電動車鋰電知多少？電池到底能用多久？

Yahoo奇摩汽車機車 2020-07-12 00:06:48

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作者：SanjiNoir 黑侍樂讀

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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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，能有效避免譬如充過頭導致火燒車等意外......。

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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。

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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。