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user: 3. 模型构建 3.1. 参数设置及基本假定 在PPP模式下，当新能源整车企业、电池企业、新能源汽车车主都选择合作时，整车企业和电池企业共同承担建设成本进行前期换电站的建设。新能源汽车企业研发换电模式车辆会为车企带来更强的市场竞争力；电池企业承担后期换电站运营并对电池进行回收，收取电池租用服务费和补能费；新能源汽车车主节约了购车成本和使用成本，也解决了里程焦虑和充电焦虑等问题。为了促进三方的合作，政府对三方进行补贴。各参与方的关系如图1所示。 通过构建演化博弈模型来分析各参与方的合作意愿，先提出以下基本假定： 假定一：博弈参与方包括新能源整车企业、电池企业和车主，三方均为有限理性群体，在多次博弈的过程中，不断寻找最优的策略。 假定二：换电站集中充电的电价 i 1 小于新能源车主自行在充电桩充电的电价 i 2 (电网峰谷差)。 假定三：每个参与方都有两种策略：对PPP模式下的换电模式采取合作或不合作策略。 假定四：换电设备使用寿命为 L 1 ，假设土地成本是每年租用，而换电站设备建设成本 C 1 是一次性 投入，考虑贴现率 r ，则每年的设备成本为： C 11 = C 1 ∗ r ( 1 + r ) L 1 ( 1 + r ) L 1 − 1 。 假定五：电池的回收：对于完全丧失再利用价值的电池进行拆解和化学处理，回收镍、钴等金属用于生产新电池，实现循环利用。电池使用寿命记为 L 2 ，最终回收价值记为 B ，考虑贴现率 r ，则每年的 回收价值为： B 1 = B ∗ r ( 1 + r ) L 2 ( 1 + r ) L 2 − 1 。 图1. PPP模式下三方的相互关系 各参数设置如下表1。 Table 1 Parameter setting x 新能源整车企业选择合作的比例 M 1 每年运营换电站的花费 y 电池企业选择合作的比例 M 2 每年维护电池的花费 z 车主选择合作的比例 L 1 换电站设备使用寿命 C 1 建设换电站的设备成本 L 2 电池使用寿命 C 2 每年电池研发成本 V 1 车主换电的风险成本 C 3 建设换电站的土地成本 V 2 车主充电的风险成本 C 4 每年充电模式的新能源汽车生产成本 R 车主换电时较充电的额外收益 C 5 每年换电模式下新能源汽车的生产成本 F 1 每年车主租用电池费 K 1 生产换电模式新能源汽车的的市场竞争力 F 2 每年车主换电时补能费 K 2 生产充电模式新能源汽车的利润 F 3 两家企业不合作时，车主换电付出的额外成本 K 3 电池企业不合作时将电池卖给整车企业的利润 G 1 政府对新能源整车企业合作时的补贴 i 1 换电站集中充电的电价¥/kw h G 2 政府对电池企业合作时的补贴 i 2 车主自行在充电桩充电的电价¥/kw h G 3 政府对购买换电模式新能源汽车车主的补贴 E 电池的额定功率 B 电池最终剩余价值 T 充满电所需的时间 r 贴现率 表1. 参数设置 3.2. 模型构建 基于以上假设和参数设置，所有参与方的成本和收益按每年来计算，假设新能源整车企业选择合作的比例为 x ( 0 < x < 1 ) ，电池企业选择合作的比例为 y ( 0 < y < 1 ) ，车主选择换电的比例为 z ( 0 < z < 1 ) ，得到三方的收益矩阵如下表2所示。 Table 2 Income matri 新能源车企 电池企业 车主 换电(z) 充电(1 − z) 合作(x) 合作(y) (a 1 ， a 2 ， a 3 ) (b 1 ， b 2 ， b 3 ) 不合作(1 − y) (c 1 ， c 2 ， c 3 ) (d 1 ， d 2 ， d 3 ) 不合作(1 − x) 合作(y) (e 1 ， e 2 ， e 3 ) (f 1 ， f 2 ， f 3 ) 不合作(1 − y) (g 1 ， g 2 ， g 3 ) (h 1 ， h 2 ， h 3 ) 表2. 收益矩阵 根据各参与方的策略选择，总共考虑8种情形，如下图2所示。 图2. 博弈树 情形1：当新能源车企、电池企业和车主都选择合作，演化策略为(合作，合作，换电)，各方相应的收益为 ( a 1 ， a 2 ， a 3 ) 。在这种情形下，新能源车企和电池企业合作进行前期换电站的建设，每年的设备成本为 C 11 ，土地成本为 C 3 ，车企和电企按比例 α 承担成本。换电站和电池的维护由电企承担，成本为 M 1 和 M 2 ，电池进行集中充电，费用为 E i 1 T ，车主需付出电池租用费和补能费，换电模式下的风险记为 V 1 ，政府对新能源整车企业的补贴为 G 1 ，对电池企业的补贴为 G 2 ，对车主的补贴为 G 3 。三方的收益为： { a 1 = K 1 + G 1 − α ( C 1 + C 3 ) − C 5 a 2 = F 1 + F 2 + G 2 − ( 1 − α ) ( C 1 + C 3 ) − C 2 − M 1 − M 2 + B − E i 1 T a 3 = G 3 + R − F 1 − F 2 − V 1 情形2：当新能源车企和电池企业选择合作，而车主不合作。演化策略为(合作，合作，充电)。各方收益为 ( b 1 ， b 2 ， b 3 ) 。在这种情形下，车主自行在充电桩充电，花费为 E i 2 T ，充电风险记为 V 2 ，新能源车企和电企以比例 α 进行换电站的建设投资。政府对新能源车企的补贴记为 G 1 ，对电企的补贴记为 G 2 ，对车主不补贴。三方的收益为： { b 1 = G 1 + K 1 − α ( C 1 + C 3 ) − C 4 b 2 = G 2 − C 2 − M 1 − ( 1 − α ) ( C 1 + C 3 ) b 3 = − E i 2 T − V 2 情形3：当新能源车企和车主都有合作意愿，而电池企业不合作时，演化策略为(合作，不合作，换电)。各方收益为 ( c 1 ， c 2 ， c 3 ) 。在这种情形下，车企将独自进行换电站的建设和后期运营，而电池企业直接将动力电池卖给车企。此时，政府对电池企业不补贴，对车企的补贴记为 G 1 ，对车主的补贴记为 G 3 ，则三方的收益为： { c 1 = K 1 + G 1 − ( C 1 + C 3 ) − M 1 − M 2 + B − E i 1 T + F 1 + F 2 c 2 = K 3 − C 2 c 3 = G 3 + R − F 1 − F 2 − V 1 情形4：当新能源车企有意推广换电模式，而其他两方都不合作时，演化策略为(合作，不合作，充电)，各方收益为 ( d 1 ， d 2 ， d 3 ) ，此时，车企独自建设及运营换电站，而电池企业直接将电池卖给车企，车主自行在充电桩充电。政府只对车企进行补贴 G 1 。三方的收益为： { d 1 = K 1 + G 1 − ( C 1 + C 3 ) − M 1 d 2 = K 3 − C 2 d 3 = − E i 2 T − V 2 情形5：当车企没有合作意愿，而电池企业和车主都有合作意愿时，演化策略为(不合作，合作，换电)，各方收益记为 ( e 1 ， e 2 ， e 3 ) 。此时，不研发换电模式的车企市场竞争力较弱，记为 K 2 ，电池企业在政府补贴下建设并运营换电站。政府对电池企业的补贴为 G 2 ，对车主的补贴记为 G 3 。三方的收益为： { e 1 = K 2 − C 4 e 2 = G 2 − ( C 1 + C 3 ) − C 2 − M 1 − M 2 + B − E i 1 T + F 1 + F 2 e 3 = G 3 + R − F 1 − F 2 − V 1 情形6：当车企和车主都没有合作意愿，只有电池企业采取换电模式时，演化策略为(不合作，合作，充电)，各方收益为 ( f 1 ， f 2 ， f 3 ) 。此时，电池企业独自承担换电站的建设成本，政府也只对电池企业进行补贴 G 2 。三方的收益为： { f 1 = K 2 − C 4 f 2 = G 2 − ( C 1 + C 3 ) − C 2 − M 1 f 3 = − E i 2 T − V 2 情形7：当车企和电池企业都没有合作意愿，而车主采用换电模式时，演化策略为(不合作，不合作，换电)，各方收益为 ( g 1 ， g 2 ， g 3 ) 。此时，车主需付出更高代价换电，记为 F 3 ，政府也只对采取换电模式的车主进行补贴 G 3 。三方的收益为： { g 1 = K 2 − C 4 g 2 = K 3 − C 2 g 3 = G 3 + R − V 1 − F 1 − F 3 情形8：当各参与方没有合作意愿，即采取策略(不合作，不合作，充电)，各方收益为 ( h 1 ， h 2 ， h 3 ) 。此时换电模式不能推广，车主通过充电桩充电。政府不对各参与方进行补贴。三方的收益为： { h 1 = K 2 − C 4 h 2 = K 3 − C 2 h 3 = − E i 2 T − V 2