早在10年前，相信很多人在出远门或出门时间比较长的时候，都会担心手机的电力不能持续那么久，这种忧虑直到手机的电池效能及容量提升、以及行动电源的日渐普及，才逐渐解决；即使在出门的时候才发现忘了充电，只要带上行动电源还是可以轻松出门。如今，这种忧虑又在电动车用户或电动车潜在用户上重现，而且有一个专有名词「里程焦虑」（range anxiety）；有报告分析，这种里程焦虑正是阻碍电动车市场发展的主因之一。然而，同样是对电力不足的忧虑，对手机电力不足的解方是否可以套用在电动车上？在某些方面还真的是可以互通的。

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里程焦虑（range anxiety）是指电动车驾驶认为车辆没有足够的续航力抵达目的地，对其在路途中抛锚的担心，主要发生在纯电动汽车上。里程焦虑一词最早出现在1997年《San Diego Business Journal》的一篇文章中，用来形容 GM EV1 司机的一种担忧。[1]其后，美国通用汽车公司（General Motors LLC）于2010年7月6日对「RANGE ANXIETY」一词于USPTO提出商标申请（图1），属于服务商标 (service mark)类型，声称此标示是为了「促进公众对电动车辆能力的认知」[2]。然而，此商标于2010年10月19日公告后，申请人即递出放弃请求，最终此商标于2011年1月27日被公告废止。然而，于2020年3月5日，Murdock, Michelle以个人身份对「Range Anxiety」一词于USPTO提出商标申请（图2），同样属于服务商标类型，也同样声称此标示是为了「促进公众对电动车辆能力的认知」。该商标于2020年6月30日公告，2021年5月11日注册，目前为有效状态。

图1. 美国商标申请序号85078275 数据源 : USPTO Trademark Search system

图2. 美国商标申请序号88822591；注册号：6349495 数据源 : USPTO Trademark Search system

里程焦虑的形成

早期的电动车因其充电后的实际行驶里程有限，驾驶经常发现电池充满电后，行驶里程最多只能达到 70英里，尽管车商声称可以行驶更长的里程，但事实上实际里程数都低于车厂所声称的数字，长久的刻板印象影响了驾驶人的信心，在某种程度上即使现在许多车款的续航力已提升至可应付日常通勤所需，驾驶人对电动车的续航力仍有疑虑。

要消除里程焦虑，首先要做的第一次事是抛弃固有的成见，重新审视现今电动车的续航力。究竟在2024年的今天，电动车的平均续航里程是多少？随着锂电池的技术及质量有显著改进，电动车的续航里程也随之提升；现在有许多客用轻型电动车一次充电即可行驶 200 至 300 英里。

以下是一部分已上市的电动车车款，预估续航里程均超过 200 英里：

(1) 奥迪Q8 E-Tron – 204至218英里
(2) 雪佛兰 Bolt – 259英里
(3) 福特电动野马Mach-E – 211 至 314 英里
(4) 福特 F-150 Lightning – 230 至 320 英里
(5) 现代KONA电动车 – 258 英里
(6) 日产Leaf – 149 至 212 英里
(7) 特斯拉Model 3 – 220 至 334 英里
(8) 特斯拉Model Y – 303 至 330 英里
(9) 大众汽车ID.4 – 215 至 324 英里

虽然以上所示均为车商声称或预估的续航力，而现实驾驶条件会影响实际的可续航里程数；但不管如何，现在电动车之续航里程明显高于早期的电动车车型。假设使用者每天需要通勤，往返一天约需行车80英里，以现在电动车的普遍续航力，即充满电至少可行驶2天。而据统计，欧美地区人民平均每天行车约为43英里 (图3)[3]，即一次充满电可连续开5-7天。

从以上数据观之，好像只要不是横越撒哈拉沙漠，应该都可以顺利到达目的地或至少是下一个充电点。然而，对电动车的里程焦虑仍普遍存在，究竟是为什么？有没有解方？

图3. 不同类型交通工具平均每年行驶里程

数据源：Alternative Fuels Data Center, a resource of the U.S. Department of Energy's Vehicle Technologies Office;
2024年1月

究竟在焦虑什么？电池容量越大越好？

为了针对里程焦虑提供有效解方，英华达 (南京) 科技有限公司资深顾问马斌严在今年4月TAIPEI AMPA车电展的专题演讲中提出了他的看法。

「里程焦虑」这个名词究竟是什么时候出现的呢？回顾汽车发展史，过去我们在开汽油车的年代，没有人会讨论里程焦虑这个问题；但当我们开始讲电动车的时候，从电动摩托车开始，到电动汽车，人们便开始一直讨论里程焦虑的问题。因此，很明显里程焦虑与电动车有很大的关联性。

那里程焦虑的生成原因是因为续航力不足吗？马斌严认为不尽然，他表示如果只是续航力不足，那为什么不直接讲续航力不足就好，而要讲里程焦虑？因为里程焦虑真正在讲的是补能的不方便。「我们试想一下，以前在开汽油车的时候，只要开到加油站，不管开进口车或是国产车，都一定可以加得到我们要的油量，所以没有所谓的里程焦虑。」

但到了电动车的时代，一进到车商的展示间，通常第一个问题都会问：「充一次电可以跑多远？」，这就是里程焦虑的开始。表示我们开始担忧续航力不足的问题。然而，如果续航力不足，把电池容量增加就可以解决了，那为什么电池容量一直不断的增加，但大家还是在讨论程焦虑的问题，所以这个问题关键显然是变异性及不确定性的问题。

补能不方便才是焦虑来源，越大不一定越好

针对里程焦虑的问题，几乎所有人一开始的想法就是增加电池容量以增加续航力，那充一次电就可以跑更远，这是最简单的想法。但马斌严认为这种想法在逻辑上是有问题的。试想如果我们把一台电动车的电池容量加大，提升到充一次电可以跑600公里、800公里、甚至1,000公里。一台电动车的充放电次数基本上可以达到一两千次，如果以1,000次来算，行驶600公里充一次电的话，那就是说这台车在当初设计的时候，电池使用寿命为60万公里。然而，一般自用小客车一年大约行驶20000公里 (编接：据图3之数据看是11000英里，20000公里约13000英里，已是很宽松估算)，这表示我们在设计这台车的时候，其电池系统的设计的是供未来30年使用的，马斌严认为这是不合理的，因为一般人不可能使用一台车30年之久。

也许有人会辩解说，如果是使用汽油车的话，加一次油跑600公里甚至800公里是很正常的，那将电动车的电池设计成充一次电跑600、800公里也应该是合理的。但马斌严认为这是不一样的。他分析说：「以续航力来算，1公升的汽油大概可以跑12公里，以现今的电动汽车来讲，1度电大概可以跑8公里，也就是说1公升的汽油大概等于1.5度的电池的容量。一般的汽油车大概有60公升的油箱，这代表我们的电动车应该要有相对应的规格，也就是说要用90度的电，目前主流的车厂大概都是在80度- 90度的电池容量（80kWh - 90 kWh)，这是相对应的。然而，1公斤汽油大概重1公斤，但1度电的电池大概重10公斤；汽油车的油箱如果是60公升，那就是重60公斤；但90度电的电池容量即达900公斤。也就是说，跟汽油车相较，仅一颗电池就比一个油箱多了800多公斤，等于平常开车上路就载了5、6个人在车上，这是另外一个不合理的地方。」

至于最不合理的地方，马斌严指出是成本的问题。「电动车的电池占整车的成本40%，如果今天的电池很便宜，那多装一点也没有关系；可是现在电池的成本是电动车最主要的成本来源，占了40%。因此，当然希望能够以更合理的方式来设计电动车的电池系统。」

综上所述，电池在电动车上的角色完全颠倒，油箱在传统汽油车中是既不昂贵又不重要的配件，但电池在电动车成本结构中是成本最高的一个零组件，占40%到50%的成本；又是最重的零组件，动辄800、1000公斤。因此如果以增加电池容量的设计概念来解决里程焦虑的问题，并不是一个很正确的逻辑方向，可以说是「过度设计」。过度设计不仅提高电动车成本及终端售价，甚至会使锂矿变成稀有资源。然而，最后却不一定能解决里程焦虑的问题。

增程电池：行动电池的概况

前面提到，造成里程焦虑的主因是相对于传统汽油车，电动车相对补能不方便。针对此一问题，英华达提出了增程电池作为解方，就如同GOGORO换电站的电池包的概念。简单来说，英华达认为应该把电池分柝成动力电池与增程电池两部分；动力电池只须满足日常生活使用的里程即可，而有长里程使用需求的时候，则利用增程电池，再搭配管理系统来做到增程的效果。如以移动电话来说明，增程电池就是电动车的行动电源。

英华达车电部门成立于2019年，主要着力在电动车的动力系统上，其中一个特别的技术是iDEP (intelligent Dual Electrical Power system)，即智能双电力系统，简单来说是把原来电动车的一个完整大电池分解成两块，一块是车上继续保有的动力电池，这一块动力电池的设计约150公里至200公里左右，应付日常出门需求即足够。那剩下的部分就成为预留空间，万一偶尔有长距离需求的时候，即可利用增程电池来满足问题。

马斌严指出，iDEP的产品设计改善了几个问题，首先，电池大概只剩下原来的1/3重量，即减轻了600多公斤重，对电动车的动力系统来讲，是很大的减重效果，耗能情况会有所改善；此外，之前提到电池占了电动车约40%的成本，电池容量如果减少为1/3的容量，即至少可以减少一半的电池成本，换言之，整体电动车的成本可以减少20%，此成果是立竿见影的。

值得一提的是，宁德时代于2023年初发表了一款巧克力电池系统，是因为它同样看到了过度设计的问题，因此它把一大块电池一切为三，每一小块大概20几度电，提供约100多到200多公里的续航力，当使用者有更长里程需求的时候，可以加挂电池，或者是用交换电池来解决。马斌严表示，这个解决方案解决了电池包太大、太重、成本太高的问题，可是，它的动力电池和续航还是结合在一起的，也就是说，在把电池切小之后，每一个电池都是动力电池。

图4. 英华达的iDEP产品设计概念

图片来源：英华达官网

而英华达产品的设计概念是把动力电池与续航电池分开（参看图4），就像传统汽油汽车的引擎跟油箱的概念一样，引擎负责动力，油箱负责续航力，这两个部件负责的事情不一样。另一方面，电池现在在市场上有锂三元电池、铁锂电池，未来还有固态电池等等，不同的电池各有特色及优缺点，很难有一种电池十全十美，既跑得远、跑得快、又成本低及安全。然而，英华达用设计把这问题解构了，动力电池归动力电池，专门负责提供动力；而增程电池就像油箱一样，有需要可以补能（充电），就像带了一个行动电源出门一样，如此一来，里程焦虑的问题即可彻底解决。

此设计最大的特点是增程电池与动力电池的电压不必一致，因为增程电池包可以做到标准化，故不同的电动车的电池可以保有原本的动力系统，只要透过iDEP控制器，即可以把增程电池的电压转变成与原本车上一致的电压，让用户把增程电池的能量输送到车上的电池系统，达到以车用行动电源充电的效果。

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