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1、推进插电式混合动力汽车纯电行驶的激励措施研究及试验 方海峰 刘金周 李鲁苗 天津大学 中国汽车技术研究中心 摘 要： 为促使插电式混合动力汽车消费者更多地使用纯电行驶, 研究提出了根据电动行驶里程给予合理的使用环节补贴、根据电动行驶比率给予公平的交通通行优惠等激励措施建议。开展了基于电动行驶里程统计的消费者使用行为试验和基于电动行驶比率实现的技术功能开发试验, 试验结果表明, 财政补贴、交通通行等激励措施对推进插电式混合动力汽车纯电行驶具有明显的促进效果。基金：国家重点研发计划:基于中美合作的电动汽车前沿技术与应用联合研究 (2016YFE0102200) Research on Incent
2、ives to Promote Electric Drive of Plug-in Hybrid Electric Vehicle and TestFang Haifeng Liu Jinzhou Li Lumiao Tianjin University; China Automotive Technology Abstract： In order to prompt customers of Plug-in Hybrid Electric Vehicles (PHEV) use more electric drive, this paper proposed some incentive m
3、easures which would give reasonable use subsidies according to electric drive mileage, provide fair mobility preferentials according ratio of electric drive. Customer use behavior test based on electric drive mileage statistics and technical function development test based on ratio of electric drive
4、 were conducted, which showed that preferential measures including financial subsidy, traffic mobility incentives had obvious effect to promote electric drive of PHEV.Keyword： PHEV; Electric drive; Incentive; 1 前言插电式混合动力汽车 (PHEV) 与纯电动汽车 (BEV) 、燃料电池汽车 (FCEV) 同为中国重点培育发展的新能源汽车车型, 也是被节能与新能源汽车产业发展规划 (201
5、2-2020 年) 明确为当前重点推进产业化的车型。PHEV 具有混动行驶模式, 可不依赖于充电设施, 能有效解决用户里程焦虑, 颇受市场欢迎。根据 Marklines 2016 年统计数据, PHEV 在国外占据约 50%的新能源汽车市场份额。然而在中国当前充电设施服务体系尚不完善的环境下, PHEV 不充电行驶的情形较为普遍, 导致使用阶段的节能减排效果较差。因地方政府无法有效监管 PHEV的实际行驶模式, PHEV 在中国发展环境正在不断恶化, 导致市场份额不断降低。如何从政策层面推进 PHEV 更多地充电行驶、促进节能减排, 是本文开展相关激励措施研究和试验的主要目的。2 试验方案设计
6、为支撑相关激励政策的研究设计, 本文作者联合国内外 3 家 PHEV 重点生产企业组建了项目工作组, 组织开展了“推进 PHEV 纯电行驶的试验研究”。经反复商议试验情景、论证试验条件, 最终设计了“基于电动行驶里程 (E-Mileage) 统计的消费者使用行为试验”和“基于电动行驶比率 (E-Ratio) 实现的技术功能开发试验”两个试验方案。试验对象为 PHEV 及其用户。2.1 基于 E-Mileage 统计的消费者使用行为试验方案本试验的主要目的是根据实际电动行驶里程给予消费者使用补贴的激励效果和相应管理方式的有效性。试验方案对试验人员、试验车辆、试验周期、试验区域、试验方式、奖励方案
7、和监管方式做出了明确规定, 详见表 1。表 1 基于 E-Mileage 统计的消费者使用行为试验方案及说明 下载原表 试验要求各参与企业选取一定数量、符合相关条件的本品牌 PHEV 实际用户作为试验人员。企业可采取招募方式, 消费者自愿报名后按照条件进行筛选。要求参与试验志愿人员多于 10 名是为了保证足够的样本量, 企业员工不超过 40%是为了保证试验样本的代表性。要求日均行驶里程大于 40 km、具有至少一处可用充电设施等条件是为了保证车辆能够以多种行驶模式正常使用。试验要求车辆为原始出厂状态, 从源头保证运行数据的真实性;要求车辆已经正常使用 3 个月以上, 是为了对试验前、后数据进行
8、有效对比。目前相关标准对电动行驶里程没有明确定义, 为保证各企业数据的可对比性, 统一了算法要求, 明确规定发动机处于不工作状态 (OFF 状态) 下的行驶里程才能算作电动行驶里程 (E-Mileage) , 参与企业按要求调整相应的算法程序。为保证数据可有效监控, 要求参与试验车辆具备 E-Mileage 等核心数据实时上传功能;工作组按GB/T 32960.1-2016电动汽车远程服务与管理系统技术规范第 1 部分:总则搭建了监控平台, 对相关数据进行监控, 上传的数据要求见表 2;同时要求参与的试验人员每天自行填写“试验人员日常使用车辆记录表”, 统计相关数据, 便于对比核实。试验设计了
9、根据 E-Mileage 给予使用奖励的方案 (月度奖励金额=月度电动行驶里程奖励标准) , 并提前告知试验人员。为提升试验人员的积极性, 奖励标准设置较高, 每公里 1.0 元的补贴标准高于实际使用的能耗等成本。为避免试验人员为多拿补贴而故意多跑电动里程, 根据日常月均里程设置了每月 1 000元的奖励上限。表 2 试验监控数据名称及要求 下载原表 2.2 基于 E-Ratio 实现的技术功能开发试验方案本试验的主要目的是展示在特定区域内可实现纯电模式自动切换、E-Ratio 实时车内显示、与 ETC 自动结算等功能, 模拟基于实时 E-Ratio 的交通优惠政策方案。试验人员、试验车辆、试
10、验周期、试验区域、试验方式等具体方案要求详见表 3。本试验要求对试验车辆进行改装调试, 使之能够实现在特定区域 (或线路) 自动切换为纯电模式的基本功能;改装可采取修改软件程序或外接硬件等不同方式, 参与企业可根据自身情况自行选择, 满足试验需要即可。表 3 基于 E-Ratio 实现的技术功能开发试验方案及说明 下载原表 E-Ratio 的算法为 PHEV 行驶过程中电动里程与总里程的百分比值, 可根据特定区域 (标示位) 或时间段进行重新设置, 要求在实时运行数据中上传;E-Ratio实时车内显示、与 ETC 自动结算等功能不作强制要求。试验地点不强制规定, 参与企业可优先考虑在各自总部所
11、在地开展;模拟试验区域, 建议结合将来可能的低排放区设计方案来自行划定电子围栏进行设置。各参与企业挑选有经验的专业试验人员来进行操作, 安排 10 次以上往返穿越试验区域的功能展示试验, 以验证功能的可实现性和可靠性。企业可单独或结合其它试验需求安排专业的测试人员驾驶试验车辆定期以不同线路穿越模拟的试验区域, 也可将日常行驶线路符合条件 (穿越试验区域) 的员工自驾车辆改装为试验车辆, 通过日常上下班正常行驶来灵活开展试验。3 试验结论3 家参与企业通过经销商、用户群等多种渠道, 按要求招募筛选了共计 40 名符合要求的试验人员 (其中企业内部员工 6 名) , 开展了为期 3 个月的基于电动
12、行驶里程统计的消费者使用行为试验。参与企业与试验人员签署了相关合作协议, 按照设定的模拟奖励方案进行试验, 并及时发放奖励补贴, 获取消费者相关行驶里程等数据。试验区域包括上海、深圳两地, 车辆包括“比亚迪唐”、“比亚迪秦”、“荣威 e550”和“宝马 530Le”等 4 款 PHEV 车型。试验结束后, 各参与企业均对相关试验人员进行了回访调查。3 家参与企业分别对 1 辆各自的“比亚迪唐”、“荣威 e550”和“宝马530Le”进行了改装, 开展了基于电动行驶比率实现的技术功能开发试验。参与企业设定虚拟的低排放区域, 车辆可实时计算并显示电动比率, 车辆驶入低排放区域时可实现纯电模式自动切
13、换功能, 驶出低排放区域时可根据电动行驶比率实现自动计算, 并模拟了与 ETC 结合的自动结算功能。通过对试验数据信息的统计, 从生产企业、监管部门和消费者 3 个角度综合分析, 对企业技术实现、政府政策制定和消费者激励效果等多角度进行综合研究和横纵向对比分析, 得出以下结论。3.1 对生产企业:核心功能易实现, 改进成本可控制PHEV 车辆的纯电模式自动切换、电动行驶比率计算及显示、后台终端扣费并反馈用户结算信息等技术功能, 企业可通过硬件加装改进或软件调试等方式来实现, 核心功能实现在技术上不存在难题。参与试验的企业设计了电动行驶里程和电动行驶比率实时显示功能。在成本改进方面, 主要包括软
14、件升级的人工成本及数据上传等流量成本, 实现电动行驶比率的显示功能在量产车上也不会增加额外的硬件, 改进成本基本可控。基于试验区域界限的纯电模式自动切换功能图示如图 1 所示。电动比率显示图理论如图 2 所示。图 1 基于试验区域界限的纯电模式自动切换功能图示 下载原图图 2 电动比率显示图理论图解 下载原图3.2 对监管部门:核心数据可监控, 优惠政策易设计企业基本可实现将试验车辆的运行数据、统计数据上传至试验项目监测平台 (模拟地方监控平台) , 并实现了对试验车辆关键运行参数和统计数据的按需传输、抽查和监管功能。通过监测平台中的电动行驶里程数据与车辆总里程相除可以得到车辆的电动行驶比率数
15、据, 有效满足了 E-Mileage 试验数据需求;位置数据可以精准定位车辆在特定试验区域的状态, 有效支撑 E-Ratio 技术的功能实现。试验模拟数据实时采集及核心数据按需上报可监控功能如图 3 所示。国家已发布关于进一步做好新能源汽车推广应用安全监管工作的通知, 要求国家、地方政府和企业按照技术要求搭建监测平台, 保证车辆数据有效监测。地方政府在探索优惠措施 (如使用环节补贴、设立低排放区域) 时, 可充分利用监测平台, 直接选取电动行驶里程和电动行驶比率作为核心数据, 便于政策方案设计和对车辆的实时监管。图 3 试验模拟数据实时采集及核心数据按需上报可监控功能 下载原图3.3 对消费者
16、:激励措施有效果, 使用行为可引导图 4 为试验车辆月均电动行驶里程变化情况, 从图中可知, 40 名消费者在 10月的平均纯电行驶里程相对于 9 月提高 13%, 11 月的平均纯电行驶里程相对于10 月提高 8%, 在一定程度上可以有效激励消费者更多地充电行驶并提升充电频率。图 4 试验车辆月均纯电动行驶里程变化情况 下载原图试验数据统计表明, 接近 90%的消费者日均行程里程小于 50 km, 可以充分使用PHEV 的纯电续驶里程, 如图 5 所示。因此, 奖励政策对可以充分使用纯电续驶里程的消费者具有明显的激励效果。对于月均电动行驶里程超过 1 000 km 的消费者, 超出部分的电动行驶里程数将不能得到额外奖励。为检测基于电动行驶里程进行的奖励是否仍对此类消费者的激励有效, 对不同纯电行驶里程数的消费者行为改变进行了横向对比, 试验数据统计发现, 激励措施影响的是消费者使用行为。激励措施一定程度上改变了消费者的驾车习惯, 对所有里程段用户均有效果。不同用户在激励政策下的纯电行驶里程
