过去几年,一些文章或论坛讨论曾暗示,电动汽车由于电池容量下降,其二手车价格会大幅下跌。但现在有越来越多的证据表明,电动汽车电池的寿命可能比大多数标配的八年质保期长得多。事实上,它们在20年后仍然可以使用,这使得纯电动汽车的使用寿命可能超过许多燃油车。
福蒂斯丘电池智能部门Elysia的联合创始人詹姆斯·华莱士表示,很多消费者都担心二手电动汽车的电池状况。他的公司(在被福蒂斯丘收购之前是威廉姆斯高级工程),一直致力于开发软件,以优化电池在赛车运动(包括方程式赛车)、采矿和捷豹路虎等高强度使用场景下的性能。华莱士希望Elysia的技术能够普及到主流市场,帮助消费者更好地了解他们购买的二手电池。
人们的认知通常建立在既有经验的基础上。在电池寿命方面,最直接的类比可能是智能手机。我们中的大多数人都会发现,手机电池在使用几年后就开始出现续航能力下降的情况。苹果的“电池门”事件也可能加剧了人们对锂离子电池耐用性的负面印象。
**经久耐用**
但越来越多的迹象表明,电动汽车的电池比智能手机电池更耐用。首先,你不太可能像手机一样每天给电动汽车充电。它可能一周或更长时间才充一次电。现实世界的研究表明了这一点。咨询公司P3与奥地利电池测试专家Aviloo合作,分析了7000辆电动汽车车队,他们的报告显示,平均而言,电动汽车电池在行驶10万公里后仍能保持90%的容量,在300,000公里后仍能保持87%的原始千瓦数。
同样,车队远程信息处理公司Geotab的数据也表明,电池的损耗随着时间的推移远低于最初的预测。P3的研究基于使用3到5年的车辆,将剩余电池容量与行驶里程相对应,而Geotab的分析则关注车辆的使用年限。“我们在2019年进行了一项研究,然后又进行了一项最新的研究,”Geotab可持续交通高级经理夏洛特·阿圭说。“最新的研究涵盖了11个不同的车型和品牌。我们2019年的研究包括23个不同车型,多个代系。”
在这两份报告中,Geotab都跟踪了充电状态并测量了车辆在使用过程中的能量流,这与P3和Aviloo采用的方法相同。“利用这些数据,我们可以估计车辆在使用寿命中的任何时间点的总电池容量,”阿圭说。“随着时间的推移,我们可以开始观察电池容量变化的趋势。在最近的研究中,我们观察了超过5000辆汽车,以及诸多行驶里程。”Geotab发现,平均电池容量每年仅下降1.8%。Geotab 2019年的研究显示,每年下降2.3%。“这项最新的研究中早期车型数量较少,”阿圭说,“这表明电池管理系统正在不断改进,电池的寿命也在延长。”
如果这种每年1.8%的线性衰减持续下去,10年后,电动汽车的电池容量仍将保持在82%,远高于大多数电池在8年后保证70%容量的标准。
推算到20年后,汽车仍然可以保持64%的电池容量。如果一辆汽车最初的WLTP额定续航里程为300英里(欧洲使用的标准测试循环),那么20年后,它的续航里程将为192英里。这仍然相当实用,现在市场上有很多汽车,其WLTP续航里程超过300英里。
**我们还不知道电动汽车的电池能够使用多久……**
当然,这里仍然存在一些不确定性,因为目前还没有20年的主流电动汽车,甚至超过10年的也寥寥无几。其中许多是日产聆风,它缺乏保持电池最佳状态的热管理系统,因此它们可能并不是更现代电动汽车的最佳参考。
但据报道,10年前的宝马i3汽车表现良好,大多数汽车的电池容量仍然超过80%。宝马已经进行了自己的研究,并向WIRED证实,i3电池的寿命大大超出了公司的预期。事实上,2023年,宝马英国从其经销商网络中购买了最老的i3进行测试。这是一款2013年的纯电动车型,配备了22.6千瓦时的电池,其选择纯粹基于车辆的年龄。这辆车在行驶近10年后,电池容量仍然有83%。
根据Nimblefins报道的美国插电汽车联盟的结果,2013年的特斯拉Model S车辆也显示出类似的电池容量。特斯拉甚至在英国的媒体车队中拥有一辆2015年的Model S,里程超过25万英里,使用同一块电池,其剩余容量约为最初容量的86%。
然而,阿圭建议谨慎。“我们无法预测未来。到目前为止,每年下降1.8%,”她说。“有人认为,在车辆使用寿命的后期,可能会出现所谓的‘下降曲线’,即电池开始比其大部分寿命期间衰减得更快。我们还没有观察到足够多的出现这种状况的车辆,无法预测或分析这种情况何时发生。目前我们只能说,如果电池继续以我们观察到的平均速度衰减,那么这些电池应该可以使用20年或更长时间。”
“我们在不同的车辆和车型中看到了差异,”阿圭继续说道。还有其他因素。“到目前为止,我们还没有看到高里程对电池衰减率有显著的影响,因此你不必担心使用你的电动汽车。”这一发现与P3的研究结果一致。
“但我们确实观察到与直流快速充电频率相关性,”阿圭警告说。“经常使用快速充电的汽车,其电池衰减率确实有明显增加。”
高温天气也是影响电池耐用性的一个因素。“对于在炎热气候下行驶并频繁使用快速充电的特定车型,最坏情况是衰减速度加快了三倍,”阿圭说。这意味着每年电池容量损失5.4%。然而,“最好的情况是平均每年损失1%的容量。我们确实看到了积极的趋势。”
“当电动汽车市场起步时,人们对可能导致电池性能下降的因素非常担忧,”Geotab首席执行官尼尔·考斯说。“例如,完全放电、在寒冷天气中充电而非温暖天气中充电、使用高速充电而非低速充电。但电池技术已经有了很大的进步,特别是在管理系统方面,例如确保锂离子电池在寒冷时能够正确充电。”
更好的电池性能可以为更高的剩余容量提供更长的质保。丰田已经在其电动汽车电池上提供了10年的质保,MG也在泰国尝试提供终身质保。“目前,电池的质保通常承诺在八年内电池健康状态达到70%,但我们观察到的电池衰减率要低得多,”华莱士说。
**你的电动汽车在20年后仍然可能性能良好**
然而,迄今为止的研究都是基于汽车系统如何报告电池健康状况。“我会谨慎看待这些数值,”华莱士说。“客户在仪表盘上看到的报告的健康状况,往往与电池的实际健康状况存在很大差异。”根据Elysia在2023年发布的一份报告,实际的健康状况可能与报告的健康状况相差高达9%。
另一个问题是制造商在电池中预留的缓冲区,即以千瓦时计算的净容量和总容量之间的差异。“原始设备制造商正在扩大这些电池的容量,”华莱士说。然而,阿圭解释说,“必须有一些安全缓冲区,因为我们从电池科学中了解到,如果电池长时间处于完全充满或完全放电状态,会导致更大的压力。预留缓冲区可以保护电池免受性能下降的影响。”
华莱士认为,鉴于电动汽车电池的低衰减率,这种缓冲区过于保守。“它们不需要那么大的额外容量,”他说。“较小的缓冲区意味着更小的电池,从而降低电动汽车的成本。”问题在于,华莱士认为许多传统的汽车制造商还没有掌握关于他们自己电池的必要数据来采取这一措施。
尽管如此,如果电池的寿命像P3和Geotab的研究表明的那样,电动汽车的状况可能会比相同行驶里程和使用年限的内燃机汽车更好。电动汽车的其他部件也更便宜。“维护成本要低得多,”考斯说。“你需要维护刹车片和更换雨刷,仅此而已。”
一辆10岁的电动汽车可能几乎和新车一样好,而一辆20岁的电动汽车仍然可以使用。这可能是对汽车行业的又一次颠覆,因为汽车行业依赖于大多数汽车在15年后报废。