纯电动公交车的投入和使用不但有利于缓解环境污染、能源短缺等问题,而且对实现公共交通绿色化和可持续发展具有十分重要的现实意义。当前,我国大部分城市已制定了相应的公交电动化率目标,即制定了规划期内纯电动公交车辆更换数量占公交总运营车辆数量的比率。与燃油公交车辆相比较,纯电动公交车辆在实际运营中续航里程较短,这使得其与燃油公交车辆在更换中难以实现1:1替换。此外,不同大小车型的纯电动公交车辆在更换过程中,呈现明显的更换成本特性差异,例如,与大型纯电动公交车辆更换相比较,小型纯电动公交车辆的购置运维成本较低,但续航里程更短且载客量较小,这可能导致车队规模增加。因此,为高效经济地实现城市公交电动化率目标,本文首先从车辆使用全生命周期角度剖析多车型纯电动公交车辆投入与使用对环境、乘客及企业三方成本带来影响,进而考虑不同能源车辆间的替换率及电动化率目标,以新车购置运维成本、旧车残值成本、充电设备购置运维成本、碳排放成本及乘客车内拥挤成本之和最小为目标,构建大型燃油公交车、大型混合动力公交车、快充小型纯电动公交车、快充和慢充大型纯电动公交车可供选择使用下的多车型纯电动公交车队更换管理决策优化模型,以确定最佳车队更换管理计划,即何时以何种大小、数量的纯电动公交车、燃油车、混合动力车更换老旧公交车。本文针对青岛公交系统对其规划期10年的多车型纯电动公交车队更换管理决策进行实证研究。结果表明,在规划期前几年将优先购买价格较高的大型公交车辆,后几年则选择价格较低的小型公交车辆。燃油公交车和纯电动公交车组成的混合车队,比燃油和电能混合驱动的公交车,在运营管理中更具经济性。车型选择对车队更换计划及总运营成本有显著影响,与单一纯电动公交车型比较,多车型的使用能够极大地降低总成本。随着乘客需求的增加,大型快充纯电动公交车购置使用数量增加。反之,小型纯电动公交车优势更明显。政府补贴的减少将导致车辆平均退休车龄的增加。纯电动与燃油车辆间替换率的增加能够有效降低公交车队总成本并减少车队规模。此外在任何公交电动化率目标下,小型纯电动公交车投入量均明显高于大型纯电动公交车,而当公交电动化率少于一定阈值时,大型纯电动公交车不被推荐使用。本论文的研究成果将为城市纯电动公交车队更换管理决策提供重要的理论依据。