用传统的铅酸电池测试仪测试12V锂电池虽然能得出结果,但结果很可能是错误的,而且这种错误在打印出来的结果上看起来完全正常。磷酸铁锂电池的化学特性与AGM电池和铅酸电池截然不同,因此测试仪用来评估电池健康状况和充电状态的参考点根本不适用。它们的电压曲线不同,内阻曲线也不同,忽略这些区别的后果可能从误判电池状态良好,到让客户带着一块你之前告知他们没问题的故障电池回家。

关键精华

  • 12V 锂辅助电池越来越多地出现在电动汽车和一些较新的燃油车中——与铅酸电池相比,它们需要不同的测试和充电程序。
  • 电导率测试仪必须针对正确的化学成分进行配置;用铅酸电池的设置测试 12V 锂电池会产生不准确的结果。
  • 12V 锂电池的故障模式与铅酸电池不同——它们不会发生硫酸化,但可能会出现电池不平衡、电池管理系统故障以及寿命末期电压切断等问题。
  • 车辆中的大多数 12V 锂电池都集成了一个 BMS,可以防止过充和过放——但 BMS 故障本身会导致电池看起来好像没电了。
  • 使用专为铅酸电池设计的充电器给 12V 锂电池充电可能会损坏电池;务必使用锂电池兼容充电器或具有锂电池充电模式的充电器。
  • 对于电动汽车和高端汽车销量不断增长的商店来说,在连接任何测试仪或充电器之前,需要确定 12V 电池的化学成分——如果弄错了,后果不堪设想。

每年越来越多的量产车都配备了12V锂电池。因此,当维修车间出现这种电池时,了解如何采取不同的应对措施已不再是可选项。

为什么不能像测试铅酸电池那样测试12V锂电池

没错,它们标签上都标称12伏电池。磷酸铁锂电池和铅酸电池的相似之处仅限于此。铅酸电池,无论是AGM电池还是普通铅酸电池,其性能都符合电导测试仪的测量标准。静置电压与荷电状态之间的关系具有很强的可预测性,因此电压读数能够提供真实的信息。随着电池放电,电压会沿着一条经过数十年校准的曲线下降。

锂电池的工作原理并非如此。磷酸铁锂电池在大部分放电范围内电压保持相对稳定,直到接近放电底时才会急剧下降。一块12V锂电池电压为12.8伏时,可能处于满电状态,也可能接近没电状态,单凭电压值无法判断具体情况。对于铅酸电池来说,12.8伏是一个有用的信息。但对于锂电池而言,如果没有相关的化学特性参考,这个电压值几乎没有任何意义。

内阻是另一个主要变量。铅酸电池会随着老化而出现内阻增加,而电导率测试正是检测这种增加的指标。锂电池在其大部分使用寿命期间内阻都保持较低水平,即使容量显著下降。对于实际上已经老化的锂电池来说,电导率测试结果可能看起来完全正常,而这对于铅酸电池来说则可能需要更换。测试仪本身并没有故障。它只是在测试一种它原本不适用的化学物质时,按照其设计用途进行了测试。

这种区别至关重要,因为完成测试的技术人员没有理由质疑结果,客户也没有理由质疑建议。故障模式在电池实际使用中发生故障之前都是无法察觉的。

锂电池12V测试的实际操作方法

要准确测试12V锂电池的性能,需要使用具有专用锂电池测试模式的测试仪,或者使用专为处理多种化学成分电池而设计的设备。两种测试方法的实际区别主要体现在以下几个方面:

  • 电池的荷电状态阈值因电池化学成分而异。锂电池平坦的电压曲线意味着,您需要使用与铅酸电池基准无关的参考点来解读更窄的数值范围。
  • 负载响应曲线差异很大,因此,如果测试人员使用铅酸电池的负载参数,将会错误地读取锂电池的容量和健康状况。
  • 测试前充电需要使用能够识别锂电池化学特性的充电器。在测试前使用标准的铅酸电池充电方式给12V锂电池充电不仅不准确,而且还会损坏电池。

最后一点往往会让维修店措手不及。大多数维修流程都是在进行健康测试前先给电量耗尽的电池充电。如果流程中使用的充电器不支持锂电池,那么问题甚至在测试开始前就已经出现了。有些充电器会识别出不熟悉的电池化学成分并自动停止充电。而另一些充电器则会继续使用错误的充电模式,给出看似正常的测试结果,但实际上电池可能已经发生了完全不同的问题。这两种结果都无法提供可靠的数据。这种情况比大多数维修店预想的要常见得多,尤其是在车辆中安装12V锂电池时,维修记录上往往没有任何特别的记录。

测试前如何识别12V锂电池

对很多维修店来说,最棘手的部分在于如何辨别电池的类型。12V锂电池和AGM电池放在托盘里看起来并不总是一样。电池的化学成分标注在标签上,但如果有人仔细阅读,在繁忙的维修日,这一步往往会被忽略。一个实用的鉴别方法是重量。12V锂电池明显比同等尺寸的铅酸电池轻,拿起来就能明显感觉到。一旦团队成员知道这一点,就能养成快速检查电池的习惯。但在很多情况下,电池并没有断开连接,而且固定装置也限制了电池的搬运。

在电池检测流程中加入化学成分鉴定步骤并不复杂,但必须经过深思熟虑。如果一家维修店对所有电池都采用相同的默认设置,随着时间的推移,检测结果在越来越多的车辆上都会出现不可靠的情况,而当客户再次光顾时,这些不准确的结果将难以辩解。

汽车组合正变得越来越复杂

12V锂电池只是电池组配置变革中的一部分。如今,AGM、EFB、铅酸电池、锂电池以及配备各自辅助电池的48伏轻混系统都已广泛应用于车辆,有时甚至出现在同一车队中。如果测试流程并非针对如此庞大的电池组而设计,那么它不仅在锂电池测试中表现不佳,而且在电池化学成分与默认设置不符时,所有电池的性能都会受到影响。

做好这件事,与其说是为每一种新的化学反应购买新设备,不如说是了解你现有的设备能做什么和不能做什么,并在造成返工或失去客户关系之前弥补这些不足。

数十年来, Midtronics 一直致力于为专业服务环境打造电池诊断解决方案,其平台可处理当今道路上各种化学成分的电池。如果您的维修车间开始使用 12V 锂电池,但您不确定目前的流程是否能够有效应对,那么这个问题值得尽快解决。了解 Midtronics 的电池测试解决方案,看看针对各种化学成分的精准测试究竟是什么样的。

常見問題解答

12V锂电池与铅酸电池有何不同?

12V锂电池——通常是磷酸铁锂(LFP)或磷酸铁锰锂——比同等容量的铅酸电池更轻、充电更快、循环寿命更长。它的放电曲线也更平缓,这意味着在电量接近耗尽之前,电压会保持在接近标称值的水平,而不是像铅酸电池那样逐渐下降。这些特性要求其测试算法和充电曲线与传统的铅酸电池有所不同。

可以用普通电导测试仪测试12V锂电池吗?

某些电导率测试仪可以测试 12V 锂电池,但前提是它们具备锂电池化学模式,并且拥有与电池额定容量相匹配的正确算法。使用铅酸电池的设置来测试锂电池会产生不准确的结果,因为电导率算法是针对铅酸电池的电化学特性校准的。在将测试仪连接到 12V 锂电池之前,务必确认其支持锂电池化学特性。

哪些车辆使用12V锂辅助电池?

12V 锂电池在宝马等厂商的电动汽车(从 2020 年及以后的几款车型开始)以及部分特斯拉车型中最为常见,并且越来越多地出现在以减轻车重为首要目标的豪华燃油车中。随着其与 AGM 电池相比的成本溢价逐渐缩小,12V 锂电池的普及率正在不断提高。更换电池前务必查看原厂零件规格或电池标签——车辆外观无法显示当前安装的是哪种电池。

12V锂电池会如何失效?

与铅酸电池不同,锂电池不会因硫化而失效。常见的失效模式包括电池组内单体电池不平衡(由内部电池管理系统 (BMS) 管理)、BMS 组件故障(这可能导致电池出于保护机制而断开连接)、老化导致的容量衰减,以及在某些情况下因充电不当造成的锂沉积。看似失效的 12V 锂电池可能存在 BMS 故障——简单的电压测试无法区分单体电池的真正失效和 BMS 锁定。

可以用普通充电器给12V锂电池充电吗?

不安全。标准汽车充电器是为铅酸电池设计的,其充电电压或充电曲线可能与锂电池不兼容。过度充电会导致锂电池加速老化,极端情况下甚至会引发过热事件。务必使用带有专用锂电池充电模式的充电器,或者确认充电器的输出曲线与电池规格相符。Midtronics GR8 和 GRX-3000 诊断充电器均包含锂电池兼容的充电模式。

商店应该如何为迎接更多12V锂电池做好准备?

三件事:(1) 投资购买一台支持锂电池化学成分的电导率测试仪;(2) 培训技术人员在测试或充电前识别电池化学成分;(3) 储备适用于您服务区域内各品牌和型号的替换电池。识别电池成分是最重要的步骤——测试仪设置错误或充电器不兼容造成的损失远比读取电池标签所需的几秒钟要高得多。