電動車電池：實際使用壽命比實驗室測試長近40%

當我們看到「在實驗室條件下測試」的字眼時，通常會認為實際使用環境會讓產品更快老化。然而，史丹佛大學的專家們發現，對於電動車（EV）電池而言，情況恰恰相反。他們的最新研究顯示，傳統的實驗室測試會使電池更快老化，而實際使用反而能大幅延長電池壽命，進而延長整輛電動車的使用壽命。

研究人員發現，我們日常開車時走走停停的方式，以及電池放電速率的變化，與傳統測試相比，實際上能將電池壽命延長達38%。這對於電動車駕駛者來說是個好訊息，也有利於交通運輸的電動化程序。研究人員表示，這種額外的電池壽命意味著，電動車在更換電池之前可以多行駛超過30萬公里。

更耐用的電池將降低電動車的總擁有成本，並且透過更充分地利用每塊電池，對環境也有益處。像鋰離子這樣常見的電池化學成分，隨著時間推移會逐漸老化。當鋰離子在電極之間來回穿梭時，有些會偏離軌道或被卡住。隨著電池老化，它們儲存的電量會減少。

那麼，如何衡量這種老化呢？在生產電動車電池時，不可能花20年時間測試其壽命再投放市場。為了更快地測試電池，研究人員傾向於使用恆定的放電速率來估算電池的老化速率。電動車電池老化的研究通常是在實驗室的可控環境下進行的。

在實驗室中，研究人員讓電池經歷快速重複的充放電迴圈，以恆定速率放電。透過觀察電池容量的逐漸下降，我們可以得知隨時間推移的老化程度。這就是我們得出「十年後仍保持80%容量」之類估算的方法。然而，儘管這種方法被廣泛使用，但它有其侷限性。以恆定速率放電並不符合我們實際的駕駛方式。我們可能會快速加速上高速公路，在走走停停的交通中頻繁加速和剎車，或者短距離去幾家商店。此外，大部分時間電池是閒置的。實際上，電池的使用是多樣化的，而不是恆定的消耗。

史丹佛大學的研究人員以模擬實際駕駛的方式對電動車電池進行了測試，這被稱為「動態迴圈測試」。為了複製現實世界的使用和駕駛模式，史丹佛團隊為電動車電池設計了不同的放電模式，其中一些基於實際駕駛資料。然後，研究人員在兩年多的時間裡，對92塊商用鋰離子電池進行了不同模式的測試。

結果顯示，在現實場景中測試的電池老化速度比預期的要慢得多，而且比在實驗室條件下測試的電池有更長的使用壽命。更棒的是，電池的使用方式越接近現實，老化速度就越慢。長期以來，電池研究人員一直認為快速加速對電池壽命不利，但實際情況並非如此。短時間的加速和再生制動（即電動車在制動時為電池充電）實際上與較慢的電池老化速率有關。

最近的一些其他研究也利用執行中的電動車（包括商用車）的資料，研究了電池在實際中的效能。這些研究也發現了實際使用與較低的電池老化速率之間的關聯。GEOTAB研究人員在2024年的一份報告中，利用遙測遠端監控技術從1萬輛電動車中獲取資料。該研究發現，電池技術的改進正在使老化速度變慢。較新的電動車每年電池健康度下降約1.8%，與2019年2.3%的老化速率相比，有了大幅下降。

除了使用模式外，還有幾個因素影響著電池的壽命。值得注意的是，高使用率車輛經常使用直流快充器與較快的電池老化有關，這種影響在炎熱氣候下更為顯著。相比之下，較慢的「二級」充電對電池壽命更有益。總的來說，研究人員發現延長電池壽命的最佳方法是將電量保持在20%至80%之間，減少暴露在極端溫度下的時間，並限制快充。

另一項2024年的報告分析了7000輛密集使用3 - 5年的電動車的電池。該報告發現，電池的老化速率比預期的要低。報告還發現，即使在推動車輛行駛超過20萬公里後，大多數電池仍有良好的容量（超過80%）。使用模式、電池化學成分的進步和最佳化的電池管理等因素也被發現會影響電池的老化。

這些結果表明，電動車車主可能在未來幾年內無需更換昂貴的電池組。在電動車的整個使用壽命內，這意味著更低的運營成本。這些發現對車隊運營商來說也是鼓舞人心的。高里程商用電動車的電池即使在重度使用後仍應保持可靠。

汽車製造商和技術供應商可以透過更新其電動車電池管理軟體，將這些發現考慮在內，從而受益。這將有助於提高電池在現實條件下的使用壽命。更少的電池更換意味著更少的電池需要回收。從車輛上拆下後，電動車電池可以用於家庭或企業的能源儲存多年。這些發現表明，電池將有更長、更可靠的二次使用壽命。

近年來，電動車的轉型遇到了一些障礙。生活成本壓力和充電方面的不確定性，使得更多澳大利亞人選擇了混合動力車，而非純電動車。這些發現可能有助於讓那些對電動車感興趣但不確定電池壽命的駕駛者放心。