新能源汽车企业论文 新能源汽车经济性阐述

0前言

随着我国汽车产销量突破1800万辆，成为世界最大的汽车产销国，私人交通的便利与国家能源之间的矛盾更加突出。2011年，我国交通用油呈持续快速上升趋势，石油进口量迅速增长，原油对外依存度超过55%（已超过美国的53.5%）[1]。另外，受资源环境约束，汽车行业的减排压力仍将持续增加。在这一背景下，我国把新能源汽车列为国家战略新兴产业之一，主要发展方向确定为插电式混合动力汽车（Plug-inHybridElectricVehicle，简称PHEV）和纯电动汽车（BatteryElectricVehicles，简称BEV）。同时，在国家新能源汽车发展规划草案中提出，计划到2020年，新能源汽车产业化程度和市场规模达到全球第一，其中新能源汽车保有量达到500万辆；以混合动力汽车（HybridElectricVehicle，简称HEV）为代表的节能汽车年销量达到世界第一[2]。然而，由于新能源汽车整车及电池成本难以下降，新能源汽车的市场表现一直“叫好不叫座”。对此，丰田汽车技术部长表示，让消费者接受新能源汽车，必须注重其经济效用。而从经济性看，如果燃料能减少到一定程度，对消费者会是比较有吸引力的。

近年来，随着电池技术的不断发展，车用动力蓄电池已经由低存储能量密度的镍氢电池替代为锂离子电池，例如，日本的丰田普锐斯（Prius）混合动力汽车曾使用镍氢电池作为动力电池，配置容量约为1.3kWh。目前，新能源汽车已经开始使用能量效率更高的锂离子电池，2012年即将上市的日本丰田公司插电式混合动力电动汽车就是使用4.4kWh的锂离子电池作为动力电池。我国著名的汽车企业比亚迪公司多年来一直专注于电池储能以及基于磷酸铁锂电池的电动汽车研发，相继推出了双模电动车及纯电动汽车，引领着我国电动车行业的发展。比亚迪公司凭借电池领域的技术积累，在增加电动汽车续驶里程、提高经济性方面表现突出，为我国新能源汽车广泛推广奠定了基础。新能源汽车的经济性是消费者做出购买决策的最重要因素之一。因而，分析新能源汽车与传统燃油汽车的经济性对比，有重要的现实意义。目前的文献中，大部分是将传统燃油汽车与纯电动汽车的全生命周期成本进行了分析。消费成本是基于电价与油价不变的状态下进行计算的，因而，无法综合评价在资源、能源约束下，新能源汽车较传统燃油汽车的经济性。针对上述问题，本文首先考虑了汽油价格与电价的变化因素；其次，在将传统燃油汽车与纯电动汽车消费成本进行比较的基础上，结合插电式混合动力汽车的成本分析，建立了插电式混合动力汽车成本计算模型。另外，以国产新能源汽车-比亚迪车型为分析对象进行经济性对比分析，更具有现实意义。

1新能源汽车的类型及行驶特点

1.1新能源汽车的类型

新能源汽车是指采用非常规的汽车燃料作为动力来源，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。根据动力源的不同，新能源汽车主要分为3种：混合动力汽车、电动汽车、燃料电池汽车（FuelCellVehicle，简称FCV）。除此之外，新能源汽车还包括氢发动机汽车、其他新能源（如高效储能器、二甲醚）汽车等各类别产品。混合动力汽车按发动机和电机功率比的大小可分为轻度混合、中度混合和重度混合动力汽车。日本本田公司的Insight轻度混合动力汽车，实现了35km/L的低油耗和80g/km的低CO2排放量[3]。全球销量超300万辆的丰田Prius混合动力汽车，排放水平也已经达到了SULEV（超低排放水平）的标准，而且，综合油耗只有5.1L/100km，仅为同等排量内燃机汽车的2/3[4]。重度混合动力车型，一般情况下电机的峰值功率和总功率的比值大于30%，比起轻度混合、中度混合两种车型来，重度混合动力车在减少二氧化碳排放量和节油方面效果更明显。重度混合动力汽车燃油消耗量比同等效能的汽油发动机节省约30%～40%；而二氧化碳排放量减少则高达30%。因此，在纯电动车技术及配套设施完全成熟之前，混合动力汽车将是汽车节能减排的主要手段，尤其是重度混合动力汽车技术能够将节能减排工作落到实处。

目前，我国重点发展的电动汽车主要包括插电式混合动力电动汽车和纯电动汽车。纯电动汽车指主要依靠蓄电池提供动力运行的电动车，需要配套的充电环境与蓄电池。与传统的燃油汽车相比，电动汽车在能效、排放和经济性上有较大的优势。由于电动汽车不用燃烧汽油、柴油等燃料，因而，在行驶过程中几乎是“零污染”，相对城市环境而言属于零排放清洁汽车。考虑充电电源结构，纯电动汽车的减排潜力大约为13%～68%。同时，纯电动汽车可以节省石油资源并提高能源效率，其能源利用效率比传统燃油高出46%以上，但存在一次充电后续驶里程较短等问题[5]。插电式混合动力电动汽车可以直接由外接电源充电（可以使用家用电源插座，例110V/220V电源），并且在行进过程中可以对混合动力系统中的储能电池充电。插电式混合动力汽车具有电动汽车的全部优点，例如低排放、低噪音、高能效等。而且，插电式混合动力汽车的续驶里程是纯电动汽车的10倍左右（纯电动汽车一次充电后的行驶里程大约为160km，插电式混合动力汽车的行驶里程为1600km以上）[6]。相比传统的混合动力汽车，插电式混合动力电动汽车不仅降低了有害气体、温室气体的排放，还提高了燃油经济性和动力性能。

因而，插电式混合动力汽车的市场接受度可能相对高于纯电动汽车。燃料电池汽车也是电动汽车的一种，其电池能量是通过氢气、甲醇等化学反应产生电流而获得的。燃料电池车辆的能效比内燃机高2～3倍，而且全程无污染，因此，从能源利用和环境保护方面，燃料电池汽车是一种理想的车辆。清华大学牵头自主研发的燃料电池城市客车在北京2008年奥运期间以及在奥运之后在北京开展了为期1年的商业化载客运行，并成功完成了3万km的公交示范运行[7]。燃料电池汽车虽然存在成本及燃料供应的问题，但是由于其具有较好的新能源优越性，因此它仍将成为未来全球汽车行业的研究方向。

1.2新能源汽车的行驶特点