面向电动汽车产品的全生命周期MEP评价与多目标优化研究

在资源、能源与环境的多重压力下，汽车产品节能减排要求日趋严格，并由此引发全球电动汽车的研发热潮，我国也将电动汽车列为战略新兴产业。但电动汽车发展将为资源、能源、环境、社会经济带来何种影响？必须通过面向未来的全生命周期动态评价才能科学认知，目前此类评价尚属空白。本项目基于社会整体利益最大化的考虑，构建MEP评价模型，从全生命周期的角度对电动汽车资源、能源、环境综合绩效进行综合评价。首先建立材料、能源、环境之间的映射关系矩阵，研究三者的内在联系，采用系统动力学方法对电动汽车未来发展中自身性能因素与环境因素之间的互动反馈效用进行研究，以动态、直观、全局地掌握电动汽车未来发展趋势，有针对性地对电动汽车未来将要面临的问题进行准确的预测和预警；基于动态模型，探索全生命周期"材料-能源-环境"多目标优化方法，对各项政策与措施的影响进行预测与诊断，为政府制定宏观政策与企业制定技术路线提供理论依据。

在资源、能源与环境的多重压力下，汽车产品节能减排要求日趋严格，并由此引发全球电动汽车的研发热潮，我国也将电动汽车列为战略新兴产业。但电动汽车发展将为资源、能源、环境、社会经济带来何种影响？必须通过面向未来的全生命周期动态评价才能科学认知。本项目基于全生命周期生态效益最优与社会效益最大化的考虑，构建电动汽车生命周期MEP综合评价模型和生态效益评价模型，从全生命周期的角度对包括电动汽车在内的一系列汽车整车与零部件产品的资源、能源、环境综合绩效进行评价。通过研究材料-能源-环境之间的内在关系，课题组首先建立了三者的映射关系矩阵，并在此基础上构建了数理模型；之后，一方面通过与国内外权威机构合作获取了上游能源、材料、排放相关的基础数据，另一方面通过与汽车企业合作获取了生产制造、运行使用与报废回收等方面的实际数据，将两者二次处理并整合后构建了汽车产品生命周期评价数据库；课题组还采用系统动力学方法对电动汽车未来发展中自身性能因素与环境因素之间的互动反馈效用进行了研究，有针对性地对电动汽车发展将要面临的问题进行预测；基于动态模型，探索了全生命周期中综合效益与成本的多目标优化方法，对相关政策与措施的影响进行分析。在我国推进生态文明建设的大背景下，课题组还将MEP评价结果进一步转化为“资源节约”与“环境友好”两大指标，围绕这两条主线对包括电动汽车在内的汽车产品整车及零部件生态效益开展了评价研究。基于上述工作，课题组开发了一款针对包括电动汽车在内的汽车产品全生命周期生态效益评价软件Vehicle-IA，并成功得到了推广应用。