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歡迎收聽(看)《科技人的馬客廳雜談》,我是Ivan。從特斯拉和新興電動車品牌的崛起、傳統車廠對電動車的投入還有各國政府政策轉向等種種跡象看來,未來留給純燃油車的時間不多了,但純電動車,無論是何種型態,遇到的最大挑戰是什麼?我想很多人都會提到「里程焦慮」這個詞。所謂的里程焦慮,來自英文Range Anxiety,指的是駕駛者認為自己沒有足夠的續航以抵達其目的地,擔心路途中電量或者燃油耗盡被困在路邊,產生的焦慮心理。也就是說,這並不是一個只適用電動車的專有名詞。在荒郊野外,燃油車因為找不到加油站也可能使車主產生里程焦慮。那為什麼大多數人將里程焦慮與電動車掛鉤,並且認為是其快速普及的最大障礙呢?原因很簡單,因為電動車的續航里程普遍低於燃油車,充電站的密度在大多數國家或地區遠遠低於加油站的密度,還有充電速度,即使是快充,充滿電的需時也遠遠高於加滿油,所以便利性上處於弱勢。乍聽之下,好像三個點都很有道理,沒毛病,那為什麼我認為所謂的「里程焦慮」並不會阻礙電動車快速普及、顛覆汽車行業呢?因為有一些非電動車車主不會知道的盲區!
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續航(行駛里程)標準
展開討論盲區之前,我們得先從車的續航開始講起。一般車的油箱大小,大概介於45-65公升之間,也就是12加侖到17加侖左右。那我們找台車來舉例,如果是我之前開的BMW 540i 直六版本,油箱比較大,有68公升,按照官方數據綜合工況每百公里油耗約7.2公升來粗算,綜合續航大概在944公里。那沒油了,要把油加滿,從停好車、拿油槍加滿、付款等等的動作,最快也得5分鐘,才能繼續上路。
針對汽車行駛里程的測量標準,比較常見的分別是NEDC、EPA和WLTC等幾種。這些標準其實並不是專門設計給電動車的測試標準,只是因為電動車最常被討論的就是「續航力」,所以很多人誤以為這些標準是為電動車制定的。也就是因為它們很多不是專門設計給電動車的,很多時候會產生嚴重的認知偏差,帳面數據與實際體驗有很大的落差。還有一點我特別想說的就是,電動車和燃油車不同,他在市區內低速行駛的時候,其實很省電。
NEDC
也就是俗稱的「歐規」、「歐洲標準」,我個人認為拿來評價電動車的續航能力,是有瑕疵的。NEDC的英文全稱是New European Driving Cycle,主要適應歐洲的工況。會去模擬4個市區循環還有1個郊區循環,前者車速較低、後者車速較高。測試的方法也都不是實際去跑,而是在測試台上透過不同的設備和器材、針對不同的風阻及工況設定來進行測試。比較有意思的是,NEDC的測試會關閉許多電子設備,比如大燈、室內燈、空調系統等等,所以獲得的值通常比較高,也就是廠家宣傳時常會說的「最高續航」,今天只是想簡單說明不同標準的差異,所以就不吐槽眾多新品牌在行銷上的偷換概念了。由於NEDC測試的規律性太強,還有測試條件中與現實的駕駛習慣有很大的差異,畢竟每個人駕駛的習慣、環境、路面的材質、環境的溫度等等變數很多,也都會對續航產生很大的影響。換句話說,現實中,要駕駛電動車並達到NEDC的最大續航里程,基本上不可能。
EPA
EPA的全寫是United States Environmental Protection Agency,也就是美國環境保護署,他們針對美國的工況來制定的測試標準。因為結果比較貼近現實,所以較常被媒體作為對比使用,也是電動車龍頭特斯拉拿來使用的標準規範,主要被北美市場接受。EPA的測試分為三種不同的市區工況和一種高速工況,相比歐洲標準NEDC,EPA的測試過程和邏輯更加複雜,也更加嚴格。測試內容包含了低速、中速、高速、急速等多種變化,還加上了空調全開的全負荷場景,同時,由於負載荷重為200公斤,對電動車來說更為嚴格,也更為貼近現實,而且可以直接轉換成駕駛成本讓消費者直觀的去比較。
WLTP
全稱World Light Vehicle Test Procedure是美國、日本及歐盟共同制定的新標準,主要用來取代NEDC標準,解決NEDC許多與實際情況不符的測試邏輯和條件問題。該標準已經被聯合國相關法規採納,因此也極可能成為主流市場的新標準,比如中國市場已經在討論是否全面統一採用WLTP標準作為標示規範。
電動車的里程焦慮其實並不令人焦慮
我覺得去破解里程焦慮的迷思,可以從幾個方面來看,分別是整車設計、充電站基礎建設、電池及能源管理技術以及充電技術。
續航里程
我們先來看看現在行業裡領先的品牌,旗下車款的續航里程表現。特斯拉為例,旗下最長續航的車款,EPA續航已經超過640公里(400英里),其他續航力較低的大眾車款,比如Nissan Leaf有361公里、BMW i3有245公里、Chevy Bolt有417公里、現代的Kona純電版也有415公里,如果算上中國新興的純電動車,比如上一期介紹到的蔚來、小鵬等,續航也都達到500公里以上的水準。也就是說,退一萬步講,市場上可以買到的主流純電動車,再怎麼樣充一次電基本上也能跑200公里以上。
那什麼因素會影響純電動車的續航里程呢?其實車子在行進的時候,大概有70%的動力是被風阻抵消的,所以一台電動車的風阻表現,其實就和其「效率」,也就是「續航」有密不可分的關係。在電池容量、密度、動力和重量等等條件都相同的情況下,風阻越低,續航越高。除此之外,其他主要的影響因素就是電池容量、整車重量、電機(馬達)的效率、電池管理系統和散熱管理等等。如果能讓電動車的電池經常保持在最佳、最高效的理想工作狀態,也就可以最大化它的續航里程表現。
話又說回來,那目前純電動車的續航表現,是否真的會讓車主產生里程焦慮呢?我們先來看看早前討論的幾個關鍵因素。
充電站密度
萬丈高樓平地起,電動車確實在基礎建設的覆蓋率上,沒法和燃油車比較,但如果你看看主流市場,比如北歐、中國大陸、還有美國,充電網絡的建置速度是非常驚人的。不少國家政府也針對充電樁的密度做出具體政策要求,比如中國北京市就要求公用充電站的密度在平原地區必須小於半徑五公里,光是特斯拉的超級充電站在北京地區就超過50座。從其他公開數據來看,全球範圍內,特斯拉的超級充電站在2020年已經突破20,000座(美國超過14,000座),並且預計這個數字會在短期內再次翻倍。在美國,還有其他像是Electricfiy America、EVGo等公司正大規模部署高速通用車型的公用充電站,在2020年,Level 2的公用充電站在美國已經超過68,000座。在歐洲,我們也看到汽車大廠比如大眾、保時捷、BMW、賓士等,組成聯盟一起興建大型快充站,以滿足旗下走量車型未來幾年投入市場後的巨大需求。所以,我並不擔心充電站密度不足的問題。也許現在公用充電站在部分市場仍不足,但在多個增長市場,公用充電站的密度已經不存在滿足「里程焦慮」的條件,或是密度不足的問題正在快速被解決之中。尤其是像美國這樣的市場,家用慢充的安裝成本非常低,儘管充電速度慢,但不至於產生「焦慮」。
實際情況
所以電動車的實際用車情況是怎麼樣的呢?前面我們說,加個油只要5分鐘,那充個電,快充可能要1小時,Level 2以下的慢充可能要3-5小時,而家用低功率的充電可能要12到24小時才能把車子從0充到滿。那問題來了,其實這裡有個盲點,因為電動車的車主,一般不會等到0才充電,一是因為這樣對電池不好,二是因為使用場景和習慣,基本上你每天都可以充到電。以美國舉例來說,美國因為幅員遼闊,大部分的人沒有車子是沒法生活的,也因為這樣,平均駕駛的里程是遠超都市型國家或地區,比如台灣。按照統計,美國人平均每天開車約60公里,也就是說大部分的人,超過一星期才需要加一次油。如果每次加油需要5分鐘,那我們簡單粗算,一個人每年需要在加油站過上200分鐘。那電動車的車主呢?因為大部分的公用充電站,包含特斯拉的超級充電站,都設置在商場、商店街、旅館等地方,所以你可能插上充電器,吃個飯、買個東西,做你本來就需要做的事,就能補足消耗掉的續航里程,聽起來是不是比200分鐘耗在加油站划算一點?我們再以特斯拉超級充電為例,峰值功率下15分鐘可以給你250公里的續航,那如果相比加油的5分鐘,你也能補個7、80公里,已經超過平均每天會消耗的續航,更別提回到家、停好車,每天早上起來你都是滿電狀態。你不會每天都想去加油站,但你應該每天都想回家吧?這樣聽起來,你還焦慮嗎?
你可能會說,我總有機會需要去公路旅行吧?目前,美國大部分的觀光景點、國家公園、還有旅遊途中,都一定會在續航耗盡範圍內設有快充站,我相信就算是公路旅行,也需要吃飯、休息、上廁所?你可能會說台灣或者其他地區沒這麼密集,但這是可以透過好的路線規劃解決的,而且,就像我說的,五年之內,一定不會有充電站密度不足的問題,因為政策和整個行業的發展方向,已經不可逆了。這是一個重資本投入的領域,你要讓這些大廠還有充電服務供應商全部的資本都打水漂嗎?他們可不樂意。
所以,「里程焦慮」是個假議題,它並不會影響到新能源車,或者電動車去顛覆掉整個汽車工業,隨著技術持續的進步,最後獲益的除了早很多人看清楚行業走勢的人們,就是我們可愛的地球了!
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