裡奇·貝努瓦 (Rich Benoit) 的汽車修理廠 The Electrified Garage 大約每天接到三次電話,來電者是一位老款特斯拉 Model S 車主,他們的汽車電池已開始出現故障。這種電池過去可以提供數百英里的續航里程,但現在單次充電可能只能行駛 50 英里。這些汽車通常已超出保修期,更換電池的成本可能超過 15,000 美元。
對於大多數產品而言,維修是比更換更經濟實惠的選擇。貝努瓦說,理論上,許多特斯拉電池都可以修復。他在美國經營著為數不多的幾家專注於特斯拉的獨立維修店之一。但由於涉及的時間和培訓、安全考慮以及維修的複雜性,貝努瓦表示,在他的店裡修理一塊汽車電池的費用可能高達 10,000 美元以上——超過了大多數消費者願意支付的費用。他說,許多人選擇出售或捐贈舊車以換取報廢,然後購買一輛全新的特斯拉。
“這種情況正變得像[汽車]幾乎像電視這樣的消費品一樣,”貝努瓦說。
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貝努瓦的經歷預示著電動汽車早期採用者以及電動微出行裝置(如電動腳踏車和電動滑板車)開始面臨的一個問題:這些車輛包含巨大而昂貴的電池,這些電池不可避免地會隨著時間的推移而退化或停止工作。維修這些電池具有可持續性優勢,節省了能源和資源,否則這些能源和資源將用於製造新電池。這對於電動汽車尤其重要,因為電動汽車包含非常大的電池,必須使用多年才能抵消與其製造相關的 碳排放。但許多電動汽車和電動出行電池在設計上難以維修,一些製造商 積極勸阻這種做法,理由是存在安全隱患。少數維修電動汽車或電動腳踏車電池的獨立機械師由於設計挑戰、安全要求以及缺乏備件,難以負擔得起地進行維修。
蒂莫泰·魯菲尼亞克 (Timoté Rouffignac) 在比利時布魯塞爾經營一家名為 Daurema 的小型電動腳踏車電池維修企業,他說:“回收箱裡有很多電池可以維修。”但“由於電池並非設計為可維修的,因此很難提出一個好價格。”
智慧手機中的鋰離子電池包含一個“電芯”,該電芯由石墨負極、金屬正極和液體電解質組成,液體電解質允許鋰離子從一側移動到另一側以產生電勢。電動腳踏車電池通常包含 數十個電芯。與此同時,電動汽車電池可以包含數百到數千個單獨的電芯,這些電芯通常封裝成“模組”,然後捆綁成電池組。除了電芯和模組外,電動汽車和電動腳踏車電池通常還包括電池管理系統,該系統監控電池的健康狀態並控制充電和放電速率。
所有鋰離子電池都會隨著使用而退化,最終需要更換。但是,當電池包含許多單獨的電芯和其他元件時,它的壽命 有時可以透過維修來延長,維修過程包括識別和更換壞電芯或模組,以及修復其他故障部件,例如故障的電池管理系統。在某些情況下,只需要更換單個模組。更換該模組而不是更換整個電池,減少了對鋰等電池金屬的需求,以及與製造更換電池(或新車)相關的碳排放。伯明翰大學研究電池可持續性的研究員加文·哈珀 (Gavin Harper) 說,這使得電池維修“對於迴圈經濟非常理想”——迴圈經濟是一種資源得到保護和再利用的系統。
雖然不一定便宜,但維修電池可以省錢。Cox Automotive 的泰勒·赫爾普斯 (Tyler Helps) 表示,該公司代表汽車製造商及其在美國各地的經銷商維修保修期內的電動汽車電池。他說,一般來說,翻新的電動汽車電池的成本約為新電池的一半。自 2014 年開始提供電動汽車電池維修服務以來,Cox Automotive 估計已節省了超過千兆瓦時的電池——足以為大約 17,000 輛新電動汽車供電,避免了過早報廢。
“維修在很多方面都比更換更有益,”赫爾普斯告訴 Grist。
但專家表示,電池維修很危險,不應在家中或由新手嘗試。如果在維修嘗試過程中電池電芯損壞,可能會導致短路,從而引發火災或爆炸。如果嘗試維修的人員未佩戴適當的高壓手套,則可能會觸電。“如果你不知道自己在做什麼,你就是在玩火,”經營電動腳踏車維修店 Chattanooga Electric Bike Co. 的約翰·馬斯納 (John Mathna) 說,他指出,有些電動腳踏車電池包含“足以殺死人的電流”。
赫爾普斯說,至少,電池維修需要高壓培訓、電氣經驗、個人防護裝置以及“對架構以及電池工作原理的基本瞭解”。那些希望維修電動汽車電池的人還需要裝置將汽車抬離地面並物理移除電池,電池可能重達數千磅。
“很少有人能夠甚至應該嘗試這樣做,”貝努瓦說。
但即使是那些接受過適當培訓的人,也常常因為電動汽車或電動腳踏車電池的設計方式而難以維修。許多電動腳踏車電池都裝在重型塑膠外殼中,如果不損壞內部元件,則很難甚至不可能開啟。在電動腳踏車電池內部或電動汽車電池的各個模組內部,電芯通常粘合或焊接在一起,使得單獨更換它們變得困難或不可能。歐洲環境局 2021 年的一份報告 強調,更重要的是,一些電動出行電池包含軟體,如果檢測到未經授權的篡改跡象,該軟體會導致電池關閉。
製造商辯稱,他們的電池旨在提高安全性、耐用性和高效能,這可能會以可維修性為代價,並且許多製造商在保修期內(主要電動腳踏車品牌通常 約為兩年,電動汽車則 為 8 至 10 年或 100,000 英里)提供免費或打折的更換電池。另一方面,維修倡導者認為,帶有可逆緊韌體(如夾子或可以剝離的粘合劑)的模組化設計不一定會損害安全性,並且為維修而設計的好處遠遠超過成本。
歐洲政策制定者開始聽取倡導者的意見。今年 8 月,歐盟 通過了一項新法規,旨在促進電池的可持續性。除其他外,它包括一項規定,要求電動腳踏車和其他“輕型交通工具”(如電動滑板車)中使用的電池應可由獨立專業人員維修至單個電芯級別。歐洲電動腳踏車行業由於擔心安全、電池認證和法律責任問題,強烈反對 這項規定,目前正在努力應對如何遵守。
電動腳踏車電池製造商博世 (Bosch) 告訴 Grist:“我們仍在研究如何在遵守適用的安全法規和我們高品質標準的同時,使新的歐盟電池法規的要求成為可能。”博世指出,製造商面臨的一個挑戰是“美國的相反發展”,美國“正在朝著更嚴格的法規和更高的電動腳踏車電池和系統標準邁進”。
事實上,聯邦消費者產品安全委員會最近宣佈,它正在 考慮制定電動腳踏車及其電池的法規。此前,最近發生了一系列電動腳踏車電池火災,這也促使地方層面採取政策回應。紐約市議會最近 修訂了 其消防法規,以禁止“使用來自另一個電池的二手電芯組裝或翻新鋰離子電池”,維修人員有時會這樣做。
該市還 最近頒佈了一項法律,要求電動出行製造商確保其產品的電池透過 UL 2271 設計標準認證,該標準旨在提高安全性。UL Solutions 是一家為各種工業和消費產品及材料測試安全認證標準的跨國公司,該公司全球消費技術總監易卜拉欣·吉拉尼 (Ibrahim Jilani) 表示,維修後的電池可以滿足此標準。但進行維修的公司需要“保持設計與需要維修之前完全一致”,吉拉尼說,包括使用相同品牌和型號的電芯和電子元件。電池維修店還需要每年接受四次 UL 現場檢查,吉拉尼說,這將花費他們每年略高於 5,000 美元*。
與電動腳踏車相比,立法者對電動汽車電池維修相對保持沉默。在美國,沒有具體的法律或法規來解決這個問題。歐盟的新電池法規也沒有涉及電動汽車電池維修,只是建議立法者更新單獨的 車輛法規,以“確保這些電池可以拆卸、更換和拆解”。
德國保險協會 GDV 的一位發言人告訴 Grist,該協會“強烈支援”這一想法。今年 10 月,該組織釋出了一項 研究結果,發現電動汽車的維修成本比類似的燃油汽車高三分之一,這在一定程度上歸因於維修或更換電池的高昂成本。
一位 GDV 發言人告訴 Grist:“許多汽車製造商不允許電池維修,即使電池外殼受到輕微損壞也是如此。”如果汽車發生事故導致安全氣囊展開,汽車製造商有時會選擇更換電池。發言人表示,這兩種做法“都會導致維修成本增加”,並最終導致更高的保險費。
電動汽車電池可維修性的新規則將在關鍵時刻出臺。Cox Automotive 的赫爾普斯說,電動汽車電池設計方面正在並行發生兩種趨勢:“電池要麼變得非常易於維修,要麼根本無法維修。”
有些電池,例如大眾 ID.4 內的電池,具有樂高積木式的模組,易於拆卸和更換。另一些電池,例如特斯拉的新型 4680 結構電池組,根本不包括模組。相反,所有電芯都粘合在一起並粘合到電池組本身,赫爾普斯將這種設計描述為“無法維修”。如果發現壞電芯組,則必須更換整個電池。
“它仍然是完全可回收的電池,”赫爾普斯說。“你只是無法維修它。”
特斯拉沒有回覆 Grist 的置評請求。
這個故事最初由非營利性媒體組織 Grist 釋出,該組織報道氣候、正義和解決方案。
