基于逆向物流的车用动力锂离子电池闭环供应链网络设计与运作研究

Extensive implementation of electric vehicles can obtain significant energy and environmental benefits, however, many economic and ecological challenges come from Lithium-ion batteries. Motivated by this, in this project, a closed loop supply chain network design and operations management under reverse logistics for Lithium-ion battery remanufacturing considering different quality levels is proposed. Specifically, the definition of reverse logistics of Lithium-ion battery is described, and an optimization model is developed to minimize the cost of the proposed supply chain network. Moreover, this project studies a facility location model for closed-loop supply chain for Lithium-ion battery under uncertain demand. In order to the operating efficiency in the whole supply chain, vehicle scheduling problem is discussed. Finally, the influence of government subsidies on pricing decisions in a closed-loop supply chain can be considered. In all, this project will help to promote effective of remanufacturing, implement economically and environmentally sustainable supply chain management in the electric vehicle battery industry, and support the transportation sector in reducing environmental loads.

新能源汽车的广泛应用获得显著的能源和环境效益，然而，车用动力锂离子电池带来了许多经济和生态的挑战。本项目拟开展逆向物流的车用动力锂离子电池闭环供应链网络设计与运作研究。首先，根据车用动力锂离子电池的质量水平，及其处理方式不同，提出车用动力锂离子电池逆向物流的概念，分析其逆向物流回收模式，构建车用动力锂离子电池闭环供应链结构。其次，对车用动力锂离子电池的需求进行预测，构建第三方回收模式下车用动力锂离子电池闭环供应链网络设施选址模型，探讨闭环供应链的物流规划和车辆调度问题。最后，分别构建购车补贴和电池补贴政策下车用动力锂离子电池闭环供应链定价模型，探讨政府激励机制对电池价格和库存策略的影响。本项目将运作管理、供应链管理、优化理论、神经网络理论和方法相结合，为车用动力锂离子电池回收体系建设提供理论基础，同时研究成果为新能源汽车电池行业的发展与管理提供决策支持。

由于全球气候变暖和化石燃料的快速消耗，新能源汽车成为受欢迎的交通工具之一，新能源汽车的大规模普及带来经济、能源和环境效益，但随着车用动力锂离子电池达到使用寿命周期，为现实生活带来了一些经济和生态问题。本项目在对车用动力锂离子电池闭环供应链实地调研和理论研究的基础上：（1）应用博弈论和优化理论方法，建立车用动力锂离子电池闭环供应链的回收选择模型；（2）利用Robust优化和动态规划，构建车用动力锂离子电池回收利用的两阶段优化决策模型，探究车用动力锂离子电池的调度问题；（3）借助微分博弈和线性规划理论方法，建立基于企业社会责任的车用动力锂离子电池闭环供应链投资决策模型；（4）在政府激励政策下采用微分博弈理论，建立车用动力锂离子电池闭环供应链定价决策模型。. 研究结果表明：无论何种回收主体参与模式下，两阶段的优化决策有利于提高车用动力锂离子电池的回收率；各项指标结果在集中决策时均高于分散决策，并且分散决策时的竞争关系不仅会影响闭环供应链利润水平，也会降低闭环供应链成员投资企业社会责任意愿；政府补贴对回收渠道具有正向激励作用，并且回收渠道激励模式始终优于回收技术激励模式，回收努力水平可以通过对CEA的影响系数，提高回收渠道的利润水平。. 本项目的研究成果不但在车用动力锂离子电池回收和再利用方面丰富闭环供应链管理的理论体系，并对提高我国车用动力锂离子电池回收体系和新能源汽车行业发展具有重要实践意义。. 根据项目计划发表学术论文4篇，其中期刊论文4篇，SCI检索1篇，CSSCI检索1篇，另有EI收录2篇，完成了计划任务书要求提交的成果；结合本项目的研究内容培养了已经毕业的硕士生1名，已经开题的硕士研究生4名；本项目执行期间参加境外国际学术会议3次，境内国际学术会议2次， 国内学术会议8次。