以某常规新能源乘用车为例,其纯电版本搭载了42kwh容量的动力电池,实车百公里平均电耗为12.7kwh,其同型号的并联混动车型(PHEV)搭载了8.32kwh容量的动力电池,该车百公里平均电耗为14.5kwh,同时其百公里馈电油耗为4.6L,可得此车型在发电模式下的平均油电转换率为3.15kwh/L。
注意:由于并联混动车型存在发动机直接驱动车辆行驶的工况,此工况中燃油消耗将不再经历油转电过程,但由于该工况下的发动机所运行的效率区间范围较之发电工况要更广,即此时发动机的运行综合效率要低于发电工况,所以该工况下的发动机在理论上具有更高的油耗值。不同应用下的发动机运行效率区间示意如下:
图1不同应用下发动机效率区间
基于上述背景,我们以百公里馈电油耗为4.6L进行换算而得到的3.15kwh/L的油电转换率相对于实际值而言只会略高。
二、用车成本变化
以某充电运营商全时段平均充电费用为1.2元/kwh,以及在2024年2月21日92号汽油的国标价为7.79元为计算背景,再结合上文车型的燃料消耗值可得出如下用车成本的对比数据:
表1某车型纯电、并联混动用车经济性对比
基本项目
参数
某纯电车型百公里平均电耗(kwh)
12.7
同型号混动百公里平均电耗(kwh)
14.5
百公里馈电油耗(L/100km)
4.6
并联混动平均油电转换率(kwh/L)
3.15
全时段充电平均费用(元/kwh)
1.2
92号国标油价(2024.2.21)
7.79
折合每公里用车成本(元/km)
纯电
0.15
并联混动(PHEV)
0.36
从上表数据可知,基于该车型能耗及当前能源价格的背景下,并联混动车型每公里的用车成本是纯电的235%,同时纯电车型与并联混动车型的电耗、油耗比率是276%,而此时的充电单价与油价的比率是649%,这两参数之间的比率又相差了235%。也就是说,当电价上涨235%时,即由1.2元/kw上涨至2.82元/kwh时,在现有其他参数都不变的前提下,这两种燃料车型的单位里程的用电成本将变得一致。
我们知道影响用车成本的关键因素是车辆能耗以及能源价格。在能耗方面,随着汽车智能化的推动,整车用电器数量得以上升,此举导致的结果是,百公里平均电耗较之智能化程度低的车辆有了一定幅度的提升。而相对于混动车型而言,以高效运行为主要应用目的的增程混动车型可具有更高的油电转换效率,这可让车辆的百公里馈电油耗更低。
图2不同燃料车型单位里程用车成本变化趋势
在此多技术应用及发展趋势的背景之下,影响用车成本的能耗因素实现了此消彼长,基于此变化关系,纯电、增程混动车型的单位里程用车成本将更加接近。
三、能耗及能源成本变化带来的用车成本变化趋势
以如下案例数值示意,若纯电车型的百公里平均耗电量为14.5kwh,同时并联混动车型的油电转换率为3.3kwh/L,此时其百公里馈电油耗将达到4.39L,若增程混动的油电转换率为3.8kwh/L,那么其百公里馈电油耗将为3.82L。
在此背景下,当电费上涨197%时,即此时充电费用为2.36元/kwh,那么纯电与并联混动车型的单位里程用电成本将达到0.34元的一致水平。而相对于增程车型的应用,此时充电费用上涨171%时,即每度电2.05元时,纯电与增程混动的单位里程用车成本将达到0.3元的一致水平。对比数据如下表:
表2不同燃料、不同车型车型单位里程用车成本对比
当前参数
3.30
并联混动百公里馈电油耗(L/100km)
4.39
增程混动平均油电转换率(kwh/L)
3.80
增程混动百公里馈电油耗(L/100km)
3.82
全时段充电平均费用(元/kw)
0.17
并联混动
0.34
增程混动
0.30
在此基础上,当纯电车型的平均电耗再有所提升或油价得到下降时,那么纯电车型的单位里程用电成本将会高于混动车型。而此发展趋势实际上已经是可预料的了,同时,两块多一度电甚至更高价格的充电成本正在悄悄到来。
而在商用车领域,用户对于单位里程的用车成本较之乘用车领域要敏感的多,在此应用背景下,纯电车型将会逐渐失去其价格优势,而具有更低燃料价格的车型,如天然气、甲醇等混动车型或更具备应用的可行性。