基于生命周期成本理論的PHEV運行經濟性分析

薛凱湯歷漫張國強

（1.北京清佰華通科技有限公司；2.清華大學節能與新能源汽車工程中心）

據相關統計，混合動力汽車在行駛過程中的能源消耗與對環境影響比傳統的燃油汽車要少[1]。混合動力汽車的油耗指標比配有相同類型發動機的傳統汽車可降低30%～40%[2]，混合動力汽車被認為在未來的幾十年內能實現商業化，并可能取代傳統的燃油汽車。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燃料汽車的可能性，對我國發展插電式混合動力汽車提供借鑒參考。

1 研究對象及情景

文章選取比亞迪秦和相似車形及性能的傳統汽油乘用車比亞迪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）整備質量：秦為：1 720 kg，G5 為:1 330 kg；3）發動機功率：秦和 G5 型號均為BYD476ZQA，參數均為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。

2 生命周期成本分析

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、驅動電機、電控系統以及傳統內燃機等；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、內飾、空調以及企業研發成本、管理成本、利潤等。

2.1 2014年營運成本分析

2.1.1 購置成本和政府補貼

比亞迪秦搭載1.5 L汽油發動機+Di缸內直噴+渦輪增壓，1臺永磁同步電機，并聯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，根據國家相關政策，新能源汽車減免車船稅和車輛購置稅。比亞迪G5傳統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

比亞迪秦的充電續航里程為70km，因此100km能耗應當分開計算，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。據德勤全球調查顯示，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。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 維護保養成本

維修保養成本在插電式混合動力公交車的總成本中占據很大比例。除了與傳統汽油車一樣正常的維護保養外，插電式混合動力車還需要定期更換動力電池。根據調查，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種汽車維修保養成本對比。

表3 比亞迪秦和比亞迪G5維修保養成本對比

2.2 2020年營運成本預測

假設到2020年，各部分成本參數變動趨勢預估為：1）購置成本：動力電池降低30%；驅動電機及電控系統降低10%；由于量產攤銷使動力電池降低40%；驅動電機及電控系統降低40%；發動機成本維持不變；傳統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；傳統汽油車油耗降低15%。4）維修保養成本:傳統汽油車維持不變；插電式混合動力車日常保養周期及成本降低至傳統汽油車的水平；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需要更換電池1次。預測估算結果，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汽油乘用車基本相近。結合其環保優勢、動力優勢等，其市場將更具有競爭優勢。

3 結語

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汽油車成本具有一定的優勢。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，相對于傳統汽油車的成本上的優勢將更加明顯。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，將充分發揮出其市場的競爭優勢，當好未來汽車市場結構上過渡的角色。