薛凱湯歷漫張國強
(1.北京清佰華通科技有限公司;2.清華大學(xué)節(jié)能與新能源汽車工程中心)
據(jù)相關(guān)統(tǒng)計,混合動力汽車在行駛過程中的能源消耗與對環(huán)境影響比傳統(tǒng)的燃油汽車要少[1]?;旌蟿恿ζ嚨挠秃闹笜吮扰溆邢嗤愋桶l(fā)動機的傳統(tǒng)汽車可降低30%~40%[2],混合動力汽車被認為在未來的幾十年內(nèi)能實現(xiàn)商業(yè)化,并可能取代傳統(tǒng)的燃油汽車。插電式混合動力汽車是新型的混合動力電動汽車,在運行過程中單獨依靠電池就能行駛較長的距離,需要的時候仍可以像通常的混合動力汽車一樣工作。文章基于生命周期成本理論,通過對我國目前市場上典型的插電式混合動力乘用車(比亞迪秦)與相似性能的傳統(tǒng)汽油乘用車(比亞迪G5)各項成本估算,分析插電式混合動力汽車運營階段的經(jīng)濟性,以此角度探討目前階段插電式混合動力汽車替代傳統(tǒng)燃料汽車的可能性,對我國發(fā)展插電式混合動力汽車提供借鑒參考。
文章選取比亞迪秦和相似車形及性能的傳統(tǒng)汽油乘用車比亞迪G5作為研究估算對象。2種汽車主要參數(shù)為:1)長×寬×高:秦為:4740mm×1770mm×1480mm,G5為:4 700 mm×1 790 mm×1 480 mm;2)整備質(zhì)量:秦為:1 720 kg,G5 為:1 330 kg;3)發(fā)動機功率:秦和 G5 型號均為BYD476ZQA,參數(shù)均為113 kW;4)秦電動機功率為110 kW,裝配磷酸鐵鋰電池,電池容量13 kW·h;5)100 km能耗:秦的電耗為15 kW·h,油耗為1.6 L,G5的油耗為8.3 L。
文章將汽車運營期生命周期成本分為4個部分:購置成本、政府補貼、能耗成本和維修保養(yǎng)成本。4部分成本之和為運營時期生命周期總成本。
插電式混合動力汽車購置成本分為2部分:1)插電式混合動力汽車與傳統(tǒng)車之間不相同的動力總成部分購置成本,主要包括動力電池、驅(qū)動電機、電控系統(tǒng)以及傳統(tǒng)內(nèi)燃機等;2)除動力總成之外,彼此相同的部分購置成本,主要包括底盤、車身、車橋、內(nèi)飾、空調(diào)以及企業(yè)研發(fā)成本、管理成本、利潤等。
2.1.1 購置成本和政府補貼
比亞迪秦搭載1.5 L汽油發(fā)動機+Di缸內(nèi)直噴+渦輪增壓,1臺永磁同步電機,并聯(lián)6速DCT雙離合自動變速器。裝配13 kW·h磷酸鐵鋰電池,總電壓為500 V,單體電壓3.2 V,電池成本為2 500元/kW·h計算,比亞迪秦的電池價格為13kW·h×0.25萬元/kW·h=3.25萬元。比亞迪G5的購置成本中,需要去除永磁同步電機、電控系統(tǒng)和13kW·h磷酸鐵鋰電池的購置成本。
比亞迪秦的總購置成本中僅有車輛購置費,根據(jù)國家相關(guān)政策,新能源汽車減免車船稅和車輛購置稅。比亞迪G5傳統(tǒng)車輛在購置時需要繳納車船稅和車輛購置稅。目前比亞迪G5售價9.29萬元,增值稅率按照17%計算,則購置費=發(fā)票價格/1.17×10%。表1示出比亞迪秦和比亞迪G5購置成本及政府補貼對比。
表1 比亞迪秦與比亞迪G5購置成本及政府補貼對比 萬元
2.1.2 能耗成本
比亞迪秦的充電續(xù)航里程為70km,因此100km能耗應(yīng)當分開計算,低于70km時,按純耗電計算;高于70km,比亞迪秦將采用油電混動模式。據(jù)德勤全球調(diào)查顯示,中國79%的人每日出行距離在80km以下。假定按80%的人出行80 km,20%的人出行110 km計算出100 km能耗指數(shù)。通過計算,估算得出比亞迪秦的100 km能耗成本為18.56元。秦和G5累計行駛里程均按15萬km為1個生命周期計算。表2示出2種汽車能耗成本對比。
表2 比亞迪秦和比亞迪G5能耗成本對比
2.1.3 維護保養(yǎng)成本
維修保養(yǎng)成本在插電式混合動力公交車的總成本中占據(jù)很大比例。除了與傳統(tǒng)汽油車一樣正常的維護保養(yǎng)外,插電式混合動力車還需要定期更換動力電池。根據(jù)調(diào)查,比亞迪秦整車保6年或15萬km,文章以累計行駛里程15萬km為一個生命周期計算。表3示出2種汽車維修保養(yǎng)成本對比。
表3 比亞迪秦和比亞迪G5維修保養(yǎng)成本對比
假設(shè)到2020年,各部分成本參數(shù)變動趨勢預(yù)估為:1)購置成本:動力電池降低30%;驅(qū)動電機及電控系統(tǒng)降低10%;由于量產(chǎn)攤銷使動力電池降低40%;驅(qū)動電機及電控系統(tǒng)降低40%;發(fā)動機成本維持不變;傳統(tǒng)汽油車各項購置成本不變;插電式混合動力車相同部件成本降低至與傳統(tǒng)汽油車的相同水平。2)政府補貼:插電式混合動力車不再獲得補貼。3)能耗成本:汽油價格年均上漲10%至10.21元/L;電價年均上漲2%至1.00元/kW·h;傳統(tǒng)汽油車油耗降低15%。4)維修保養(yǎng)成本:傳統(tǒng)汽油車維持不變;插電式混合動力車日常保養(yǎng)周期及成本降低至傳統(tǒng)汽油車的水平;動力電池壽命提高1倍,即插電式混合動力車的運營生命周期內(nèi)需要更換電池1次。預(yù)測估算結(jié)果,如圖1所示。
可以看出,未來在沒有國家補貼的情況下,生命周期中插電式混合動力乘用車運營成本和傳統(tǒng)汽油乘用車基本相近。結(jié)合其環(huán)保優(yōu)勢、動力優(yōu)勢等,其市場將更具有競爭優(yōu)勢。
從運營期生命周期成本估算來看,插電式混合動力車相對于傳統(tǒng)汽油車成本具有一定的優(yōu)勢。到2020年,電池的成本和壽命的進步均能有效降低插電式混合動力汽車的營運期成本,相對于傳統(tǒng)汽油車的成本上的優(yōu)勢將更加明顯。從運營成本角度初步分析,插電式混合動力汽車作為新能源車的過渡車型,將充分發(fā)揮出其市場的競爭優(yōu)勢,當好未來汽車市場結(jié)構(gòu)上過渡的角色。