[新聞] 電動車鋰電知多少?電池到底能用多久?

作者: clazziquai (花哈噴)   2020-07-12 08:53:15
原文連結:https://pse.is/SQDHN
原文內容:
在交通工具中,電動車是一種架構相對簡單的汽車類型,擁有相對內燃機較少的運轉部件
,也不需要複雜的變速機構,而在電動車動力系統中,「電池」扮演了極為重要的角色,
也是電動車之中最昂貴的零件之一,與此同時,這也是多數消費者會觀望、持有疑慮的地
方,究竟電動車的電池壽命多長?我們又能如何維護呢?本文會試著理清一些思路。
首先先來檢視電池的基本概念,當今主流的電動汽車都採用鋰離子電池組,這與一般車輛
使用的鉛酸電池有很大的不同,我們能在手機和筆記型電腦中看到相同類型的電池組,只
不過電動車使用的電池組規模大得多,一台電動車會配備由上百顆電池組合成巨大的電池
組,鋰離子電池擁有較一般電池為高的能量密度,就算未使用的時候,也不太會流失保存
的電量,考慮到車重的減輕與性能的發揮,鋰離子電池確實很適合電動車使用。
電池的容量主導了電動車能行駛的距離範圍,愈大的電池組能讓車輛在不充電的前提下行
駛愈長的距離,就像是買了油箱較大的汽車一樣,一般會使用千瓦-小時(kWh)來描述電
池組的容量。
那麼電池的使用壽命到底有多少呢?或許可以先從車廠提供的保固服務窺見之,在美國市
場,Kia替旗下電動車電池組提供的保固服務是10年或100,000英里(約16萬公里),另一
間韓國車廠Hyundai甚至提供了終身保固,而其他像是BMW、Tesla、Volkswagen、和
Nissan等等則可在電池組容量降低到原本的60-70%時提供保固服務,雖然還有出保條款的
一些條件限制,但看來還是能讓一般人盡情駕駛一段不短的時間。
雖然車廠認定了標準的使用壽命,但不代表所有的電池都有著相同的壽命,實務上電池的
壽命還會受到幾個因素的影響,其中一項是「溫度」,一般來說,位於熱帶氣候的電動車
,電池消耗的速度會比寒冷地帶更快,不論是使用壽命或電量的消耗都是如此,另一方面
,若氣溫過於寒冷,電動車的行駛里程與性能也會有一定程度的衰減,不同的是寒冷氣溫
並不影響到電池的壽命,電池與人類相同,在21°C左右的氣溫能非常良好的運作。
為了讓電動車在廣泛的氣溫範圍內都能發揮良好的性能,車廠設計了熱量管理系統,以便
監測電池的溫度,並在必要時採取措施來降低其溫度,像是啟動液冷冷卻系統、降低耗電
量以減少電池的負荷等等,藉以維持住電池性能與壽命。
另一項影響電池壽命的因素則是「充電速度」,眾所皆知電動車在充電的速度不如燃油車
加油來得迅速,若要增加消費者購車的意願,車廠必須盡快解決此問題,因此他們紛紛推
出了不同的快速充電功能,拿Tesla架設的V3超級充電樁來說,最高充電功率可達250 KW
,替Model 3長續航版本充電時,只需5分鐘的時間就能讓車輛增加120公里的行駛里程範
圍,官方更聲稱這能替車主節省平均50%的充電時間,不過快速充電會讓電池面臨較易過
熱的狀態,進而影響到電池未來的性能發揮與壽命,若想兼顧速度與壽命,還有賴未來的
科技發展來解決。
最後還有一項影響因素則是「電量管理」,電動車的電池和燃油車的油箱在使用有個很大
的差異點,在於電池必須盡量避免「過度充電」和「過度放電」,這兩種狀態都會嚴重損
害到電池的使用壽命,但是一般情況下駕駛不需要擔心,因為「位居一線」的電動車車廠
會安裝專門的能源管理系統來避免電池過充與過放,能有效避免譬如衝過頭導致火燒車等
意外......。
加拿大電池大廠Cadex Electronics就針對電池壽命做了一項研究,他們將鋰離子電池組
用到不剩任何電力,然後再充電至100%,重複進行這種嚴苛的測試循環,結果發現這些電
池組在嚴重衰退之前,僅能承受約500次的充電。
也就是說,難道約500次的充電後電動車的鋰電池走到壽命的盡頭了?這在手機上或許不
成問題,因為廠商希望消費者每1-2年就換一次新手機,但車子可不同,市場一般預期車
輛至少要有10年以上的壽命,消費模式有不小的差異,不過這是相當極端的測試方式,一
般電動車並不會碰到如此嚴苛的使用循環,消費者使用模式上不會出現、且車廠也會設計
許多保護功能來避免這類情況發生。
就算採取了完整的對應措施,電動車的電池到了最後仍會面臨衰退的問題,但由於電動車
在車壇仍屬於較新的產品,因此目前為止很少有電動車的電池衰退到真的不得不更換的程
度,而另一方面,車廠和零配件廠也會持續地開發更長壽、性能更強的電池組與相關技術
,相信未來可期待看到更多更符合市場需求的電動車款。
心得/說明:電池能撐多久應該是所有電動車車主被問到爛的問題了吧XD不過快速充電會
造成電池壽命簡短的問題希望可以得到解決,不然也不是每次都有時間在那邊等20-30分鐘
的充電等待時間啊!
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作者: rehdscoo (GGMAN)   2020-07-12 09:01:00
推,車廠一定做過無數次實驗才會決定保固年限與電池衰退程度,覺得車廠沒那麼傻
作者: bc0121   2020-07-12 09:51:00
覺得以後電動車走向會跟手機或3C產品類似,尤其當自動駕駛等軟體功能成為發展主軸時,為了減少維護舊硬體相容性的成本,廠商應會設法加速產品的汰換週期,屆時電池壽命也就不是那麼重要了,說不定廠商還巴不得消費者多用快充、常更新軟體,好讓電池提早退休或硬體效能跟不上軟體以刺激你換新車
作者: TaiwanNeko (台灣小小貓)   2020-07-12 09:54:00
16萬公里的保固有點小氣,這是油電車的標準吧電動車不給個50萬公里保固說不過去
作者: hcshin (behind the mask號:)   2020-07-12 10:04:00
題外話:台塑鋰鐵電池蠻好用的
作者: hanchueh (RaidenHC)   2020-07-12 12:18:00
其實特斯拉一直在做延長產品週期的事 跟傳統觀念相反
作者: wisdom   2020-07-12 12:29:00
以正常的使用模式來說,電動車廠預期使用者以慢充(家充,目的地充電)為主,超充為輔。90%的充電在家裡或公司充,不管剩多少電,一到家或公司就插著慢慢充。不跑長途就充到80%就好。有預期要長途使用再充滿,超充則是長途時補電使用。譬如續航剩100km,目的要去墾丁,在台中時找超充補電人則順便廁所休息吃飯,補到續航里程超過300km,不用充滿,只要能到目的地就好。到飯店後再用飯店的目的地充電慢慢充飽。如果是這樣的使用模式,基本不用擔心電池循環壽命的問題。當然台灣現在還沒有足夠普及的目的地充電。對於出門不想特別規劃有目的地充電的飯店的人(連假飯店已經很難訂了還要有得充電的?)現階段還不是那麼便利。不過不怕麻煩的人倒是沒什麼障礙。未來基礎設施越來越普及,這部分會越來越不是問題。
作者: hanchueh (RaidenHC)   2020-07-12 12:48:00
特斯拉基本上超充隨便用都沒問題 有出遠門需求就用用到100%也沒問題 系統會自動降速保護電池但請不要在旁邊有車共用或是有車排隊的時候充到滿請多為他人著想 超充是公共財
作者: ultratimes   2020-07-12 14:05:00
Toyota的可以用很久 其他的就算了
作者: darktasi (桃園達克大叔)   2020-07-12 14:42:00
超充已經自我膨脹變公共財了啊
作者: kids1991 (bon)   2020-07-12 15:01:00
作者: hanchueh (RaidenHC)   2020-07-12 15:01:00
超充本來就是所有特斯拉車主共享的服務
作者: syterol (小賊)   2020-07-12 16:22:00
鬼島氣候非常惡劣,因此電車電池和油車變速箱都是消耗品
作者: crocodileho (GOGO~)   2020-07-12 17:16:00
副教主重新定義何謂公共財,一度電收10塊左右 超時再加收超時費,這種設施叫作公共財 偉哉~
作者: hanchueh (RaidenHC)   2020-07-12 20:32:00
只有充電樁半滿以上的時候才有超時佔用費只有你一台 停一整個禮拜都沒超時費當然是公共財 只有影響到他人才被多收費
作者: darktasi (桃園達克大叔)   2020-07-13 17:08:00
超充對公眾有什麼利益可以稱為公共財還請副教主解惑
作者: dsa888888 (KurumiNZXT Kraken X61 C)   2020-07-14 12:53:00
這就像卡車加油不會佔用小型車或機車的位置,大家共用就是禮貌問題
作者: hanchueh (RaidenHC)   2020-07-14 14:21:00
對於不開電動車的有什麼利益喔 那就是周遭的車排廢氣減量 對行人和機車自行車駕駛的肺有益

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