雙積分對單車型動力系統(tǒng)應(yīng)用影響分析

王德平 張?zhí)鞆?qiáng) 楊鈁 付磊

（中國第一汽車股份有限公司 新能源開發(fā)院，汽車振動噪聲與安全控制綜合技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長春130013）

主題詞：雙積分 新能源 動力系統(tǒng) 低碳 低油耗 CAFC

1 前言

隨著汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，汽車帶來的能源、環(huán)境和交通安全等問題越來越受到關(guān)注。汽車動力系統(tǒng)直接關(guān)系到節(jié)能和環(huán)保戰(zhàn)略可持續(xù)發(fā)展，一直是汽車技術(shù)發(fā)展的重要領(lǐng)域。各國家和地區(qū)，制定不同的汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策和法規(guī)以促進(jìn)節(jié)能減排。從總體趨勢來看，近20年來，汽車排放和能耗已獲得大幅降低。中國在新能源補(bǔ)貼政策、乘用車企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法（以下簡稱為雙積分管理辦法）、限行限購等政策的共同作用下，傳統(tǒng)燃油車油耗大幅降低，新能源汽車在技術(shù)和市場份額上均取得快速發(fā)展。

在補(bǔ)貼政策退坡和退出，雙積分管理辦法不斷加嚴(yán)的情況下，如何平衡不同車型份額，確定不同技術(shù)應(yīng)用比例，更好的滿足用戶需求同時(shí)，獲得更多的利潤，是汽車企業(yè)最重要的戰(zhàn)略決策之一。

在應(yīng)對雙積分管理辦法，企業(yè)獲得最大利益方面，已有很多學(xué)者進(jìn)行研究，各企業(yè)也會進(jìn)行雙積分預(yù)測和管理，并進(jìn)行成本收益分析。

本文梳理雙積分管理辦法最新進(jìn)展，對3種車型進(jìn)行雙積分管理辦法的合規(guī)需求分析，旨在把不同車型和技術(shù)合規(guī)“特殊”需求凸顯出來，為單一車型的技術(shù)應(yīng)用作決策參考。

2 政策標(biāo)準(zhǔn)簡析

在分析中會用到雙積分管理辦法以及油耗目標(biāo)值的計(jì)算方法和數(shù)值，所以在這里進(jìn)行簡要?dú)w納和介紹。

《乘用車燃料消耗量評價(jià)方法及指標(biāo)》規(guī)定車型的油耗目標(biāo)值、不同年度的油耗達(dá)標(biāo)要求和企業(yè)平均油耗消耗量目標(biāo)值計(jì)算方法以及新能源汽車獎(jiǎng)勵(lì)倍數(shù)。2019年6月14日工業(yè)和信息化部對新修訂的《乘用車燃料消耗量評價(jià)方法及指標(biāo)》[1]進(jìn)行公示，其中與本文相關(guān)的要求和算法在此進(jìn)行簡要敘述，詳細(xì)內(nèi)容見原文。

對具有3排以下座椅的乘用車，車型燃料消耗量目標(biāo)值應(yīng)按式（1）～式（3）計(jì)算，計(jì)算結(jié)果圓整（四舍五入）至小數(shù)點(diǎn)后2位。

如果CM≤1 090 kg，

式中：

CM為整備質(zhì)量；

T為車型燃料消耗量目標(biāo)值。

依據(jù)式（1）～式（3），可以得出整備質(zhì)量與油耗目標(biāo)值對應(yīng)關(guān)系如圖1所示。

圖1 油耗目標(biāo)值

企業(yè)在某年度的企業(yè)平均燃料消耗量用式（4）計(jì)算。

式中：

i,n為乘用車車型編號；

FCi為第i個(gè)車型燃料消耗量；

Vi為第i個(gè)車型的年度生產(chǎn)或進(jìn)口量；

Wi為第i個(gè)車型對應(yīng)的倍數(shù)。

對純電動乘用車、燃料電池乘用車以及滿足GB/T 32694—2016[2]要求的可外接充電式混合動力乘用車等新能源車型，在按式（4）計(jì)算企業(yè)平均燃料消耗量時(shí),其生產(chǎn)或進(jìn)口量所乘倍數(shù)如表1所示。對于油耗不大于3.20 L/100km的乘用車也有相應(yīng)的倍數(shù)獎(jiǎng)勵(lì)，因本文分析不涉及，在此不介紹。

表1 新能源車型CAFC計(jì)算數(shù)量倍數(shù) 倍

企業(yè)平均燃料消耗量與企業(yè)平均燃料消耗量目標(biāo)值的比值不應(yīng)大于表2規(guī)定的數(shù)值。對于單一車型，不同年度的油耗達(dá)標(biāo)值為式（1）～式（3）計(jì)算所得值與表2對應(yīng)值相乘，乘積低于達(dá)標(biāo)值，該車型在該年度產(chǎn)生正積分，否則產(chǎn)生負(fù)積分。

表2 平均燃料消耗量與目標(biāo)值比值要求 %

2019年9月11日工業(yè)和信息化部發(fā)布了《乘用車企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》修正案征求意見稿[3]，明確了2021～2023年新能源積分比例要求，如表3所示。表3所示比例要求與傳統(tǒng)車產(chǎn)量乘積即為企業(yè)的新能源積分要求。

表3 新能源積分比例要求 %

結(jié)合現(xiàn)行雙積分政策，除購買或交罰款等方式滿足油耗積分和新能源積分外，企業(yè)滿足新能源積分，必須按要求生產(chǎn)相應(yīng)的新能源汽車；企業(yè)滿足油耗積分，可以有3種途經(jīng)，分別是：降低傳統(tǒng)車油耗、利用新能源汽車低油耗或零油耗特征平衡油耗、利用多余的新能源積分（扣除新能源積分要求的剩余積分）抵消油耗負(fù)積分。

3 不同傳統(tǒng)車型在雙積分管理辦法下對新能源車型數(shù)量需求趨勢分析

可以采用多種技術(shù)經(jīng)濟(jì)方法，分析采用不同技術(shù)組合及產(chǎn)品組合，在滿足雙積分管理辦法同時(shí)，實(shí)現(xiàn)收益最大化。可以將企業(yè)作為研究對象，分析不同產(chǎn)品和技術(shù)占比的收益情況，該方法不能突出單一車型的影響；可以將單一車型為研究對象，分析不同技術(shù)應(yīng)用的成本和積分收益，分析單一車型的合規(guī)成本，該方法對生產(chǎn)成本和未來實(shí)際銷售價(jià)格預(yù)估準(zhǔn)確度依賴較大，分析誤差較大。本文以目前技術(shù)水平和政策為分析基礎(chǔ)，以分析應(yīng)用不同動力系統(tǒng)的車型在雙積分管理辦法下對新能源車型數(shù)量的需求情況為分析目標(biāo)，旨在突出不同技術(shù)和車型的不同需求，為單一車型技術(shù)決策作參考。

3.1 分析對象和方法

分析對象共包括3個(gè)假設(shè)車型，其中，車型A和車型B為轎車，車型C為大型SUV，具體信息如表4所示。

表4 分析對象

本文以采用某一種動力系統(tǒng)的100輛傳統(tǒng)車滿足雙積分要求所需的新能源車數(shù)量，分析該動力系統(tǒng)在該車型上應(yīng)用的合理性。該100輛傳統(tǒng)車所需新能源積分為傳統(tǒng)車數(shù)量與新能源積分比例要求之積；該100輛傳統(tǒng)車產(chǎn)生的油耗負(fù)積分為每輛車實(shí)際油耗與對應(yīng)的油耗要求的差額之和。為簡化分析，假設(shè)用等整備質(zhì)量的純電動車型平衡油耗負(fù)積分，純電動車型在油耗積分貢獻(xiàn)分為2個(gè)方面。

第1方面是純電動車型為0油耗車，每輛可產(chǎn)生其整備質(zhì)量對應(yīng)油耗要求與表3所示倍數(shù)相乘的正積分；

第2方面是扣除新能源積分要求后所剩余的積分可以直接用于平衡油耗積分。

3.2 分析結(jié)果

3.2.1 采用不同動力系統(tǒng)滿足油耗達(dá)標(biāo)情況分析

采用12V啟停、48V和HEV技術(shù)的車型A、B、C在2021年至2025年油耗達(dá)標(biāo)情況如圖2所示。從圖2（a）可以看出，車型A采用12V啟停和48V技術(shù)不能滿足各年度的油耗達(dá)標(biāo)需求，如果采用HEV動力系統(tǒng)，在2021～2023年可以滿足該車型的油耗達(dá)標(biāo)需求，在2024～2025年不能滿足該車型的油耗達(dá)標(biāo)需求；從圖2（b）可以看出，車型B除采用HEV動力系統(tǒng)方案能夠滿足2021年該車型達(dá)標(biāo)需求之外，其余動力系統(tǒng)方案均不能滿足達(dá)標(biāo)需求；從圖2（c）可以看出，所有動力系統(tǒng)方案均不能滿足該車型的達(dá)標(biāo)需求。

3.2.2 不同動力系統(tǒng)積分達(dá)標(biāo)的純電動車型數(shù)量分析

為更清楚的定量分析問題，進(jìn)行如下4條假設(shè)。

（1）采用純電動車平衡油耗積分以及滿足新能源積分需求；

（2）純電動車新能源積分為3.5分；

（3）純電動車的整備質(zhì)量與相應(yīng)的傳統(tǒng)車相同；

（4）2024年和2025年新能源積分比例要求為20%和22%。

圖2 采用不同技術(shù)車型與油耗達(dá)標(biāo)值對比情況

不同動力系統(tǒng)100輛傳統(tǒng)車為滿足雙積分管理辦法對純電動車輛需求如圖3所示。從圖3（a）可以看出，對于車型A，如采用12V啟停和48V技術(shù)，為了滿足油耗積分要求，需要比新能源積分要求更多的純電動車輛。如果車型A采用HEV動力系統(tǒng)，2021～2023年，因車型油耗本身滿足油耗目標(biāo)值，滿足低油耗車政策，所需純電動車輛低于新能源積分的比例要求；總體來看，對于車型A在2021～2025年，如采用HEV，可以減少純電動車數(shù)量需求，否則，在2024～2025年，100輛傳統(tǒng)車對純電動需求達(dá)到或超過20輛；從圖3（b）可以看出，總體趨勢與車型A相當(dāng)，但在2025年即使采用HEV，100輛傳統(tǒng)車也要約15輛的純電動車平衡油耗積分；從圖3（c）可以看出，HEV在降低純電動需求方面效果已不明顯，總體趨勢已經(jīng)與12V啟停和48V技術(shù)相當(dāng)，到2025年，即使采用HEV動力系統(tǒng)，100輛傳統(tǒng)車也需要30輛純電動車輛才能滿足雙積分管理辦法需求。

圖3 不同動力系統(tǒng)100輛傳統(tǒng)車對純電動車輛需求

4 結(jié)論與啟示

（1）隨著油耗積分達(dá)標(biāo)要求逐漸加嚴(yán)，新能源車比例系數(shù)逐漸降低，新能源積分比例逐漸增加，油耗積分達(dá)標(biāo)難度快速增加，進(jìn)而導(dǎo)致對新能源車數(shù)量需求增加明顯。

（2）高效動力系統(tǒng)在不同年度和不同車型作用是不同的，例如，HEV動力系統(tǒng)在車型A上應(yīng)用，作用明顯，但在車型C上可以認(rèn)為基本沒有作用，同樣需要大量純電動車型才能滿足雙積分管理要求。

在本文分析中，車型油耗是假設(shè)不變的，如果能夠通過在整車、發(fā)動機(jī)、電動化技術(shù)等方面提升整車經(jīng)濟(jì)性，可以降低相應(yīng)車型滿足雙積分管理辦法對新能源車型的需求量。為簡化分析，假定采用等整備質(zhì)量的純電動車型平衡油耗積分。如果采用更大整備質(zhì)量的純電動車型，會減少需求數(shù)量，反之，則需要更多。

在雙積分管理辦法下的車型技術(shù)戰(zhàn)略規(guī)劃，是復(fù)雜的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題，需要從多維度分析，進(jìn)行戰(zhàn)略決策。只從技術(shù)、成本、油耗、用戶需求等部分角度出發(fā)做戰(zhàn)略決策都是錯(cuò)誤的，加之動力系統(tǒng)開發(fā)周期較長，產(chǎn)品平臺迭代及兼容性等問題，會給企業(yè)帶來災(zāi)難性后果。