随着我国新能源汽车销量的增加,动力电池的回收利用问题也逐渐被社会所关注。动力电池中含有一定数量的贵金属以及可能带来环境污染的有害材料,回收处理不当将会造成资源浪费和环境污染。因此,从资源和环境两个角度考虑,对退役动力电池开展回收及再利用已成为当今社会尤为关注的议题。然而,我国动力电池回收行业起步较晚,至今仍处于分散无序的经营状态,导致我国尚未形成规模化的回收网络。同时动力电池的回收市场上存在不同的回收主体及多样化的回收渠道,进而形成了不同的回收模式。不同回收模式的运作流程不尽相同,因此应根据不同的回收模式构建相适应的回收网络。本文借鉴国外成熟的动力电池回收模式,并参照我国对动力电池回收行业的相关规定,提出了适用于不同回收主体的三种模式,分别是生产商回收模式、第三方回收模式及联盟回收模式,系统分析了不同回收模式的运作流程及特点,为后续的网络构建提供理论基础。其次,利用灰色预测理论和市场供给A模型对京津冀地区乘用车类退役动力电池总量进行预测,并基于合作博弈理论验证生产商和第三方企业展开合作的可行性和有效性。最后,针对不同模式的回收流程建立了对应的双层选址-路径模型,采用遗传算法和蚁群算法分别对上下层模型进行求解,并从总成本最优和碳排放量最优两个目标出发,结合大小规模案例对不同回收场景下的成本及碳排放量进行分析。通过对成本及碳排放量分析得出以下结论:1)当以总成本最优为目标构建回收网络时,各回收模式下,政府或市场均可通过调节碳排放价格影响回收网络中的碳排放量,碳排放量随着碳排放价格的增加而减少,运输成本及碳成本随着碳排放价格的提高而增加;2)当以碳排放最优为目标时,各回收模式下,运输成本及碳排放量都不随着网络中运营车辆的变化产生持续的增长或减少,而是存在合理的取值可以使网络中运输成本及碳成本达到最优;3)无论是以总成本最优为目标还是以碳排放量最优为目标,当回收效率较低时,缩短配送周期会提高网络中的运营成本,当回收效率提高至一定程度时,缩短配送周期会降低成本;4)当生产商回收效率较低时,无论是以总成本最优为目标还是以碳排放最优为目标,其产生的单位成本及碳排放量都高于联盟回收模式,因此应选择与第三方回收企业共同构建动力电池回收网络;当生产商回收效率提高至一定程度时,选择独自构建动力电池回收网络能够实现成本及碳排放量的进一步降低。本文对考虑梯次利用场景下的动力电池回收网络构建进行研究,一方面,根据我国对动力电池回收行业发展概况,结合相关政策,从回收主体和回收渠道方面提出了不同的回收模式,丰富了动力电池回收模式的研究成果;另一方面,从成本及碳排量的角度出发,以京津冀实际案例为背景,研究不同回收模式下回收网络的设施选址及路径分配,并从生产商的视角考虑,分析了其在不同决策目标、不同回收效率及不同配送周期的最优决策,为在京津冀地区具有动力电池回收业务的生产商提供了一定的参考价值。本文包含图41幅,表24个,参考文献95篇。