【新能源汽车和传统汽车能耗探究文献综述4300字】

新能源汽车和传统汽车能耗研究国内外文献综述（一）国外的相关研究国外对于新能源汽车和传统汽车的能耗与使用成本研究有许多种，其中关于汽车全生命周期的能耗排放的研究有很多学者涉足，美国对于此项研究很重视，并且是最早开始研究的国家。Delucchi（1991）对由多种燃料和电力生产的燃料进行了评估，并对排放物进行了分析，包括甲烷，碳氧化物，氮氧化物和一些其他气体，然后对燃料以及电力的消耗做了统计,经过数据整理后发现，使用电力的汽车要比使用燃油的汽车耗能少，排放量也远远小于燃油车[2]。Fukushima和Yano（2018）提出了一种新的可以预测的汽车能耗的方法。首先他们搜集了电动汽车行程的一些数据，然后根据这些数据来构建数据驱动模型，此模型可以进行能耗预测的计算。在这个系统中，他们对流行的电动汽车模型的预测模型进行了高精度构建，但是，新电动汽车车型的预测准确性却低于流行的电动汽车车型，其原因是在高速公路上运行的新电动汽车车型的行程数量有限。为了解决这个问题，他们又提出了一种新的转移学习的方法，一种利用流行电动汽车模型的其他足够数据构建预测模型的机器学习。他们还使用实际电动汽车行程的数据评估了他们建议的方法。结果，这种方法的预测误差率比传统方法降低了30%左右[3]。Jin和Yang（2018）利用双速差模型，在它的基础上又考虑了车辆平均速度效应和驾驶员记忆对交通流的影响，提出了一种改进的跟驰模型，根据线性稳定性分析，得到了系统的稳定条件。通过非线性分析，分别导出了不稳定区域的含时Ginzburg-Landau（TDGL）方程和修正Korteweg-de-Vries（mKdV）方程。建立了描述临界点附近交通行为的TDGL和mKdV方程。讨论了交通拥堵的演变过程及相应的能耗。数值模拟结果与理论分析结果一致。结果表明，扩展模型不仅可以降低能耗，而且可以提高交通流的稳定性[4]。Xiong等（2019）针对新能源汽车的能源系统配置和能源效率平衡问题，提出了一种从能源生命周期角度研究其能源效率的能源匹配方法。从目前新能源汽车发展状况来看，新能源汽车主要包括电池电动汽车和氢燃料汽车，他们提出了源到距离模型，即STR模型。然后在它的基础上利用能效分析图直观反映汽车能源生命周期的转化传递，以及消耗。他们在此基础上，又提出了一种用于评价汽车能效的能源消耗率（SECR）。最后，基于STR模型，得到了新能源汽车与等效燃料汽车相同能源消耗率的分界线，为汽车能源系统设计提供了约束条件。结果表明，源到距离模型可以为新能源汽车的能源匹配和节约能源提供有效的工具，对新能源汽车的产品开发具有一定的参考价值[5]。随着新能源汽车的不断发展，以及政府对新能源汽车的大力推广，有关于新能源汽车的成本研究成果也不断涌现出来。其中，很多学者开始注重对汽车全生命周期成本的研究。Delucchi等（2001）很早就对汽车全生命周期成本问题展开研究，提出了一系列理论，这使得汽车行业首次出现了全生命周期成本的概念。另外他们还以燃料电池汽车为实验对象，建立了成本模型[6]。Lin等（2013）在汽车全生命周期成本问题上也作出了一些成果，不同的是他们是以混合动力汽车为对象建立的成本模型，然后发现其成本是传统汽车的1.06倍。但是，这并不意味着传统汽车更具有优势，因为在汽油价格上涨的情况下，混合动力汽车成本低于传统汽车[7]。Doering等（2015）研究了纯电动汽车对环境的影响，以及他们所造成的经济损失，得出纯电动汽车成本大约是燃油汽车的1.4倍[8]。Diao等（2016）对生命周期成本进行了分类，其中有有形成本，无形成本，运营成本，保养成本等等，并对市场上几种销售量比较大的新能源汽车和传统汽车及进行成本经济分析，结果得出新能源汽车要比传统汽车更容易开拓市场[9]。（二）国内的相关研究随着低碳经济的推行，我国传统汽车也开始逐步向新能源汽车转型，针对新能源汽车市场大好的发展前景，我国学者都开始对新能源汽车与传统汽车进行研究，许多文献都通过定量定性方法来测定汽车的能耗成本。王晓佳和陈咪（2018）就运用了线性回归分析的方法，分析了传统汽车、纯电动汽车、混合动力汽车这三类汽车的能耗与使用成本。他们先是研究三类汽车的能耗进行构建模型。对于传统的燃油汽车和混合型汽车的能耗主要是原油的开采与提炼、运输至加油站，汽车行驶过程中机械能与热能向动能的转化这些方面；纯电动汽车的能耗主要是天然气或原煤的开采与运输、发电厂中将热能向电能的转化、电能传输、蓄电池充电和汽车行驶过程中电能向动能的转化这些方面，然后分别计算这几种汽车的能量利用率和热效率。然后对三种汽车的使用成本进行构建模型，不同汽车的使用成本的构成有相同因素和不同因素，相同因素有保养费、养路费等等，不同因素有油费电费，电池损耗及更换等，然后将数据导入模型进行对比，发现电能相较于石油是有优势的，电费远远小于油费，且电动车污染小，发展前景更好[10]。但在新能源汽车发展过程中还是要注意一些问题。徐树杰和董长青（2014）提出运用GREET模型来比较新能源汽车与传统汽车全生命周期的能耗，模型涉及传统内燃机汽车，混合动力汽车，电动汽车以及燃料电池汽车，分析得出，从总能耗来看，内燃机汽车消耗是最低的，混动和燃料电池汽车因为电池的存在消耗都要高出一些。电动汽车总能耗最多，因为其电池质量最大，是其他汽车的40倍。其次，燃料电池汽车能耗较高，因为增加了燃料辅助系统，而系统耗能占总耗能很大[11]。由此可见在发展新能源汽车过程中要考虑生产过程中的能耗问题。纯电动汽车相比与传统汽车相比耗能小，排放少，但并不意味着零排放。程冬宏和高有山（2019）提出，以同一车型的电动汽车和汽油车为对象，从化石燃料的开采、运输、炼油发电等方面出发进行研究，因为我国电能大部分来自火力发电，所以电动汽车并不是零排放。然后进行对数据的统计并计算两种汽车行驶百公里所消耗的能源，值得注意的是这里能耗不仅包括形式所耗费的，还有炼油发电的能耗。经过分析，电动汽车在能耗上是传统汽车的41.5%，并提出温室气体排放主要出自电能产生的上游环节，要降低碳排放要从上游进行治理[12]。对于新能源汽车与传统汽车使用成本的比较，许多学者也进行了研究。刘亚陆和封迪（2012）将汽车的使用成本分为汽车的运行成本、维护成本，保养成本等等。然后根据不同汽车的特点分别分析：燃油汽车依靠汽油的燃烧来驱动汽车，电动汽车依靠电能来驱动，混合动力汽车先是使用电能，待电能用尽后在使用发动机，所以根据驱动方式的不同就可以推出保养部件的不同：传统汽车需要保养发动机、电动汽车需要保养以及更换电池、混合动力汽车则要对发动机和电池同时进行保养。至于这三种汽车其他部件的维护以及保养费用都相同。另外构建成本模型时，受市场油价及电价的影响，新能源汽车和传统汽车的运行费用是不断变化的。其中传统汽车的使用成本模型主要包括运行成本、保养成本以及其他零部件的维护成本和保障费用；电动汽车的使用成本模型主要包括运行成本和维护成本，其中就有维修成本，保险费用，零件更换费用等，这些都是基于汽车正常行驶而产生的费用；而混合动力汽车可以在发动机工作的同时给电池充电，所以其使用成本模型主要包括运行成本、维护成本以及其他零部件保养以及保障费用，包括了对发动机和电池的保养费用。通过对这三类汽车成本模型的计算比较，得出纯电动汽车与混合动力汽车的使用成本都要比传统汽车的成本低[13]。张铁山和惠雅倩（2020）通过罗列十年间传统汽车的折旧费，保险费，正常保养费用，燃油成本和其他成本的数据，计算其平均值，得出传统汽车的使用费用要大于新能源汽车[14]。在关注新能源汽车与传统汽车的能耗时，不能忽视的是它们所带来的排放量，尾气排放也会带来环境成本的提高。李强（2019）通过构建试验台来计算仿真传统汽车和电动汽车行驶百公里的能耗，随机抽取10辆传统公共汽车，10辆电动公共汽车，运用能量利用率的计算方法对其进行经济效益计算，最后得出电动公共汽车耗能低于传统公共汽车，排放量也是电动公共汽车较低。另外他还选取了长春一汽生产的一款传统汽车与一款纯电动汽车，罗列了质量，轴距，发动机排量等一系列参数，然后让两者行驶相同的距离，记录下时间来计算出汽车所耗能量[15]。根据资料说明，600ＭＷ以上的火力发电厂,每消耗40g的标准煤，才能生产1kWh的电能[16]。在GB2589中明确1kg标准煤燃烧所释放的热量为29271kg，结合《综合能耗计算通则》来看，纯电动汽车在同样路况下，消耗的热量为155120KJ。单纯规定路程所消耗的能量来看，纯电动汽车能耗远小于传统汽车能耗。郭胜和石琴（2014）通过乘用车模拟城市循环工况燃料消耗量台架试验测得传统汽车百公里消耗燃料量要比纯电动汽车消耗量大[17]。另外由国家发展改革委员会的文件显示，电动汽车行驶一百公里相当于消耗标准煤5.3kg，而传统汽车燃烧1L汽油会排放0.295g二氧化硫[18]，排放量明显要比电动汽车大，污染也更为严重。金莉娜和陆怡雅（2019）运用GREET模型从全生命周期方面探究了新能源汽车与传统汽车的能耗情况，发现传统内燃机汽车在全生命周期中能耗最大，但与混合动力汽车，氢能源汽车差别不大，而纯电动汽车最小[19]。参考文献汪钦.新能源电动汽车节能减排效应及发展路径[J].时代汽车,2019(08):69-70.DelucchiMA.EmissionsofGreenhouseGasesfromtheUseofTransportationFuelsandElectricity[M].CenterforTransportationResearch:ArgonneNationalLaboratory,1991:20-22Energy;NewEnergyFindingsfromShenzhenUniversityReported(Acceptability,EnergyConsumption,andCostsofElectricVehicleforRide-hailingDriversInBeijing)[J].EnergyWeeklyNews,2019.ZhiZhan,JingHongXiaGe,ZaiLiYang.Iscarbonregulationbetterthancashsubsidy?Thecaseofnewenergyvehicles[J].TransportationResearchPartA,2021,146.XiongHY;LiuH.StudyonLife-CycleEnergyImpactofNewEnergyVehicleCar-SharingwithLarge-ScaleApplication[J].JournalofEnergyStorage,2021,36.M.A.Delucchi.&T.E.Lipman.AnAnalysisoftheRetailandLife-cycleCostofBattery-PoweredElectricVehicles[J].InstituteofTransportationStudiesWorkingPaper,2001,6(6):371-404.CLin,T

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