，在尾部用热熔胶固定好，坏掉的插头金属部分就放一小段细铜丝进去，这样插头插进去后也能正常接触。

还喷了wd40进插头去水。

中控电路板则拿去手机店给超声波清洗一次。

可惜一切搞好后，接上去并没什么用，一样是故障99。

只能把中控拆下来，准备买新的了。

电话问本地小牛售后得知要430元，觉得有点小贵，就上淘宝查查价钱，找到看起来靠谱的最便宜是289元，考虑到人工其实差价不大。但还是在网上买了，因为车已经拆散了，没办法骑去售后修，而自己去售后买中控的话，万一不是中控问题又难退货。因为中控要激活的，一激活的话就不能退货，跟淘宝商家沟通后知道只要中控接上车的话车就正常了，激活只是app能正常用而已，所以就下单了。

三天后货就到了，包装还蛮严实。

看起来和原来一样，因为中控要联网激活的，所以也不存在有假货。

后面这个二维码就是激活用的。

接上后车正常了，只是没想到里程数也清零了。

就这样挂着中控试了半天没什么问题，可以装车了。

这次要做好放水措施，中控线出口用热熔胶封闭。

中控上下盖中间的缝贴了一层电工胶布。

插头用胶袋包起来，两边用扎带扎好。

接着是扫中控上的二维码激活绑定中控。

激活后很正常。

还有输入原车辆的信息进行绑定。

按提示一步步进行得很顺利。

电池信息应该是存在电池模块上的，保存下来了。

app的设备信息还保存了以前的信息，以前的骑行记录也保存着，不错。

装好车到现在超过两个月了，骑行一切正常。

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