【綠色觀點】Tesla 車主第一手心得!特斯拉道路實測一年報告大公開

我自己有一台 Tesla 電動車,特斯拉的 Model S 75D 車型,開了一年多,我想跟你分享這段期間我的使用經驗
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Photo Credit: REUTERS/達志影像
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本文作者顏文群,從小夢想要擁有一台大排氣量、開起來轟隆轟隆的車子。為了完成夢想,每天努力餵飽小豬。長大後,好不容易小豬也吃飽了,才赫然發現,搞什麼啊現在汽油車變成了電動車,開起來都沒聲音也沒排氣量!為了親手終結自己從小的夢想,善用自己在電池材料的專業,努力提升鋰電池效率,現擔任台灣碩禾電材總經理特助,也是綠學院的綠色帶路人。

原文刊登於綠學院,INSIDE 獲授權轉載。

你想換台電動車嗎?我知道你很想買一台特斯拉 (Tesla) 或其他廠牌的電動車,但不敢採取行動,我猜測你大概有三種可能的原因:

  1. 電動車的續航力夠嗎?在山裡開一開沒電不就很囧?
  2. 充電站的數量太少,而且充電時間也太長了吧?
  3. 電池壽命是唬爛的吧?只要電池一掛掉,整台車子不就廢了嗎?

我自己有一台電動車,特斯拉的 S75D 車型,開了一年多,我想跟你分享這段期間我的使用經驗,也許你讀完這篇文章之後,你會發現上面三個擔憂其實真的不算什麼。

電動車的續航力真的足夠嗎?

首先是續航力的問題。特斯拉的 S75D 車型使用一組 75 度的鋰電池,實際可使用電量 72.6 度。按官方公布 NEDC 可行駛 466 公里,而我的呢?

實際一年使用數據來看,行駛了 36,924 公里,平均電耗 217Wh / 公里 (取樣路段是國道一號五股到湖口,其中最省電 168Wh / 公里,最耗電就別問了)。按照上述數據計算,單趟可行駛里程為,

平均值 72.6*1,000/217=334.6 公里

最大值 72.6*1,000/168=432.1 公里

這兩個數據都達不到特斯拉的官方標準。不過這可能是因為我使用 21 吋輪圈,算是比較耗電的版本,如果是正常 19 吋輪圈約可提升 10-15% 續航力,應該會比較接近官方的數據。

那單趟 334 公里這個續航力是否足夠?

我大約可以算出你需要多少。根據交通部 106 年發布的自用小客車使用狀況調查報告顯示,自用客車使用目的以通勤 (學) 43.1% 與休閒 24.8% 合計超過七成所占比例最高,而對應單次平均行駛里程為 30.5 公里與 47.2 公里,單次行駛里程超過 100 公里以上的,比例分別只有 2.9% 與 12.4%。

▲民國 106 年國內自小客車使用狀況調查 資料來源:交通部

翻譯成白話文就是,你根本是窮緊張,因為你大部分的時間單趟根本不會超過 100 公里,電動車的電可以讓你跑三趟還有剩。

我自己平均每日通勤約 100 公里,後期習慣每日只充電到 75%(註一),經過新北新竹來回通勤外加客戶拜訪買咖啡買早餐等路程,晚上回到自家大約還剩下超過 40% 電,因此平日電池穩定在 75%-40% 之間來回震盪。如果是在假日,為了預留不確定因素就會充到 90-100%,台中以北宜蘭以南一日行程都是一氣呵成,中間不需要特別找充電點。如要超過台中並且一日來回,中間停留一次充電點原則上就可解掉我的低電量焦慮症 (low battery anxiety)。

這個結果一點都不意外,試著想想人家美國地那麼大都賣到翻天了,實在沒道理臺灣電動車推不動。

充電站的數量真的足夠嗎?

但你還是會問,如果單日使用公里數不幸超過 334 公里,那麼充電站的設置是否足夠支持旅程的續航?

答案是沒問題,不過我知道你的擔憂是什麼,所以我們先來理解一下充電的形式。

目前而言電動車的充電使用上概略可以分成三個等級,由慢到快分別是:家用充電、專用充電與特用充電。

家用充電就像是旅充,使用隨身攜帶的充電器接上家用 110V 或 220V 充電,但受限於電流大小,以 110V/5~10A 來做計算,每小時充電量僅為 0.6~1.1 度電,意即可行駛旅程約 2.8~5.5 公里。此外如考量到戶外、公共場所插頭找尋不易、停車位置問題、旅充線長問題,這個方式目前實際效益相當低,不切實際,所以我的經驗是你可以把這個充電方式直接排除。

往上一級是專用充電,這是專門為了電動車建置的充電設施,包含建置在自家用的充電樁也屬於此類型,Tesla 稱這級的充電為目的地充電。專用充電一般使用 220V 電源,其電流在 32~72A 不等,每小時充電量為 7.0~15.8 度電,意即可行駛旅程約 35.0~79.0 公里,算是真正會使用到、且也較普及的充電設施。

除了你家中的充電樁之外,專用充電輔助你的方法是旅程到了某一個主要停留點 (即目的地) 時的電流補充,舉凡購物中心、大賣場、旅遊景點、飯店等。目前臺灣公共停車場設置 193 座充電車位,數量很少,反而車商自行推廣力道大速度快,以 Tesla 為例,就有 262 站 (約 600 座充電車位) 目的地充電站。現在還有 APP 可以尋找充電站地點,分布已經夠普及,不像你心中想的好像數量很少。

就算真的需要充電,你單次平均行駛距離 20.3~47.2 公里,這樣充一小時再上路,休息的時間吃東西、照相、打卡上傳玩手機、上廁所,也算符合一般消費者使用習慣。

最緊急的情況則用特用充電,這是使用更高電流電壓的超快速充電系統,Tesla 稱之為 Super-Charger。使用 380V 以上的電壓進行充電,充電功率視電池狀況最高可以達每小時 100 度電甚至更高。保時捷的 800V 快充系統也屬於此。由於充電電壓與電流皆較前兩級高不少,因此不是廣泛會建置的充電設施。

特用充電使用上定義為長途旅程的中繼站,以延伸續航力至下個目的地為目標,而非為了充飽電池。以 Tesla 為例,目前在臺灣佈建 10 個超級充電站共 78 座充電樁,分別是台北 16 座、新竹 8 座、苗栗 10 座、台中 8 座、台南 8 座、高雄 6 座、屏東 6 座、台東 8 座與花蓮 8 座,充電速率確實可以達到每小時 90 度電以上的水準,理論上換算起來充電每小時可獲得的續航里程為 450 公里,但實際上充電速度會跟電池的殘餘電量有關,通常殘餘電量 60% 以下可以輕易達到這個充電速度,以上就開始放緩。但無論殘餘電量多少,原則上充電速度還是遠大於專用充電。以停留時間 20 分鐘來計算,超級充電實測可以延伸出 150 公里的續航力。

換句話說,加上原先 334 公里的續航力,中間停留一處休息點 20 分鐘,可以在行駛 450 公里至目的地後,還能剩餘 (334+150)-450=34 公里的備用里程。

在南北幅長不超過 400 公里的臺灣,有這種密度的充電站,應能滿足絕大多數人的需求。與加油相比,在充電時間方面確實不在同個檔次,但是其實我們本來就沒有必要預期充電跟加油要在同個檔次,就像接下來的文章會談到,電動車其實更像是手機,手機在家裡可以充電,電動車亦然。反之,汽油車你還得開車出門一趟才能加油不是嗎?

電動車的電池很容易壞?

最後,很多人會擔心電動車最關鍵零件 — 也就是鋰電池的壽命,因為不像汽油車,電動車的電池壞了,基本上整台車就報廢了。

一般而言,常規的鋰電池壽命至少需要滿足 1,000 次的深度充放電測試後,還能維持 80% 的容量。簡單以單次續航力 334 公里來計算,經過 1,000*(334+334*0.8)/2=300,600 公里的行駛後,續航力會降至 334*0.8=267 公里。

值得注意的是,這個計算是以深度充放電,也就是 100%→0%→100%→0%(100% DOD,Depth Of Discharge) 循環為假設前提。實際上深度充放電對於電池壽命是最嚴苛的充放電測試標準,正常使用下你不可能常常用到完全沒電,這樣真的就要叫拖車了。

雖然我自己數據不足,但是透過公布的大數據統計目前特斯拉電動車鋰電池的使用狀況,我們還是可以略知一二。從下圖數據來看,前五萬公里的容量衰減最為劇烈,總共下降了約 5% 的續航力。經過五萬公里後電池衰退則開始收斂,直到行駛至 25 萬公里時,鋰電池的容量都還能維持在約 91.5%=306 公里以上,這也足夠你用了。  ​​

(圖二)特斯拉電動車使用里程對應鋰電池衰減關係 資料來源:https://electrek.co​

我目前接觸到開過電動車的朋友,99% 第一台車子不是電動車,但在體會到電動車安靜、平穩、高效能的日常優勢,還有配重均衡、低重心、操控佳和無與倫比的加速後,真的不太會回頭去買汽油車!

 (註一) 掌握 80/20 法則,充不高過 80%、放電不低於 20% 原則,不做深度充放電,可以大幅延長鋰電池壽命。

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【一圖看懂】民生基礎建設的資安防禦為何重中之重?ACW SOUTH 沙崙基地打造天然氣、石化、變電所三大測試場域為大眾保駕護航

這幾年的新冠疫情、俄烏戰事奪走許多寶貴生命,讓網路流行一句「你的歲月靜好,是有人為你負重前行。」當我們能夠安居樂業過著恬靜生活,其實是仰賴一群人在社會各個角落堅守崗位,多數人才能享受無虞的生活及安全的家園。
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我們在食衣住行許多方面皆與水、電、天然氣等資源息息相關,在高度數位化的現代,臺灣在面對這些資源的基礎建設時,網路安全的防禦為何比其他國家更需謹慎面對?這件事可以從俄烏戰爭獲得啟發。

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從俄烏戰爭居安思危,臺灣每月面臨 4000 萬次的網路攻擊

有人說如果有一天真的發生第三次世界大戰,那一定會發生在網路上。從近期的俄烏戰爭來看,除了使用傳統槍砲坦克,更值得注意的是雙方都派出大量 IT 駭客,攻擊對方的油水電重要基礎建設的伺服器、通訊設施,企圖阻斷即時資訊,藉此癱瘓敵方的民生設備運作。

事實上,一般駭客不會主動攻擊一個國家的基礎建設,大多是鎖定企業等級為目標,像是美國燃油管線營運公司,受到來自東歐的勒索病毒攻擊,被迫暫停營運同時還要支付新台幣 1 億 4,000 萬元的贖金,造成當地民眾恐慌,發生一波搶購燃油熱潮。

而臺灣因為政治戰略的因素,外部駭客總是虎視眈眈,想要癱瘓我國的民生關鍵基礎設施。過去幾年間臺灣每月平均受到 2,000 萬到 4,000 萬次外來攻擊,甚至懷疑一起大型惡意軟體攻擊,幕後的駭客是有國家力量在撐腰。

臺灣民生建設資安防禦迫在眉睫,ACW SOUTH 沙崙基地扮演關鍵角色

身為島國的臺灣,電力、石油、天然氣及水利等資源設備,是供應國內經濟發展及民生需求的重要資產。面對各項能源設備資安的防護,我國經濟部長王美花過去就曾公開表示,「油電水等關鍵設施假使被破壞,後果不堪設想,所以資安是重要基本功,一定要發展做好防護措施。

身為國內首屈一指的「ACW SOUTH 沙崙資安服務基地」(以下簡稱 ACW SOUTH 資安基地),承接起重責大任,提供資安實驗場域,模擬攻防演訓及產品驗測服務;也會邀請資安服務廠商與工控營運業者到沙崙場域,進行實作的技術交流。

ACW SOUTH 資安基地計畫團隊表示,「透過資安服務商與工控營運業者的交流分享,有助促進產業對於工控資安了解與場域運用;同時我們也會辦理工控資安等相關課程、研討會及交流會,鏈結資安與工控業者幫助雙方有更深入的技術合作。」

目前 ACW SOUTH 資安基地的「關鍵基礎設施工控場域」主要有「石化/化工、天然氣及變電所」三套系統,模擬五套攻擊劇本,協助相關基礎設備的管理者,在受到攻擊當下知道該如何反應,及早因應強化資安防禦實力。萬一遭遇偽造工作站監看數據、偽造命令操控電磁閥和空壓機、電驛傳輸通訊中斷等攻擊事件,就能立刻啟動應變流程。

走訪 ACW SOUTH 資安基地關鍵基礎設施,了解三大測試場域功能有多強

場域一、石化基礎設施
2020 年臺灣兩大石化公司接連傳出資安攻擊事件,部分資訊系統感染勒索軟體病毒,造成加油站的支付系統停擺,導致消費者付款機制受到影響。

ACW SOUTH 資安基地提供的化工模擬製程實體運作機櫃,是全台首座「石化/化工製程水位控制平台」,模擬情境為一般化工反應槽連續式循環水流水位控制,以水為循環流體模擬,可提供研究測試與訓練使用、自主開發攻防情境。來現場測試的業者,可透過視覺式監控介面與 DCS 收集現場監測儀表的即時資訊,做到收集完整數據紀錄及警報,具體測試資安防護設備與解決方案。

場域二、天然氣基礎設施
美國一家天然氣壓縮公司曾經受到勒索軟體攻擊,駭客透過魚叉式網釣攻擊入侵 IT 網路,再找機會滲透到 OT 網路,並在這兩個網路部署勒索軟體,導致人機介面、伺服器完全失能,公司業務被迫停擺兩天。

ACW SOUTH 資安基地的儲槽氣體壓力監控系統,模擬情境為天然氣廠氣體儲槽壓力,使用空壓機模擬天然氣體,當氣體壓力高於或低於警報值時,系統畫面警示工作站主機,並同時記錄數據變化、警報和事件。

場域三、變電所基礎設施
2021 年台電董事長說台電遭駭客攻擊幾乎每天發生;俄烏戰爭過程,俄羅斯駭客也曾嘗試對烏克蘭發電廠下手,利用資料破壞軟體發動攻擊,藉此癱瘓高壓變電所,讓烏克蘭當地無電可用。

電力系統無論在發電、輸電及配電的任一部分發生故障,都有可能影響整個供電系統異常,因此保護電驛的作用就在及早隔離故障,避免影響到後續的相關設備。ACW SOUTH 資安基地的保護電驛監控系統採用 IEC61850 標準來進行網路通訊,可用來監視、記錄電驛突發事件,藉此模擬變電所遭受攻擊的危機處理。

要讓臺灣關鍵基礎設施免於駭客襲擊,可說是天方夜譚,但我們能做的是提升資安、強化防禦韌性,更有餘裕時間來防禦或補救攻擊。ACW SOUTH 資安基地的關鍵基礎設施,目前打造了三大測試場域,擁有可實際演練的攻防腳本,並進行資安產品的驗測。

ACW SOUTH 資安基地深知臺灣以製造業起家,尤其近年半導體領域成為舉世聞名的護國神山;另外因應全球淨零碳排議題,綠能也是前景可期的重要產業。因此在 ACW SOUTH 資安基地除了有關鍵基礎設施,還設計智慧製造、智慧綠能、半導體及物聯網等主題,可為相關業者做攻防演訓及產品驗測,有助提升我國整體資安防禦力。

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