第37卷第1期
2011年1月徐州师范大学学报(哲学社会科学版)
J .o f Xuzhou N or m a lU n.i (Ph il osophy and So cia l Sciences Editi on)V o.l 37,N o .1
Jan .,2011
[收稿日期]2010 07 15
[基金项目]国家科技部863项目：交通能源发展路线图(项目编号:2008AA11A157)。
[作者简介]李哲，女，江苏徐州人，清华大学汽车安全与节能国家重点实验室博士研究生；卢兰光，男，广西宾阳人，清华大学汽车安全与节能国家重点实验室高级工程师，博士；欧阳明高，男，湖北天门人，清华大学汽车安全与节能国家重点实验室教授，博士生导师，博士。
纯电动汽车市场化的成本障碍与产业发展对策
李 哲 卢兰光 欧阳明高
(清华大学汽车安全与节能国家重点实验室，北京 100084)
[关键词] 纯电动汽车；成本分析；微型化；电池租赁
[摘 要] 通过某款2.0L 排量燃油汽车纯电动化后所需的成本构成计算，该电动汽车将比原燃油车成本上升10万元左右，而成本过高必将阻碍其大规模市场化。以下三种途径能够削弱高成本带来的发展障碍：通过车辆微型化能够大幅削减电动汽车成本且同时满足城镇日常出行需要；国家对电动汽车进行财政补贴并推广公共领域示范运营，将加快其技术进步与产业发展；电池租赁能够减少消费者的初始购置成本，是一种发展前景较好的新型商业模式。
[中图分类号] F120.4 [文献标识码] A [文章编号] 1007 6425(2011)01 0155 04
一、引言
在全球能源和环境问题的严峻形势下，汽车工业正面临巨大挑战，节能与减排的技术变革迫在眉睫。目前，节能与新能源汽车已经成为国家
科技发展的战略重点，其中，电动汽车作为主要技术方案之一倍受瞩目
[1]电动车电池价格
。
然而，电动汽车成本过高是制约其大规模商业化的一个瓶颈问题，一辆普通燃油轿车如果设
计为使用动力电池和电机驱动的纯电动汽车，其成本将明显上升。本文通过对某款2.0L 排量燃油汽车电动化所需成本的计算，得到了成本变动数值及其构成。针对轿车电动化所需的高昂成本，本文指出以下三个方案能够减轻成本压力，促进电动汽车产业发展：电动车辆微型化趋势、国家补贴公共领域示范项目先行、电池租赁的商业模式探索。
二、电动汽车与燃油车的成本差异
以国内某款合资品牌2.0L 燃油汽车为例，以
该车为原型，而将其动力系统设计为纯电驱动后,
比较纯电动汽车成本与燃油车成本的差异。纯电动车比起燃油车，省去了发动机、变速箱和相应的机械传动件，而增加了动力电池、车用电机和电传动部件等。忽略在其他部件上的成本差异，则两类车辆的成本差异为:
C =C ba t +C mot +C de -C e -C t -C d
其中, C 为纯电动车成本与燃油车成本的差值,C bat 为纯电动车电池成本,C mo t 为纯电动车电机成本,C de 为纯电动车电传动部件成本,C e 为燃油车发动机及发动机配件的成本,C t 为燃油车变速箱的成本,C d 为燃油车机械传统件的成本，假定C de 与C d 的成本相同，于是上式可简化为: C =C ba t +C mot -C e -C t 。
该款合资品牌2.0L 燃油汽车和对应的纯电动车部分参数如表1:
表1 燃油车与电动车基本参数表
燃油汽车纯电动车
排量2.0L城市路况续驶里程200 整备质量m
v
1500 折合车速v80 /h
发动机及配件质量m
e
300 城市路况与折合车速匀速工况的能耗折算系数 0.7
变速箱质量m
t 100 电机最大功率P peak
m ot
80k w
机械传动件质量m
d
80 电机功率密度D m ot1kw/
最大功率80kw电机单位价格C0
m o t
500元/ 最高车速190 /h电池能量密度D bat120wh/ 迎风面积A2m2电池单位价格C0ba t2元/wh
风阻系数Cd0.480k m/h等速电机效率
m o t
85%售价18万元传动效率T96% 首先按照纯电动车的电机功率要求和功率密
度得到电机重量，继而计算在折合车速下电动车
的滚动阻力和风阻，最后将电动车所受阻力与电
池能量联立，我们得到了如下方程:
3600m ba t=E bat=s v !(fM g+1
2
C d A∀!2)
m ot T
=
f s g(m v-m e-m t-m d+m ba t+m mot)+1
2
sC d A∀!2
mot T
这是关于电池质量m b at的一个方程，其中, E b at是电池能量,f是电动车所受的滚动阻力,M是电动车总质量，是重力加速度,∀是空气密度, m mot是电机质量。以上各质量的单位是 ,D bat的单位是w h/ ,s的单位是m,v的单位为m/s。
代入各参数，求取电池的质量、能量、价格与两类车辆的成本与总质量差异
:
电池质量:m bat=383
电池能量:E b at=3600m bat D b at=46kw h
电动车总质量:M=m v-m e-m t-m d+m b at+ m mot=1483 ，此重量和燃油车的总重m v相当。
电池价格:C b at=C0b at E bat=9.2万元
电动车价格：对于该款售价为18万元的2.0L 燃油汽车,C e=2万元,C t=1万元，因此纯电动车比燃油车成本高出 C=C bat+C mo t-C e-C t=10. 2万元，即该款纯电动车比燃油车贵10万元左右，超过燃油车售价的50%。
三、克服成本障碍的产业发展对策
以上计算结果显示，由于动力电池和车用电机成本昂贵，电动汽车成本比燃油车有了较大增长。对于售价18万的2.0L燃油汽车，其电动化后成本上升了10万元。尽管电动汽车的使用费用相对燃油车有所降低，部分消费者可能乐意支付比燃油车略高的购买价格，但这一售价差额必须控制在一定范围内。
图1是搜狐汽车[2]2010年6月进行的新能源汽车网络调查结果，在520个被调查样本中，仅有5%左右的消费者愿意为新能源车多支付超过50%的购买价格,80%左右的消费者能够接受的新能源汽车价格涨幅在30%以内。
消费者为新能源汽车多支付金额情况
Q：如达到预期省油，与同排量燃油汽车相比，您愿意为新能源汽车多支付多少钱?
样本说明:N=520；于2010年6月网络调查获得
图1 搜狐汽车关于新能源汽车售价的消费者调查结果
因此，如仍然按照燃油车自由竞争的生产与销售模式，纯电动汽车大规模商业化的市场前景并不乐观。针对这一问题，以下几种发展策略能够更好地推动纯电动汽车的市场化。
(一)发展微型纯电动车
上文中的纯电动汽车选用了200km的城市路况续驶里程，在这一要求下，选配的电池能量大，成本高。事实上，针对中国私家车拥有者的日常出行习惯，我们可以适当减小对于纯电动汽车续驶里程的要求。
清华大学汽车工程系2009年开展了中国车主日均行驶里程调查，结果显示,90%以上的被调查对象日均出行里程在100km以下，如图2:
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图2城市车主日均出行距离/k m
如果我们把纯电动车的续驶里程要求设置为100km，则电池可以近似地缩小一半能量和成本。下图3和4反映了不同续驶里程要求下的电池质量和成本。可见，续驶里程对电池的质量和成本有着直接影响，里程要求越短，所需电池的质量越小，成本越低。里程与质量、成本的关系在续驶里程小于200km
以下可以近似为线性规律。
续驶里程s /km
图3(a)
电动车续驶里程和电池总质量的非线性关系
续驶里程s /km
图3(b)续驶里程在200k m
以下两者关系近似线性
续驶里程s /km
图4(a)
电动车续驶里程和电池成本的非线性关系
续驶里程s /km
图4(b)续驶里程在200km 以下两者关系近似线性
因此，如果降低对于车辆续驶里程的要求，重
点发展小型化甚至微型化的纯电动汽车，车辆所需的电池成本将显著下降，对应的纯电动车整车
成本也将下降。如果将纯电动车的续驶里程下降到100k m 以内，不仅能够满足90%以上居民的日常出行需求，也将使得电池成本从原有的9.2万元下降到4.3万元，从而将纯电动车与燃油车的成本差异从10.2万元下降到5万元以下。微型纯电动汽车在中国有着巨大的市场潜力[3]
。2009年，中国汽车业小排量轿车销售占轿车总销量的70%以上，发展一种售价便宜、使用费用低廉的微型电动车作为中国城镇内部的通勤代步车辆，不仅能够满足车主的日常出行需求，更适应了城市空间紧张、拥堵严重的交通环境，并且
契合中国绝大多数众的实际消费水平[4]
。
(二)实施并优化财政补贴，开展示范运营
为了支持节能与新能源汽车的发展，国家先后出台了 节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法!、 汽车产业调整和振兴规划!、 新能源汽车生产企业及产品准入管理规则!、 2009年节能减排工作安排的通知!、 节能与新能源汽车示范推广应用工程推荐车型目录!、 国家重点节能技术推广目录(第二批)!等一系
列政策，降低电动车辆生产厂家的成本，规范电动汽车产品与市场。2010年5月出台的 关于开展私人购买新能源汽车补贴试点的通知!对购买新能源车辆的私人用户也进行财政补贴，根据购买对象的不同，补贴金额最高可达6万元[5]
。
2009年,∀十城千辆#节能与新能源汽车示范推广工程启动实施，在公交、出租、公务、环卫和邮政等公共服务领域率先推广使用节能与新能源汽车，目前，参与∀十城千辆#项目的节能与新能源汽车示范推广城市数目已达20余个。
对公共领域用车的财政补贴实施难度更小，也更符合社会资源分配公平性原则；这些车辆行
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驶范围固定、出行里程稳定、环保效益显著；同时，公共领域用车更容易使用统一而集中的充电配套设施，可以带动城市电动汽车基础设施建设。
国家补贴、示范先行的新能源汽车发展策略将为电动汽车的成本下降和市场进入提供有力的前期支持，为电动汽车大规模商业化铺平道路。
(三)探索电池租赁等新型商业模式
将电池与电动车分离，用户仅支付费用用于购买不含电池的车辆，同时向专门化的电池租赁公司租入电池进行使用[6]。电池租赁公司购买电池，同时负责电池使用期间的保养维护与后期的再利用、回收、报废。这一举措大幅降低了客户购买电动车的成本，使得纯电动车的售价与传统燃油车相比具备了一定的竞争力，也使得电池的统一维护与后期回收变得更为简单易行。
目前，国内已有汽车企业采用这一方法，将纯电动公交车以不含有电池成本的价格出售给公交运营公司，同时提供电池租赁业务[7]。
应该看到，电池租赁模式也衍生出了一系列新问题：电池的权属和维护责任属于公司，使用权在租期内属于个人，这不仅使得所有权和使用权互相分离，也使得使用权和维护责任互相分离，可以预期，如果不预先制定合理、明晰、精细的责任认定法则，电池的损伤责任、电池安全事故责任和防盗责任等将在租赁公司和使用者之间产生众多纠纷。
另外，电池租赁这一新型商业模式催生了新的汽车服务商角：电池租赁公司。租赁公司的盈利前景目前还不明朗。除了上文提及的责任认定风险外，电池租赁公司承担的主要风险还包括：电池成本居高不下，电池维护技术有待提高，电池的二次利用渠道尚不广泛(主要是指动力电池二次利用作为储能电池使用)，电池金属回收的技术经济性存在变数，以及电池报废所需的费用等。
四、结论
由本文的计算结果可见，轿车电动化的成本上升显著，成本劣势明显。因此，对于电动车辆，我们不可能采用同传统燃油车一样的生产与销售模式。为了克服这些成本障碍，加快电动车的市场化步伐，应采取以下三种产业发展对策:
微型电动车成本低廉，适宜作为城镇的短途代步工具，市场前景广阔，可以作为电动车普及的突破口；国家财政补贴和城市公共领域示范运营为电动汽车发展提供了强大支持，并为纯电动公交等大型电动车辆的发展提供了可能；电池租赁这一新型商业模式探索了电池与车辆分离出售的可能性，降低了消费者一次性承担的电动车购置成本，进一步扩大了电动车的潜在用户体。
[参 考 文 献]
[1]欧阳明高：汽车新型能源动力系统技术战略与研发进展!，内
燃机学报!,2008年(S1)。
[2]搜狐汽车:au t o.s ohu/20100611/n272732904_3.sht
m l。
[3]刘宏、王贺武、罗茜、王瑛、欧阳明高：纯电动汽车生命周期3E
评价及微型化发展!，交通科技与经济!,2007年第6期。[4]王瑛、王贺武、欧阳明高：电动汽车微型化发展路径分析!，电
源技术!,2008年第4期。[5]财政部、科技部、工业和信息化部、国家发展改革委：关于开展
私人购买新能源汽车补贴试点的通知!,2010年5月。
[6]胡伟、丁宇飞、刘芳：变直接售电为电池租赁服务∃∃∃供电企
业在电动汽车产业中的定位及相关问题!，电力需求侧管理!, 2009年第4期。
[7]顾建国：从安凯的营销方式看电池租赁发展的正前方!，人民
公交!,2010年第4期。
CostBarrier of Pure E lectric VehicleM arketizati on
and Develop m ent Strategy
LI Zhe L U Lan guang OUYANG M i n g gao
(S t a te K ey L abora t ory o f Au t o m otive E nergy and S afety,T singhua Un i v e rsit y,B eiji ng100084,Ch i na)
K ey W ords:Pure E lectr i c V ehic l e;Cost Ana l y si s;M icro-E V;Batte ry L easi ng
Abstrac t:The cost i ncrease i s ca lcu l a ted w hen a certa i n2.0L ICE veh icle is rebu ilt i nto pure e l ectric veh i c l e(E V)and it i s i n creased by100,000R M B,wh i ch is too h i gh for EV to for m massm arke t.There are t hree w ay s to reduce cost o r re m ove develop m ent obstacle:a m i cro-EV techno logy can si gn ifi can tly reduce costs and m eet dail y trave l needs i n Ch i na c ities and towns,the sta te fi nanc ial subs i dies o f EV and pub lic de m onstration and pro m otion progra m s w ill speed up the techno log ica l prog ress and i n dustr i a l deve l op m ent,and ba ttery leasi ng w ill reduce the initial purchase cost of consu m e rs and i s a prom isi ng new busi nessm od e.l[责任编辑：李厚廷]
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