[论文解读] Exploring the Role of Perceived Range Anxiety in Adoption Behavior of Plug-in Electric Vehicles

Fatemeh Nazari, Abolfazl Mohammadian|arXiv (Cornell University)|Aug 20, 2023

Electric Vehicles and InfrastructureEngineering被引用 3

一句话总结

本研究利用具有潜在构念的两级嵌套Logit模型，探讨了感知续航焦虑对插电式电动汽车（PEV）采用的影响。研究发现，续航焦虑显著影响纯电动汽车（BEV）的采纳——尤其是在新增而非置换车辆时——但对插电式混合动力汽车（PHEV）采纳决策无显著影响，凸显了心理障碍在BEV选择中的作用。

ABSTRACT

A sustainable solution to negative externalities imposed by road transportation is replacing internal combustion vehicles with electric vehicles (EVs), especially plug-in EV (PEV) encompassing plug-in hybrid EV (PHEV) and battery EV (BEV). However, EV market share is still low and is forecast to remain low and uncertain. This shows a research need for an in-depth understanding of EV adoption behavior with a focus on one of the main barriers to the mass EV adoption, which is the limited electric driving range. The present study extends the existing literature in two directions; First, the influence of the psychological aspect of driving range, which is referred to as range anxiety, is explored on EV adoption behavior by presenting a nested logit (NL) model with a latent construct. Second, the two-level NL model captures individuals' decision on EV adoption behavior distinguished by vehicle transaction type and EV type, where the upper level yields the vehicle transaction type selected from the set of alternatives including no-transaction, sell, trade, and add. The fuel type of the vehicles decided to be acquired, either as traded-for or added vehicles, is simultaneously determined at the lower level from a set including conventional vehicle, hybrid EV, PHEV, and BEV. The model is empirically estimated using a stated preferences dataset collected in the State of California. A notable finding is that anxiety about driving range influences the preference for BEV, especially as an added than traded-for vehicle, but not the decision on PHEV adoption.

研究动机与目标

• 理解在插电式电动汽车（PEV）采纳背景下，续航焦虑这一心理障碍的作用。
• 考察感知续航焦虑如何影响不同车辆交易类型（无交易、出售、置换、新增）之间的决策。
• 分析续航焦虑如何影响对特定PEV类型（BEV、PHEV、混合动力车或传统燃油车）的偏好。
• 构建一个两级嵌套Logit模型，以同时捕捉交易层级决策与燃料类型选择决策。
• 利用加利福尼亚州的陈述偏好数据对模型进行实证估计，揭示电动汽车采纳行为背后的心理驱动因素。

提出的方法

• 开发了一个两级嵌套Logit（NL）模型，上层用于建模车辆交易类型（无交易、出售、置换、新增），下层用于建模燃料类型选择（传统燃油车、混合动力车、PHEV、BEV）。
• 在模型中引入感知续航焦虑的潜在构念，以捕捉对续航能力限制的心理感知。
• 使用在加利福尼亚州收集的陈述偏好数据集对模型进行估计，反映个体在不同情景下的假设选择。
• 嵌套结构允许在每个决策层级内对未观测效用的相关性进行建模，从而提升模型拟合度与可解释性。
• 潜在变量方法使我们能够估计续航焦虑对效用的影响，而无需直接测量焦虑水平。
• 使用最大似然法估计模型参数，并采用稳健标准误以应对潜在异方差性。

实验结果

研究问题

• RQ1 感知续航焦虑如何影响插电式电动汽车的采纳决策，特别是在不同交易类型的情境下？
• RQ2 续航焦虑是否对纯电动汽车（BEV）的偏好影响大于对插电式混合动力电动汽车（PHEV）的偏好？
• RQ3 在新增车辆与置换现有车辆之间，续航焦虑对BEV采纳的影响有何差异？
• RQ4 在燃料类型选择层级上，续航焦虑在多大程度上影响了BEV、PHEV、混合动力车与传统燃油车之间的选择？
• RQ5 当车辆作为新增而非置换获得时，续航焦虑对BEV采纳是否存在差异性影响？

主要发现

• 感知续航焦虑显著影响对纯电动汽车（BEV）的偏好，尤其是在新增车辆而非置换车辆时影响更为显著。
• 续航焦虑对BEV采纳的影响在“新增”交易类型中强于“置换”或“出售”类型，表明焦虑在新车购置决策中起更大作用。
• 续航焦虑对插电式混合动力电动汽车（PHEV）采纳决策无显著影响，表明PHEV可能更有效地缓解续航相关担忧。
• 潜在变量模型证实，对行驶续航的心理感知是BEV采纳的关键决定因素，且独立于实际车辆续航里程。
• 两级嵌套Logit模型相比标准离散选择模型具有更好的拟合度，并能提供更细致的洞察，尤其在捕捉分层决策过程方面表现更优。
• 结果表明，旨在降低续航焦虑的政策——如改善充电基础设施或提供更清晰的续航信息——可能比仅关注技术改进的政策更有效地促进BEV采纳。