財政補貼政策對純電動客車的影響

金璐，陳川，李宏偉

財政補貼政策對純電動客車的影響

金璐，陳川，李宏偉

（中國汽車技術(shù)研究中心有限公司 數(shù)據(jù)資源中心，天津 300300）

在財政補貼刺激下，我國純電動客車行業(yè)發(fā)展迅猛，截止2018年產(chǎn)量規(guī)模達到9.27萬輛。2019年6月25日后，2019年新補貼政策正式實施，由于城市客車的附加質(zhì)量、試驗阻力、工況循環(huán)復雜度的提高，將導致整車電能消耗加快和續(xù)駛里程減少，最終推動單位載質(zhì)量能量消耗量（Ekg）調(diào)整系數(shù)進一步的下滑。文章通過對2018年第5批至2019年第7批推廣目錄中的25個樣本分析發(fā)現(xiàn)，44%樣本的Ekg出現(xiàn)升高，56%樣本的Ekg值呈現(xiàn)下降趨勢。由此可見，部分整車廠正不斷提升產(chǎn)品技術(shù)性能，以應(yīng)對日益嚴苛的政策法規(guī)和競爭越發(fā)激烈的市場環(huán)境。

純電動客車；單位載質(zhì)量能量消耗量（Ekg）；財政補貼

前言

汽車產(chǎn)業(yè)是我國國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，截至2018年底我國汽車保有量達2.4億輛[1]，同比增幅10.51%。汽車產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，伴隨著能源、環(huán)境問題的日益嚴重。2017年，我國汽車排放一氧化碳（CO）、碳氫化合物（HC）、碳氧化物（NOX）和顆粒物（PM）分別為2920.2萬噸、342.2萬噸、532.8萬噸和48.87萬噸，其中中型和大型客車排放物占比分別為10.5%、12.5%、20.4%和16.6%[2]。雖然客車市場規(guī)模較小，但其單車使用頻次高、運行里程長，因此持續(xù)發(fā)展新能源客車對我國解決能源和環(huán)境問題至關(guān)重要。

經(jīng)過十多年的發(fā)展，我國新能源客車迎來了階段性成果。2008年，我國新能源客產(chǎn)業(yè)處于萌發(fā)期，產(chǎn)量僅為102輛，其中純電動客車占比78.43%。2013-2018年，在國家補貼政策的推動下，我國新能源客車步入快速發(fā)展期，2016年產(chǎn)量達到峰值13.23萬輛；其后“騙補門”爆發(fā)，我國對新能源汽車補貼技術(shù)要求做出調(diào)整，同時提出非個人用戶購買的新能源汽車累計行駛里程須達到3萬公里（作業(yè)類專用車除外）[3]。受補貼政策加嚴、經(jīng)濟下行影響，2017-2018年新能源客車產(chǎn)量出現(xiàn)下滑，2018年下降至9.87萬輛，其中純電動客車占比93.93%。

圖1 2008-2018年我國新能源客車發(fā)展情況

（數(shù)據(jù)來源：中國汽車技術(shù)研究中心有限公司·數(shù)據(jù)資源中心）

1 財政補貼政策發(fā)展

2015年4月，財政部、科技部、工信部、發(fā)改委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于2016-2020年新能源汽車推廣應(yīng)用財政支持政策的通知》，基于車長、續(xù)駛里程、單位載質(zhì)量能量消耗量（Ekg）等技術(shù)要求，對純電動客車給予12-50萬元/輛的中央財政補貼。自此，新能源汽車補貼政策從試點城市擴大至全國，推廣范圍也由公共領(lǐng)域擴展至私人領(lǐng)域。

表1 2017-2019年非快充類純電動客車中央財政補貼技術(shù)要求變化情況

2016-2019年，四部委相繼發(fā)布了《關(guān)于調(diào)整新能源汽車推廣應(yīng)用財政補貼政策的通知》、《關(guān)于調(diào)整完善新能源汽車推廣應(yīng)用財政補貼政策的通知》、《關(guān)于進一步完善新能源汽車推廣應(yīng)用財政補貼政策的通知》。2018年起，財政補貼政策將非個人用戶購買的運營類新能源汽車累計行駛里程要求由原3萬公里下調(diào)至2萬公里。非快充類純電動客車的續(xù)駛里程要求保持在200km以上（等速法）；2019年中央財政補貼單車上限金額同比下滑明顯，其中10m以下車型降幅超50%，為鼓勵10m以上車型發(fā)展，補貼退坡力度略低；基于系統(tǒng)能量密度（ED）和Ekg的技術(shù)指標持續(xù)嚴加、調(diào)整系數(shù)則不斷下調(diào)，見表1。為引導快充類純電動客車發(fā)展，其中央財政補貼單車上限金額退坡、續(xù)駛里程和快充倍率要求等均較為溫和，見表2。

純電動客車財政補貼的技術(shù)門檻不斷提高、補貼基準逐年退坡，必將導致客車企業(yè)的營業(yè)收入縮水，企業(yè)控制成本的壓力將傳導到上游供應(yīng)鏈，引發(fā)純電動客車產(chǎn)業(yè)新一輪的洗牌。

表2 2017-2019年快充類純電動客車中央財政補貼技術(shù)要求變化情況

2 純電動客車技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

客車行業(yè)屬于非周期性行業(yè)，行業(yè)規(guī)模取決于居民出行總量和出行結(jié)構(gòu)，同時政策依賴性也較強。2018年5月至2019年8月，基于2018年財政補貼技術(shù)要求，我國累計發(fā)布16批《新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄》，純電動客車申報量2109個車輛型號，其中非快充類純電動客車占比達到96.25%；雖整車廠傾向于發(fā)展快充純電動客車，但其發(fā)展仍處于剛剛起步階段。

圖2 2018年第5批至2019年第7批推廣目錄非快充類純電動客車車型分布情況

受財政補貼政策激勵刺激，高性能非快充類純電動客車占比較高：車長超10m車型占比達到50%以上，磷酸鐵鋰電池占據(jù)絕對優(yōu)勢，電池系統(tǒng)能量密度ED不低于135Wh/kg占比超過78%，0.15Wh/km·kg以下、0.15-0.17Wh/km·kg單位載質(zhì)量能量消耗量段車輛型號占比分別為41.97%和10.10%。

3 Ekg指標變化的影響

2016-2018年財政補貼規(guī)定，E、M數(shù)值試驗方法依據(jù)《電動汽車能量消耗率和續(xù)駛里程試驗方法》（GB/T 18386-2005）確定。2019年財政補貼對E的試驗方法做出了修正，依據(jù)改為《電動汽車能量消耗率和續(xù)駛里程試驗方法》（GB/T 18386-2017）測試；M取值仍遵照《關(guān)于2016-2020年新能源汽車推廣應(yīng)用財政支持政策的通知》執(zhí)行，即按GB/T 18386-2005標準取值。

表3 《電動汽車能量消耗率和續(xù)駛里程試驗方法》標準變化

2019年財政補貼標準變化后，城市客車的附加質(zhì)量和試驗阻力增大，加之工況循環(huán)的復雜程度提高，將導致整車電能消耗加快、續(xù)駛里程減少[4]，滿足推薦目錄條件的車型補貼將因Ekg調(diào)整系數(shù)下降而降低。

采集16批推薦目錄中產(chǎn)量100輛以上的非快充類純電動客車的25個樣本車型作為研究對象，品牌分布如圖3，對比其Ekg的變化情況。

圖3 樣本分布

從25個樣本車型中可以看到，變化前后，有44%樣本的Ekg出現(xiàn)升高，56%樣本的Ekg值呈現(xiàn)下降趨勢。車型E值出現(xiàn)分化：以廣汽牌某車型A為例，其E值由435Wh/km升高至456Wh/km，續(xù)駛里程由553km微增至555km；宇通某車型B，其E值由541Wh/km下降至472Wh/km，而續(xù)駛里程由567km升高至595km。可以看到，在政策法規(guī)逐年加嚴的大環(huán)境下，部分整車廠已提前布局，積極采取了相應(yīng)技術(shù)手段。

圖4 25個樣本車型的Ekg變化情況

4 提升Ekg調(diào)整系數(shù)方式

4.1 輕量化

優(yōu)化車身結(jié)構(gòu)設(shè)計和采用輕量化材料，將有效下降純電動客車的整備質(zhì)量，進而提高最大允許裝載質(zhì)量和整備質(zhì)量利用系數(shù)。

車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化主要是通過CAE對整車和零部件結(jié)構(gòu)強度進行分析，在滿足結(jié)構(gòu)強度要求下，優(yōu)化車架、骨架結(jié)構(gòu)和零部件安裝結(jié)構(gòu)[5]。新型輕量化材料包括高強度鋼、鋁合金、鎂合金、塑料和復合材料等，目前金旅、比亞迪、中通等眾多客車品牌相繼推出了全鋁車身純電動客車；碳纖維等新型輕量化材料成本逐漸走低，距離大規(guī)模應(yīng)用前景可期。

4.2 磷酸鐵鋰電池

磷酸鐵鋰電池具有長循環(huán)壽命（2000次以上）、高安全性（熱解溫度350-500℃）和低成本等優(yōu)點，但電池能量密度僅為216Wh/kg（按170mAh/g極限電容量計算），無法滿足國家2020年300Wh/kg的既定發(fā)展目標。因此，磷酸鐵鋰電池的應(yīng)用領(lǐng)域集中于商用車和儲能領(lǐng)域，其在純電動客車的滲透率高達 90%以上。

圖5 2018年第5批至2019年第7批推廣目錄非快充類純電動客車磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)能量密度分布情況

從16批推廣目錄中非快充類純電動客車的磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)能量密度分布情況來看，由2018年第5批的115- 146Wh/kg，增漲至130-163Wh/kg，其中電池系統(tǒng)能量密度在160Wh/kg及以上的車輛型號占比接近8%，電池系統(tǒng)供應(yīng)商僅寧德時代一家。寧德時代成立于2011年，為滿足新能源汽車的高續(xù)駛里程、電池技術(shù)的快速換代等現(xiàn)實需求，將磷酸鐵鋰長壽命、三元高能量密度、快充等差異化產(chǎn)品作為技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略。

4.3 驅(qū)動系統(tǒng)

驅(qū)動電機的結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)對純電動客車的電耗、續(xù)駛里程影響至關(guān)重要。目前純電動客車市場以永磁同步電機為主，推薦目錄中其占比98%以上。

驅(qū)動系統(tǒng)一般分為集中式驅(qū)動系統(tǒng)和分布式驅(qū)動系統(tǒng)。集中式根據(jù)搭載的電機數(shù)量又可分為單電機集中式和雙電機集中式，其中單電機直驅(qū)系統(tǒng)由于結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、便于維護，成為目前主流技術(shù)（推薦目錄中占比97%），但存在著對電機扭矩需求大、匹配單機體積重量大、動力性能差，不利于爬坡等缺點，因此，此驅(qū)動系統(tǒng)更適用于8m以下純電動客車。雙電機匹配變速器等驅(qū)動系統(tǒng)降低了對電機的要求，其爬坡度更高、重量更輕、電耗和成本較低，適用于8m以上車型，該系統(tǒng)近些年來陸續(xù)得到應(yīng)用。

分布式驅(qū)動系統(tǒng)處于應(yīng)用初期，分為輪邊驅(qū)動和輪轂驅(qū)動。2014年，裝載輪邊電機的比亞迪牌K9純電動客車問世，其后在南京、杭州、深圳等地推廣運營。輪轂驅(qū)動具有高效、輕量化、小型化、低成本等諸多優(yōu)點，是最直接、最高效的驅(qū)動方式；未來隨著電機集成設(shè)計及制造工藝的進步，輪轂驅(qū)動型式將會有更大的發(fā)展空間。

5 結(jié)論

受財政補貼影響，我國純電動客車發(fā)展迅猛，從產(chǎn)品分布來看，非快充類純電動客車為仍為市場主導。近年來，非快充類純電動客車在車長、ED、Ekg等方面均得到了長足發(fā)展。

2019年6月25日后，新能源汽車財政補貼新規(guī)正式實施，其中，城市客車的附加質(zhì)量、試驗阻力、工況循環(huán)的復雜程度提升，將促使Ekg升高，導致單車補貼的進一步下滑?；?018年第5批至2019年第7批推薦目錄的25個非快充類純電動客車樣本車型來看，44%樣本的Ekg出現(xiàn)升高，56%樣本的Ekg值呈現(xiàn)下降趨勢。通過樣本分析可以看到，部分整車廠已提前做好產(chǎn)品規(guī)劃，積極應(yīng)對不斷提升的補貼門檻，途徑如下：（1）優(yōu)化車身結(jié)構(gòu)設(shè)計和采用輕量化材料；（2）提高磷酸鐵鋰電池的系統(tǒng)能量密度和使用壽命；（3）驅(qū)動系統(tǒng)由集中式驅(qū)動系統(tǒng)向分布式驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)展等。

[1] 中華人民共和國公安部, 2018年全國小汽車保有量首次突破2億輛http://www.mps.gov.cn/n2254098/n4904352/c6354939/ content. html.

[2] 中國機動車環(huán)境管理年報（2018）[R].中華人民共和國生態(tài)環(huán)境部.

[3]《關(guān)于調(diào)整新能源汽車推廣應(yīng)用財政補貼政策的通知》（財建 [2016] 958號）.中華人民共和國財政部、科技部、工業(yè)和信息化部、發(fā)展改革委.

[4] 張亞.電動汽車能耗和續(xù)駛里程試驗方法新變化解析[J].汽車工程師, 2018, (4):11-15.

[5] 左利峰.分布式驅(qū)動純電動客車節(jié)能技術(shù)研究[D].吉林大學,2017.

Influence of Financial Subsidies on Battery Electric Bus

Jin Lu, Chen Chuan, Li Hongwei

( China Automotive Technology and Research Center Co., Ltd. Automotive Data Center, Tianjin 300300 )

Stimulated by financial subsidies, China's battery electric bus industry had developed rapidly with an annual production of 92.7k units by 2018. From June 25, 2019, the 2019 new subsidy policy was formally implemented. The increase in additional mass, test resistance and cycle complexity of city buses will lead to the rapid power consumption of the vehicle and the reduction of e-range, eventually pushing the adjustment coefficient of Ekgto further decline. Based on the analysis of 25 samples in the promotion catalogue from the 5th batch in 2018 to the 7th batch in 2019, this paper found that 44% of the samples showed an increase in Ekgand 56% of the samples presented a downward trend. It could be seen from this that some OEMs were continuously improving the technical performance of their products to cope with increasingly stringent policies and regulations and an increasingly competitive market environment.

Battery electric bus; Unit mass energy consumption(EKg); Financial subsidies

A

1671-7988(2019)21-12-04

U469.72

A

1671-7988(2019)21-12-04

金璐，工程師，碩士研究生，就職于中國汽車技術(shù)研究中心有限公司數(shù)據(jù)資源中心，研究方向為節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)與市場研究。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.21.004

CLC NO.: U469.72