電動車的電池如何維持

2024-08-27

電動車電池的基礎知識

 

電動汽車的電池是電動車的核心部件,負責儲存並釋放能量以提供動力。目前,多數電動車採用鋰離子電池,因其具備高能量密度和優異性能。這些電池由多個模組組成,並置於電池組內,配備先進的管理系統,能夠監控電池狀態、溫度及充電/放電過程,以確保安全運作並維持最佳效能。

 

電池安全

 

與傳統內燃機相比,電動車的燃燒風險較低,這主要得益於先進的電池管理系統(BMS)。BMS能實時監控溫度、電壓和充電狀態等關鍵參數,偵測並回應異常情況,並採取預防措施,有效降低安全隱患,保護車輛和乘客。此外,電動車電池使用陶瓷塗層隔膜等防火防爆材料,在極端情況下能減緩熱失控速度,進一步確保安全。製造商還在電池設計和生產過程中進行嚴格的安全測試和執行安全協議。

電池能維持多久?

 

電動車電池的壽命通常以充電週期來衡量,而不是以時間來計算。充電週期是指電池從充滿電到放電,再重新充電的完整過程。一般而言,電動車電池的使用壽命範圍在 500 至 1500 次充電週期之間,具體壽命受電池類型、製造商、使用模式和環境條件等因素影響。

特斯拉的電池因其長壽命而廣受讚譽。特斯拉採用鋰離子電池,並透過先進的電池管理系統來優化電池的性能和壽命。雖然特斯拉通常為其電池提供 8 年 120,000 英里(約190,000公里)的保修,但許多車主表示,他們的電池壽命遠超過這一標準。日產的聆風(Leaf)車型同樣使用鋰離子電池,其壽命也相對較長。日產聲稱,在理想條件下,Leaf 的電池可持續使用 8-9 年,且通常能保留至少 70% 的容量。

 

什麼因素會影響電池壽命

 

電動車電池的壽命可能受到多種因素的影響,每個因素都有不同程度的影響。透過了解影響電池壽命的因素並採用最佳的充電和使用實踐,可以最大限度地延長電池的使用壽命。

 

充電頻率及方式

 

電動汽車電池的使用壽命直接受到充電頻率和充電方式的影響。充電過程涉及電池內部的化學反應,而頻繁的快速充電會加速這些反應,導致電池內部組件的磨損。具體來說,快速充電會產生大量熱量,導致電池溫度升高。

高溫會加速電池內的化學反應,加快老化進程並增加內部壓力。此外,快速充電可能導致化學反應不完全,產生更多氣體,進一步增大電池的內部壓力。這些因素綜合作用,會加速電池壽命的縮短。

溫度

 

電池在特定溫度範圍內運作,超出這個範圍可能會帶來不利影響。例如,在像新加坡這樣的熱帶國家,夏季的高溫會增加電池內部的壓力,提升安全風險,甚至可能導致過熱或引發火災。

相反地,極端寒冷的溫度同樣會對電池造成負面影響。在北歐寒冷的冬季,電池性能明顯下降,充放電效率降低,進而影響車輛的續航里程。因為低溫會減緩電池內的化學反應速度,導致能量輸出減少,進而影響車輛的整體性能。

駕駛習慣

 

快速加速、突然煞車和高速行駛都會增加電池的負載,加速其磨損。這是因為這些駕駛行為使電動車電池頻繁地釋放和吸收大量能量,而高速行駛則讓電池長時間維持在高功率輸出狀態,進而加速電池的退化。為了延長電池壽命,建議養成平穩加速、減速以及低速巡航等溫和的駕駛習慣,以有效減輕電池壓力。

充電週期

 

使用週期指的是電池經歷充電和放電的次數,尤其是深度充電和放電的循環。深度充放電會加劇電池內部的化學反應,導致活性材料加速消耗,並可能損壞電極材料。對於鋰離子電池等化學電池來說,頻繁的深度充放電會引起電池容量下降和內阻增加,進而降低電池的性能和續航里程。

品牌與品質

 

優質電池品牌通常在製造過程中使用先進技術和優質材料,這使得電池的循環壽命更長,性能更穩定,進而延長電池的可用性。一些研究和報告顯示,電池的品質與壽命之間有明顯的相關性。例如,Mycarcheck 的一項調查發現,一些知名電動車品牌如特斯拉、大眾和寶馬的電池通常具有更高的耐用性和可靠性。 

 

擴展電池的壽命

 

限制快充的使用

 

直流快速充電站為電動車車主帶來了極大的便利,顯著縮短了充電時間,使他們能夠在旅行、通勤或購物時隨時充電。然而,頻繁使用快充可能對電池造成負面影響。在快充過程中,電池內的化學反應更加劇烈,加速了電解質的降解和電極的損耗,導致電池容量和性能的下降。

愛達荷州國家實驗室(INL)的研究顯示,相較於交流電(AC)充電,頻繁使用直流快速充電器可能會對電池帶來更大的負擔。為了延長電池壽命並維持其性能,建議駕駛員在日常充電中更多地使用交流充電器。 

定期充電

 

定期為電動車充電對於維持電池健康和延長其使用壽命至關重要。鋰離子電池最好在電量低於30%時進行充電。如果您計劃長時間不使用電動車,建議將電池充至約40-50%,這樣可以減少電池壓力並減緩老化。盡量避免讓電池長時間完全放電或充滿電,因為這會加速電池的老化過程。

避免極端溫度

 

在炎熱氣候下,應盡量將車輛停在陰涼處或有遮蓋的地方,以減少電池受熱。若停車不可避免,應迅速返回道路。在寒冷天氣中,啟用預熱功能可以提高電池和車輛性能,此功能能在啟動前預熱車內,減少寒冷對電池的影響。此外,避免長時間閒置,因為這會消耗電池電量並加速老化。 

更新軟體與系統

 

電池管理系統(BMS)和充電管理系統的更新通常涉及更先進的演算法和技術,以優化電池的充電和放電過程。這些更新可以智慧地控制充電速率和電池溫度,從而減少充電過程中的熱量生成。進行這些更新通常很簡單,車主只需將電動車連接到網路,並在車載系統中檢查是否有可用的更新。

 

 

儘管對電動車電池壽命的擔憂仍然存在,但隨著電池技術和管理系統的進步,電池壽命有望得到延長。先進的電池管理系統可以通過主動維護措施來減緩電池的退化,從而提高性能。

此外,建立強大的回收基礎設施和開發二次利用途徑可確保退役電動車電池在汽車使用壽命結束後繼續提供價值。隨著這些創新技術的成熟和普及,電動車電池的使用壽命將不再是消費者最主要的擔憂。

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