不同類型汽車能耗和使用成本問題模型

第頁(yè)題目：不同類型汽車能耗和使用成本問題模型摘要本文針對(duì)“傳統(tǒng)汽車，電動(dòng)汽車以及混合動(dòng)力汽車三類汽車的能耗和使用成本問題”建立能耗模型，線性模型。從三類汽車能耗量來判斷其節(jié)能效果；針對(duì)影響使用成本的主要因素，計(jì)算其使用成本并比較分析；以及汽油價(jià)格變化對(duì)三類汽車所占市場(chǎng)份額影響進(jìn)行探討。問題一、從能耗角度來看，對(duì)不同類型汽車建立相應(yīng)的能耗模型，并使用matlab，excel等軟件計(jì)算出相應(yīng)的能耗，然后作比較分析出純電動(dòng)汽車的節(jié)能效果最好，混合動(dòng)力汽車的節(jié)能效果次之，傳統(tǒng)汽車節(jié)能效果相對(duì)較差。問題二，從使用成本角度來看,根據(jù)影響使用成本的因素,分析對(duì)三類汽車分別建立了使用成本的線性模型、、。問題三，選取了具體的三類汽車。對(duì)其車險(xiǎn)費(fèi)用，維修保養(yǎng)，燃油費(fèi)（電費(fèi)），停車費(fèi)及其他費(fèi)用。在問題二建立的模型的基礎(chǔ)上計(jì)算出三類汽車在一年內(nèi)的使用成本值，分析出純電動(dòng)汽車的使用成本最低，混合電動(dòng)汽車的使用成本次之，傳統(tǒng)汽車使用成本較高（）。問題四，通過對(duì)excel和matlab的使用，繪制油價(jià)和汽車銷量的走勢(shì)圖，根據(jù)走勢(shì)圖結(jié)合擬合的方法，得出線性模型。分析出汽油價(jià)格的變化對(duì)三類汽車銷量的影響不大。關(guān)鍵字：能耗使用成本線性模型擬合汽車銷量一、問題重述傳統(tǒng)汽車以汽油為動(dòng)力原料，利用燃油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車行駛。電動(dòng)汽車是指以車載電源為動(dòng)力，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪行駛的車輛?；旌蟿?dòng)力汽車的混合動(dòng)力就是指汽車使用汽油驅(qū)動(dòng)和電力驅(qū)動(dòng)兩種驅(qū)動(dòng)方式，以節(jié)省燃油及降低排放為其主要優(yōu)點(diǎn)。結(jié)合目前的汽油價(jià)格和電能價(jià)格，對(duì)這三類汽車的能耗和成本進(jìn)行分析比較。建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)相關(guān)資料，解決以下問題。問題一：從能耗的角度，分析比較這三類汽車哪一類節(jié)能效果最好；問題二:從使用成本角度，分別為三類汽車建立相應(yīng)的成本模型；問題三：請(qǐng)具體選取三類汽車，對(duì)其使用成本進(jìn)行比較和分析；問題四：請(qǐng)?zhí)接懫蛢r(jià)格的變化對(duì)三類汽車所占市場(chǎng)份額的影響。二、問題分析1.為了比較出三類汽車哪一類節(jié)能效果最好，對(duì)三種汽車各耗能不同能耗情況進(jìn)行了研究，分析性能、車身設(shè)計(jì)、工況和溫度等因素對(duì)能耗的影響。通過建立數(shù)學(xué)模型，結(jié)合實(shí)際數(shù)據(jù)計(jì)算比較出哪種類型的汽車節(jié)能效果最好。2.為了討論三類不同類型汽車的使用成本問題，就針對(duì)影響使用成本的相關(guān)因素，分別從：燃油費(fèi)、車船使用稅、車險(xiǎn)、維修保養(yǎng)費(fèi)、過路過橋及停車費(fèi)和其他費(fèi)用（驗(yàn)車費(fèi)、美容裝飾費(fèi)及交通罰款等）。結(jié)合多方面的影響因素進(jìn)行考慮分析，分別對(duì)不同類型的汽車建立相應(yīng)的使用成本的數(shù)學(xué)模型。3.為比較和分析三類汽車的使用成本。分別選取三類具有代表性的汽車，并收集近幾年內(nèi)相關(guān)的數(shù)據(jù)資料。結(jié)合本題中使用成本問題，再根據(jù)問題二的數(shù)學(xué)模型。進(jìn)行分析比較得出相關(guān)的分析結(jié)果。、4．根據(jù)市場(chǎng)汽油價(jià)格的變化情況，對(duì)三類不同類型汽車銷量的影響（及所占市場(chǎng)份額），建立數(shù)學(xué)模型。聯(lián)系當(dāng)今市場(chǎng)汽車銷量（市場(chǎng)份額）實(shí)際數(shù)據(jù)，利用相應(yīng)的模型，作出分析探討。三、問題假設(shè)1.汽車在相同的無坡度水泥路面下行駛，假設(shè)該路面滾動(dòng)阻力系數(shù)為：0.018；2.空氣阻力系數(shù)一般在0.28至0.4之間，假設(shè)空氣阻力系數(shù)為0.28；2.假設(shè)行駛地點(diǎn)無風(fēng)速、無坡道；3.忽略汽車在行駛中電器附件(燈光、轉(zhuǎn)向助力等)的能量消耗；4．在相同溫度下對(duì)三種不同類型汽車的能耗測(cè)試；5.不考慮能量間的轉(zhuǎn)換；6.不考慮經(jīng)融危機(jī)；7.不考慮地質(zhì)災(zāi)害；8.不考慮汽車的磨損；9.忽略國(guó)家政策對(duì)汽車銷量的影響；10.只考慮在北京市內(nèi)的汽車銷量使用成本的變化；11.三類汽車分別選取具有代表性的一種作為研究對(duì)象；12.考慮的時(shí)間為2019年到2019年；13.不考慮銷售廠家的服務(wù)態(tài)度；14.不考慮電動(dòng)汽車電池折舊費(fèi)；15.只考慮一種汽油對(duì)汽車銷量的變化；16.只考慮北京市某家公司的汽車銷量。四、變量及符號(hào)說明：為汽車工況行駛的功率需求；:車輛重量,單位為N；：加速度；:速度；:為傳動(dòng)系統(tǒng)效率；:為滾動(dòng)阻力系數(shù)；:為坡度；:為空氣阻力系數(shù)；:為迎風(fēng)面積；:為旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)；:為汽車質(zhì)量；:為單位里程能耗；:為工況行駛時(shí)問；:為勻速工況運(yùn)行的距離；：發(fā)動(dòng)機(jī)的比油耗，單位g/kWh；：路載功率要求，單位kw；：機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)效率；：發(fā)動(dòng)機(jī)理論燃燒值（100%效率值），對(duì)于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)該值為77；：發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率；：燃油的燃燒低熱值，單位j/g；:發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，單位kw；：電池的輸出功率，單位kW，由于它是雙向的，有正負(fù)之分。助力電動(dòng)時(shí)，電流為正，功率為正；充電時(shí)，電流為負(fù)，功率為負(fù)；：電系統(tǒng)工作效率；：傳統(tǒng)汽車的使用成本；：電動(dòng)汽車的使用成本；：混合動(dòng)力汽車的使用成本；：傳統(tǒng)汽車的燃油費(fèi)；：混合動(dòng)力汽車的燃油費(fèi)；：電動(dòng)汽車用電費(fèi)用；：車船在的使用稅；：三類汽車的車險(xiǎn)；：傳統(tǒng)汽車的維修保養(yǎng)費(fèi)；：電動(dòng)汽車的維修保養(yǎng)費(fèi)；：混合動(dòng)力汽車的維修保養(yǎng)費(fèi)；：傳統(tǒng)汽車過路過橋及停車費(fèi)；：電動(dòng)汽車過路過橋及停車費(fèi)；：混合電動(dòng)汽車過路過橋及停車費(fèi)；：傳統(tǒng)汽車其他費(fèi)用；：電動(dòng)汽車其他費(fèi)用；：混合動(dòng)力汽車其他費(fèi)用；：榮威的銷售量；：比亞迪的銷售量；：廣汽本田的銷售量；：油價(jià)；：時(shí)間（2019年1月到12月）。五、模型的建立及求解5.1、能耗5.1.1、傳統(tǒng)汽車1.1、耗能模型的建立由于傳統(tǒng)汽車的單一動(dòng)力源，其能量消耗反應(yīng)到燃油的消耗。傳統(tǒng)觀汽車燃油消耗的計(jì)算公式有以下模型：（1）（2）發(fā)動(dòng)機(jī)的比油耗值是及發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)密切相關(guān)的，發(fā)動(dòng)機(jī)的比油耗和效率成倒數(shù)關(guān)系，及可表示為：（3）（4）因此傳統(tǒng)汽車燃油消耗的計(jì)算公式為：（5）1.2模型的求解使用數(shù)學(xué)軟件excel，matlab處理數(shù)據(jù)，編寫程序得到結(jié)果（見附錄1）以滿載、不同加速起止速度進(jìn)行仿真計(jì)算，并設(shè)滑行末速度等于加速起始速度，計(jì)算結(jié)果如表1所示。采用此傳統(tǒng)汽車進(jìn)行加速-滑行工況行駛試驗(yàn)，試驗(yàn)采取在同一條路線往返行駛?cè)∑骄姆椒ㄏS機(jī)誤差。實(shí)驗(yàn)結(jié)果在表1中給出。以勻速速度進(jìn)行仿真計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如表1所示。采用此電動(dòng)汽車進(jìn)行加勻速工況行駛試驗(yàn)，試驗(yàn)采取在同一條路線往返行駛?cè)∑骄姆椒ㄏS機(jī)誤差。實(shí)驗(yàn)結(jié)果在表1中給出。表1起始速度/速度間隔/單位里程能耗消耗/5200.1970.19810200.1980.19920200.2000.21130200.2040.2055.1.2、電動(dòng)汽車2.1能耗模型的建立根據(jù)車輛行駛理淪，車輛功率平衡方程為（6）按照上述汽車單位里程能耗指標(biāo)定義，可得電動(dòng)汽車能耗經(jīng)濟(jì)性計(jì)算公式為：（7）下面根據(jù)此式對(duì)不同工況下電動(dòng)汽車能耗的計(jì)算方法進(jìn)行分析。加速工況。此時(shí)車輛行駛功率需求完全符合公式（6），因此純電動(dòng)汽車單位里程能耗可將公式（6）代入公式（7）計(jì)算。等速工況。在車輛等速行駛時(shí)，加速阻力為0，車輛行駛功率需求為：（8）將公式（8）代入公式（7）即可得到純電動(dòng)汽車單位里程能耗。減速工況，電動(dòng)汽車減速行駛包含兩種情況，一是滑行減速或無再生制動(dòng)能下的制動(dòng)減速，此時(shí)電動(dòng)機(jī)處于關(guān)斷狀態(tài)，電能輸出為0，純電動(dòng)汽車單位里程能耗為0.另一種是再生制動(dòng)功能下的制動(dòng)減速，此時(shí)車輪拖動(dòng)電機(jī)，電機(jī)處于發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)。設(shè)公況運(yùn)行的距離，受到加速度起止速度、加速度、滑行末速度和滑行減速度的影響。假設(shè)汽車加速度起始速度和滑行末速度相等，并設(shè)在一定的工況環(huán)境下，車輛平均加速度和滑行平均減速度為定值。定義加速起止速度差的絕對(duì)值為速度間隔。此條件下，加速-滑行工況行駛距離表達(dá)式為：（9）起始速度計(jì)算公式為：(10)速度計(jì)算公式為：(11)將上述和計(jì)算公式及公式（6）、公式（9）代入公式（7），得：（12）將公式（12）進(jìn)行積分并整理得：（13）在公式（13）中，令，為加速-滑行工況能耗影響變量。其中為加速階段末速度。因此從公式（13）可以看出電動(dòng)汽車加速-滑行工況單位里程能耗是加速段起止平方和的函數(shù)。在平均速度相同的情況下，加速段起止速度平方和小的能耗低。提高起始速度，增加速度間隔單位里程能耗都將增加。2.2模型的求解使用數(shù)學(xué)軟件excel，matlab處理數(shù)據(jù)，編寫程序得到結(jié)果（見附錄1）以滿載、不同加速起止速度進(jìn)行仿真計(jì)算，并設(shè)滑行末速度等于加速起始速度，計(jì)算結(jié)果如表2所示。采用此電動(dòng)汽車進(jìn)行加速-滑行工況行駛試驗(yàn)，試驗(yàn)采取在同一條路線往返行駛?cè)∑骄姆椒ㄏS機(jī)誤差。實(shí)驗(yàn)結(jié)果在表2中給出。以勻速速度進(jìn)行仿真計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如表2所示。采用此電動(dòng)汽車進(jìn)行加勻速工況行駛試驗(yàn)，試驗(yàn)采取在同一條路線往返行駛?cè)∑骄姆椒ㄏS機(jī)誤差。實(shí)驗(yàn)結(jié)果在表2中給出。（表2）起始速度/速度間隔/單位里程能耗消耗/5200.1870.18810200.1880.18920200.1900.19130200.1940.1955.1.3、混合動(dòng)力汽車3.1能耗模型的建立由于混合動(dòng)力汽車多于一個(gè)動(dòng)力源，其結(jié)構(gòu)雖有多種形式，如常用的串聯(lián)和并聯(lián)式，其動(dòng)力源除了發(fā)動(dòng)機(jī)外，還有動(dòng)力電池，因此混合動(dòng)力汽車的能量消耗不僅有燃油的消耗，也有電池的電量消耗?；旌蟿?dòng)力汽車的燃油消耗可由表示：（14）同時(shí)要滿足：(15)該計(jì)算式及式（5）相似，不同的是，HEV要維持工況運(yùn)行前后保持電池電量狀態(tài)（SOC）值一樣，這樣才能更真實(shí)地反應(yīng)HEV的實(shí)際燃燒耗油。由（附錄5）可以看出，和傳統(tǒng)汽車的燃油計(jì)算式相比，HEY還有不同的一點(diǎn)是，混合動(dòng)力汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)的功率要求和路載功率應(yīng)該滿足下式：（16）如果固定發(fā)動(dòng)機(jī)功率，通過混合動(dòng)力汽車的控制策略，可使得發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最佳轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩點(diǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)最佳效率點(diǎn)和功率特性就可以確定，某一混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳效率特性（見附錄6）。這樣在HEV油耗計(jì)算中，對(duì)于某一標(biāo)準(zhǔn)工況的任一時(shí)刻，其路載功率是確定的。由式(8)可知，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率可以通過電池功率或電池電流來確定。發(fā)動(dòng)機(jī)此刻的最佳比油耗值可以表示為發(fā)動(dòng)機(jī)功率的函數(shù)。因此混合動(dòng)力汽車的燃油消耗可以表示為：（17）（18）約束條件為：（19）3.2模型的求解使用數(shù)學(xué)軟件excel，matlab處理數(shù)據(jù)，編寫程序得到結(jié)果（見附錄1）以滿載、不同加速起止速度進(jìn)行仿真計(jì)算，并設(shè)滑行末速度等于加速起始速度，計(jì)算結(jié)果如表3所示。采用此電動(dòng)汽車進(jìn)行加速-滑行工況行駛試驗(yàn)，試驗(yàn)采取在同一條路線往返行駛?cè)∑骄姆椒ㄏS機(jī)誤差。實(shí)驗(yàn)結(jié)果在表3中給出。以勻速速度進(jìn)行仿真計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如表3所示。采用此電動(dòng)汽車進(jìn)行加勻速工況行駛試驗(yàn)，試驗(yàn)采取在同一條路線往返行駛?cè)∑骄姆椒ㄏS機(jī)誤差。實(shí)驗(yàn)結(jié)果在表3中給出。（表3）起始速度/速度間隔/單位里程能耗消耗/5200.1900.19110200.1910.19220200.1940.19530200.1970.198經(jīng)過上述模型的求解可知道，電動(dòng)汽車節(jié)能效果最好，混合動(dòng)力汽車節(jié)能效果次之，而傳統(tǒng)汽車的節(jié)能效果最差。這也是國(guó)家要研究新能源汽車的原因之一。5.2：使用成本所謂的汽車使用成本，大致可以概括為6項(xiàng)，即燃油費(fèi)（電費(fèi)）、車船使用稅、車險(xiǎn)、維修保養(yǎng)費(fèi)、過路過橋及停車費(fèi)和其他費(fèi)用（驗(yàn)車費(fèi)、美容裝飾費(fèi)及交通罰款等）。用公式可表示為：使用成本=燃油費(fèi)（電費(fèi)）+車船使用稅+車險(xiǎn)+維修保養(yǎng)費(fèi)+過路過橋及停車費(fèi)+其他費(fèi)用（其中車船使用稅是固定的）所以三類汽車的使用成本如下：（1）傳統(tǒng)汽車使用成本模型：（20）（2）電動(dòng)汽車使用成本模型：（21）（3）混合動(dòng)力汽車的使用成本：（22）5.3、成本分析該問題就是對(duì)問題二建立的模型予以求解。針對(duì)該問題我們選取三種類型的汽車:第一類，傳統(tǒng)汽車（如榮威550）；第二類，電動(dòng)汽車（如比亞迪e6）；第三類，混合電動(dòng)汽車（如雷克薩斯CT）。使用數(shù)學(xué)軟件excel，matlab處理數(shù)據(jù)，編寫程序得到結(jié)果（見附錄2）。假設(shè)車船使用稅在北京為480/年即：（元）3.1、榮威5501.1、車險(xiǎn)費(fèi)用除了交強(qiáng)險(xiǎn)（1050元/年）之外，還需買商業(yè)險(xiǎn)（見附錄3表1），如第三這責(zé)任險(xiǎn)（可選20萬元）、車輛損失險(xiǎn)、不計(jì)免賠險(xiǎn)等。以人保的7項(xiàng)全險(xiǎn)套餐為例（交強(qiáng)險(xiǎn)、第三責(zé)任險(xiǎn)、車輛損失險(xiǎn)、全車盜搶險(xiǎn)、車上人員責(zé)任險(xiǎn)、玻璃單獨(dú)破碎險(xiǎn)、不計(jì)免賠險(xiǎn)和車身單獨(dú)劃痕險(xiǎn)），共計(jì)6190元，以8.5折計(jì)算，約為5261.5元。所以（元）1.2、維修保養(yǎng)費(fèi)目前大部分4S店在公時(shí)費(fèi)上都有折扣，通常85折。由4S店提供的數(shù)據(jù)（見附錄3表2）顯示，榮威550行駛四萬公里的保養(yǎng)配件價(jià)格及工時(shí)費(fèi)共計(jì)2852元，以兩年四萬公里計(jì)算，每年的保養(yǎng)費(fèi)用達(dá)1427元。（元）1.3、燃油費(fèi)燃油費(fèi)是使用成本中變動(dòng)最大的項(xiàng)目之一，其影響因素主要是油價(jià)和油耗，而油耗（每款車都有理論油耗值，其測(cè)定條件為：風(fēng)力不超過3級(jí)、以90km/h左右的速度勻速行駛、經(jīng)過特定的儀器測(cè)試）又跟個(gè)人駕駛習(xí)慣和行駛路況有關(guān)。不同排量車的百公里油耗比較（見附錄3表3）。以近期北京93#汽油價(jià)格作為標(biāo)準(zhǔn)油價(jià)（見下圖3）（圖3近期北京油價(jià)走勢(shì)圖）根據(jù)圖3汽油從2019-03到2019-02的石油價(jià)格，可以知道石油最新價(jià)格為：8.33元/升。同時(shí)以9升/百公里的油耗、每年2萬公里里程作為計(jì)算基礎(chǔ)，來說明計(jì)算方法：油費(fèi)=油價(jià)里程油耗（元）1.4、停車費(fèi)市最新的停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)（見附錄3表4），按每年251個(gè)工作日計(jì)算，按照北京在CBD上班的白領(lǐng)每年的地下停車費(fèi)用為：（元）1.5、其他費(fèi)用如洗車、打蠟費(fèi)等等一年為：（元）所以榮威550一年的成本使用費(fèi)為：（元）3.2、比亞迪e62.1、車險(xiǎn)費(fèi)用除了交強(qiáng)險(xiǎn)（1050元/年）之外，還需買商業(yè)險(xiǎn)（見附錄3表1），如第三這責(zé)任險(xiǎn)（可選20萬元）、車輛損失險(xiǎn)、不計(jì)免賠險(xiǎn)等。以人保的7項(xiàng)全險(xiǎn)套餐為例（交強(qiáng)險(xiǎn)、第三責(zé)任險(xiǎn)、車輛損失險(xiǎn)、全車盜搶險(xiǎn)、車上人員責(zé)任險(xiǎn)、玻璃單獨(dú)破碎險(xiǎn)、不計(jì)免賠險(xiǎn)和車身單獨(dú)劃痕險(xiǎn)），共計(jì)6190元，以8.5折計(jì)算，約為5261.5元。所以（元）2.2、維修保養(yǎng)費(fèi)目前大部分4S店在公時(shí)費(fèi)上都有折扣，通常85折。由4S店提供的數(shù)據(jù)（見附錄3表5），顯示比亞迪e6行駛二萬公里的保養(yǎng)配件價(jià)格及工時(shí)費(fèi)共計(jì)1009元，以每年二萬公里計(jì)算，每年的保養(yǎng)費(fèi)用達(dá)1009元。（元）2.3、用電費(fèi)用電動(dòng)轎車每百公里耗電20度左右，能源成本約16元（假定每度電0.8元），比亞迪e6一年兩萬公里耗電4000度；所以一年的用電費(fèi)用為：（元）2.4、停車費(fèi)市最新的停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)（見附錄3表4），按每年251個(gè)工作日計(jì)算，按照北京在CBD上班的白領(lǐng)每年的地下停車費(fèi)用為：（元）2.5、其他費(fèi)用如洗車、打蠟費(fèi)等等一年為：（元）所以比亞迪e6一年的使用成本為：（元）3.3、雷克薩斯CT3.1車險(xiǎn)費(fèi)用除了交強(qiáng)險(xiǎn)（1050元/年）之外，還需買商業(yè)險(xiǎn)（見附錄3表1），如第三這責(zé)任險(xiǎn)（可選20萬元）、車輛損失險(xiǎn)、不計(jì)免賠險(xiǎn)等。以人保的7項(xiàng)全險(xiǎn)套餐為例（交強(qiáng)險(xiǎn)、第三責(zé)任險(xiǎn)、車輛損失險(xiǎn)、全車盜搶險(xiǎn)、車上人員責(zé)任險(xiǎn)、玻璃單獨(dú)破碎險(xiǎn)、不計(jì)免賠險(xiǎn)和車身單獨(dú)劃痕險(xiǎn)），共計(jì)6190元，以8.5折計(jì)算，約為5261.5元。所以（元）3.2維修保養(yǎng)費(fèi)目前大部分4S店在公時(shí)費(fèi)上都有折扣，通常85折。由4S店提供的數(shù)據(jù)（見附錄3表5），顯示雷克薩斯CT行駛二萬公里的保養(yǎng)配件價(jià)格及工時(shí)費(fèi)共計(jì)1400元，以每年二萬公里計(jì)算，每年的保養(yǎng)費(fèi)用達(dá)1400元。（元）3.3燃油費(fèi)燃油費(fèi)是使用成本中變動(dòng)最大的項(xiàng)目之一，其影響因素主要是油價(jià)和油耗，而油耗（每款車都有理論油耗值，其測(cè)定條件為：風(fēng)力不超過3級(jí)、以90km/h左右的速度勻速行駛、經(jīng)過特定的儀器測(cè)試）又跟個(gè)人駕駛習(xí)慣和行駛路況有關(guān)。。以近期北京93#汽油價(jià)格作為標(biāo)準(zhǔn)油價(jià)（見圖3），同時(shí)以4.51升/百公里的油耗、每年2萬公里里程作為計(jì)算基礎(chǔ)，得出燃油費(fèi)用：（元）3.4停車費(fèi)市最新的停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)（見附錄3表4），按每年251個(gè)工作日計(jì)算，按照北京在CBD上班的白領(lǐng)每年的地下停車費(fèi)用為：（元）3.5其他費(fèi)用如洗車、打蠟費(fèi)等等一年為：（元）所以雷克薩斯CT一年的使用成本為：（元）常規(guī)電池車的技術(shù)在當(dāng)前比較成熟，比如常見的電瓶車就屬于常規(guī)電池車。優(yōu)點(diǎn)在于本身無污染物排放，缺點(diǎn)在于續(xù)駛時(shí)間短，功率低(即最大速度不高和加速性能不好)，此外充電也需要較長(zhǎng)的時(shí)間。日后，在小區(qū)域內(nèi)的應(yīng)用會(huì)有所增加。燃料電池車被普遍認(rèn)為會(huì)在將來代替現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)汽車。優(yōu)點(diǎn)在于發(fā)動(dòng)機(jī)特性優(yōu)于現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)，但在降低成本和增加續(xù)駛時(shí)間等方面還要進(jìn)一步加強(qiáng)?；旌蟿?dòng)力汽車的環(huán)保性能優(yōu)于普通的內(nèi)燃機(jī)汽車，但仍然存在廢氣排放。但是從技術(shù)性上來說，混合動(dòng)力的最先進(jìn)，也最實(shí)用。綜合以上三種類型汽車的使用成本及各類汽車的優(yōu)缺點(diǎn)知道，傳統(tǒng)汽車的使用成本最高，從各方面新聞知道傳統(tǒng)汽車最不環(huán)保。電動(dòng)汽車的使用成本最低，而且無污染，電動(dòng)汽車的使用成本及傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車相比優(yōu)勢(shì)明顯?；旌蟿?dòng)力汽車的制造成本較高，還會(huì)造成一定的環(huán)境污染。因而基于環(huán)保和使用成本問題電動(dòng)汽車還是比較好的選擇。5.4、市場(chǎng)份額針對(duì)三種類型的汽車，選取具體的三種汽車，來分析油價(jià)對(duì)其市場(chǎng)份額的影響。傳統(tǒng)汽車以榮威為例，電動(dòng)汽車以比亞迪為例，混合動(dòng)力汽車以廣汽本田為例。表4三類汽車在2019年的銷量石油價(jià)格比亞迪F3R上海榮威550廣汽本田奧賽德2019年1月7.171437232019年2月7.451842019年3月7.45311262019年4月7.85312202019年5月7.8517102019年6月7.8508142019年7月7.85118222019年8月7.8505162019年9月7.61215182019年10月7.611792019年11月7.6107172019年12月7.610820提取表4中的相關(guān)數(shù)據(jù)，采用擬合的方法得到圖4，圖4汽車銷量及油價(jià)走勢(shì)圖采用擬合的方法(見附錄4)得出圖4中三種汽車銷量及油價(jià)的數(shù)學(xué)模型如下；油價(jià)及時(shí)間的關(guān)系:(,=0,1,...,5）榮威銷量及時(shí)間的關(guān)系:(,=0,1,...,5)比亞迪銷量及時(shí)間的關(guān)系:(,=0,1,...,5)廣汽本田銷量及時(shí)間的關(guān)系：(,=0,1,...,5)運(yùn)用擬合的方法計(jì)算出對(duì)應(yīng)的系數(shù)見下表（表5）：表500.0019-0.02620.1259-0.03687.1227-0.00580.2257-3.316222.6115-69.746485.5909-0.00390.1376-1.820111.2451-32.296835.8636-0.00110.0549-0.90656.2854-17.916532.4091由上圖以及所建立的模型分析比較可以知道，三類汽車的銷量（所占市場(chǎng)份額）隨著汽油價(jià)格的變化，而呈現(xiàn)出如上圖（4）趨勢(shì)：傳統(tǒng)汽車：從1-2月汽車的銷量因汽油價(jià)格的上升而大幅度下降，但是汽車銷量從3-4月呈上升趨勢(shì)。當(dāng)油價(jià)穩(wěn)定時(shí)，汽車的銷量在一定范圍內(nèi)波動(dòng)。電動(dòng)汽車：在上半年內(nèi)，汽車的銷量隨著油價(jià)的上漲而呈下降趨勢(shì)。當(dāng)油價(jià)變動(dòng)不大時(shí)，該類汽車的銷量也相對(duì)穩(wěn)定。在下半年內(nèi)，由于油價(jià)先下降后保持穩(wěn)定，汽車銷量也呈險(xiǎn)下降，然后在一定范圍內(nèi)呈現(xiàn)微小波動(dòng)?；旌蟿?dòng)力汽車：只在年初隨油價(jià)的上升而下降。在以后的時(shí)間里，雖然油價(jià)也有大幅度的下降和上升的趨勢(shì)但是對(duì)混合動(dòng)力汽車的銷量影響都不大。綜合以上情況，汽油價(jià)格的變化對(duì)三類汽車所占市場(chǎng)份額影響不大。即使是油價(jià)上漲，傳統(tǒng)汽車的銷量仍然不會(huì)有太大的變化，這從另一方面說明了，人們生活水平的上升。由于電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車剛上市不久，所以銷量不足以和傳統(tǒng)汽車相比較。但從環(huán)保角度和人們對(duì)生活水平的要求不斷提高來看，在未來的車市里，電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車將占據(jù)相當(dāng)?shù)姆蓊~。六、模型的分析隨著能源消耗的增加，環(huán)境污染越來越嚴(yán)重，新能源汽車的應(yīng)用，在提高節(jié)能效果，減少排放等問題逐漸成為世界關(guān)注的焦點(diǎn)。為解決“不同類型汽車的能耗和使用成本”問題。通過收集的相關(guān)數(shù)據(jù)，建立了三類汽車對(duì)應(yīng)的“傳統(tǒng)汽車能耗”、“電動(dòng)汽車能耗”、“混合動(dòng)力汽車能耗”數(shù)學(xué)模型。1、傳統(tǒng)汽車能耗模型a、根據(jù)傳統(tǒng)汽車能耗公式，以及比油耗值的定義將其公式整理變形得出傳統(tǒng)汽車油耗公式。b、通過查找資料，得到傳統(tǒng)汽車的一些數(shù)據(jù)，使用數(shù)學(xué)軟件，excel和matlab將其進(jìn)行處理，得到了在一定的限制條件下傳統(tǒng)汽車的能耗值。2、電動(dòng)汽車能耗模型a、根據(jù)車輛行駛理論，得到車輛功率平衡方程，根據(jù)單位里程標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)的定義，得出電動(dòng)汽車的能耗計(jì)算公式。b、結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)，通過數(shù)學(xué)軟件excel和matlab對(duì)其進(jìn)行處理，根據(jù)不同工況下對(duì)該類型汽車的油耗進(jìn)行計(jì)算.c、采用及傳統(tǒng)汽車相似的仿真計(jì)算方法，計(jì)算出電動(dòng)汽車能耗的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。3、混合動(dòng)力汽車能耗模型a、由于混合動(dòng)力汽車的消耗不僅及汽油的消耗有關(guān)，而且及電能的消耗有關(guān)。因此結(jié)合兩種能源的影響，得出混合動(dòng)力汽車的能耗計(jì)算公式。b、結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)，通過數(shù)學(xué)軟件excel和matlab對(duì)其進(jìn)行處理，根據(jù)不同工況下對(duì)該類型汽車的油耗以及耗電量進(jìn)行計(jì)算，得出混合動(dòng)力汽車能耗數(shù)據(jù)。4、使用成本模型根據(jù)影響汽車使用成本的因素，來建立成本模型，此模型的建立較為簡(jiǎn)單，但其數(shù)據(jù)的查找較為麻煩，這給問題三的解決帶來了不便。5、油價(jià)對(duì)汽車市場(chǎng)份額的影響根據(jù)三類汽車在不同油價(jià)的情況下的銷量，搜集數(shù)據(jù)，通過擬合的方法，將數(shù)據(jù)繪制成汽車銷量和油價(jià)的走勢(shì)圖。來分析比較三類汽車在市場(chǎng)里所占的份額，得出比較結(jié)果。6、完善此題模型a、可以將討論的地點(diǎn)擴(kuò)大，比如說，某省內(nèi)，經(jīng)濟(jì)特區(qū)內(nèi)。b、可以將汽車的種類增多。c、可以將收集的數(shù)據(jù)增加，以減小計(jì)算誤差。七、模型的評(píng)價(jià)1、模型的優(yōu)點(diǎn)：（1）針對(duì)問題一的模型綜合采用了多種方法并盡量選用成熟的方法，巧妙且靈活地運(yùn)用了能耗計(jì)算公式建立能耗模型，能夠較為準(zhǔn)確的計(jì)算出三類汽車在一定時(shí)間內(nèi)的能耗量，從而能很好的得出那類汽車的節(jié)能效果。（2）問題二的模型從資料的提取，知道影響使用成本的因素，提取其中主要的因數(shù)建立使用成本模型，能夠更好更準(zhǔn)確的計(jì)算出使用成本。在問題三中，巧妙的選取了三類不動(dòng)動(dòng)力的汽車，搜集相關(guān)使用成本數(shù)據(jù)，利用問題二的模型計(jì)算出具體的使用成本模型，精確度較高。（3）巧妙建立油價(jià)及汽車銷量的關(guān)系，能夠容易的知道油價(jià)對(duì)汽車銷量的影響，從而得出相應(yīng)的結(jié)論，以及未來市場(chǎng)對(duì)新能源動(dòng)力汽車的需求量將增大的預(yù)測(cè)。2、模型的缺點(diǎn)：（1）由于三種動(dòng)力的汽車種類較多，不能一一去建立相關(guān)的數(shù)學(xué)模型，這也是本題的難點(diǎn)之一，所以三種類型的汽車只各選取了一種來進(jìn)行解題。（2）查找的數(shù)據(jù)不全面在對(duì)第二問和第四問建立相關(guān)模型時(shí)，做了適當(dāng)?shù)奶厥饣幚?，不具備代表性。?）由于數(shù)據(jù)的不全，所以某些計(jì)算結(jié)果可能及實(shí)際情況有誤差。八、參考文獻(xiàn)[1]陳全世，先進(jìn)電動(dòng)汽車技術(shù)[M]，化學(xué)工業(yè)出版社2019年08月第1版.[2]曾小華、王慶年、王偉華，混合動(dòng)力汽車能耗最優(yōu)數(shù)學(xué)建模及仿真[J]，系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，第19卷第18期，2019年9月.[3]朱道元，數(shù)學(xué)建模案例精選[M],科學(xué)出版社，2019[4]王兵團(tuán)，數(shù)學(xué)建?；A(chǔ)[M]，北京交通大學(xué)出版社，2019.11[5]葉其孝，大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽輔導(dǎo)教材[M],湖南教育出版社，2019.5[6]慧聰汽車網(wǎng)，專家談?dòng)蛢r(jià)上漲對(duì)汽車消費(fèi)的影響[OL]2-04-30[7]劉振航，數(shù)學(xué)建模[M],中國(guó)人民大學(xué)出版社，2019.3.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