基于演化博弈的动力电池逆向供应链技术创新研究

      新能源汽车正加速驶入普通人的生活，成为一种新时尚。国家对新能源汽车产业的大力扶持也带动了动力电池产业的高速发展，到2025年新能源汽车新车销售量将达汽车新车销售总量的20%。截至2017年底已累计推广新能源汽车180多万辆，装配动力蓄电池约86.9GWh。从企业质保期限、电池循环寿命、车辆使用工况等方面综合测算，2018年后新能源汽车动力蓄电池进入规模化退役，动力电池回收利用市场规模将逐年扩大，由此带来的电池回收利用市场规模在2020年累计达到76亿元左右（如图1所示）。

      

      借助政策扶持，新能源汽车产业发展已取得显著成效，但能否获得更多消费者青睐，依然有赖于产品自身的技术“含金量”。新能源汽车现处于发展阶段，在续航方面不如燃油车令人满意。一方面，加油站的普及程度目前依然远比充电桩高，而且加油速度要高于充电桩，相对而言更加快捷便利；另一方面，北方冬天寒冷，车外气温低，车内又要开暖风，新能源汽车的电池状态容易受影响。2021年是“十四五”规划的开局之年，也是《规划》启动之年，工信部已明确，在新能源汽车领域要统筹推进补短板和锻长板，增强产业链韧性和竞争力，同时强化质量安全监管，切实提升新能源汽车安全水平。由此可见，目前急需推进动力电池生产及回收的技术创新，以改善在使用中存在的短板，这样才能够更好发挥新能源汽车节能、环保、智能化水平高等优势，更好地为人们的生活服务。

      一、文献综述

      （一）动力电池回收与闭环供应链

      新能源汽车动力电池达到使用寿命后回收与再利用，能够在为企业创造价值的同时减轻环境污染。动力电池闭环供应链包括动力电池生产、销售、回收以及再生产过程，而动力电池逆向供应链侧重于后两个环节。目前关于动力电池闭环供应链方面已经有一定的研究，如钟雪虎等（2021）[1]对废旧锂电池无害化处理、回收利用现状进行介绍，并对比分析了不同工艺路线的优缺点，最终认为废旧电池无害化处理和再利用最理想方法是“化学—物理联合”。Jiao N（2016）[2]等提出了促进电池再次使用的不同电动汽车利益相关者的商业模型，强调了电池所有权、行业间伙伴关系和政策支持对电池二次使用的重要性，此外，还说明了电池再利用有可能成为运输和能源部门之间的纽带，并成为电动汽车商业模式重组的催化剂。王慧敏等（2020）[3]研究了不同回收投资模式下引入投资金额和再生利用率对回收商回收处理废旧动力电池的影响和长期演化趋势，回收商投资模式的选择不仅与投资金额有关，还受回收竞争程度以及消费者环保意识等参数的影响。

      谢隽阳等（2022）[4]构建整车企业、动力电池生产企业和第三方回收拆解企业的三方博弈模型，证实不同市场环境因素、不同程度影响着各企业策略的选择，整车企业作为回收责任的源头主体，它的策略选择极大程度上决定了电池生产企业承担延伸责任的积极性，对构建良性回收网络有关键性影响，同时不同主体间的研发补贴作用有所不同，持续增加补贴会起到一定的反作用。种大双等（2020）[5]构建回收资金和拆解补贴政策，在逆向供应链中促进了废旧品的回收再制造，向供应链中促进再造品的销售和推广，拆解资质使新能源汽车动力电池CLSC的权力结构发生重组，分析不同主导模式下的最优定价和最优收益。张子健等（2020）[6]在生产者责任延伸（EPR）制度下，研究动力电池的梯度利用在供应链集中式决策与分散式决策条件下的最优决策组合。黄铭煌等（2021）[7]研究在EPR约束以及企业社会责任（CSR）行为共同约束下，各决策者之间的相互影响，以及不同CSR投入下动力电池供应链梯度利用回收的均衡策略。李欣等（2018）[8]和穆东等（2021）[9]构建动力电池三级闭环供应链，建立回收联盟，刺激消费者返还意愿，并引入批发价格契约，实现环境和经济效益的共赢。Gu等（2021）[10]研究政府对次级用户提供补贴进行激励电动汽车电池二次使用时，发现只有回收电池的剩余电量较高或再制造率较低时，政府才会考虑补贴。刘娟娟等（2021）[11]在不同补贴模式下包括无补贴、补贴回收商、补贴梯次利用商和补贴制造商四种模式，建立了考虑梯次利用市场的动力电池闭环供应链模型，研究补贴对象、补贴金额和回收商的规模效应对供应链各节点变量和利润分配的影响。卢超等（2020）[12]同时考虑了动力电池回收利用中来自市场的需求风险和来自回收渠道的质量风险，构建了两阶段逆向供应链分散式和集中式定价模型，发现逆向供应链存在双重边际化现象，并提出完全补偿契约来协调供应链，从而使供应链成员实现帕累托改进。邱泽国等（2020）[13]发现双方补贴后的收益增加率对于闭环供应链中整车厂和4S店回收补贴策略影响很大，政府可以通过减税等方式补贴激励企业参与动力电池回收。

      在闭环供应链方面有部分学者针对零售商主导的闭环供应链中零售商风险规避态度以及价格竞争强度大小对回收率的影响进行研究[14-15]。Hongfang Song等（2019）[16]提出两种不同渠道下的激励（奖励）策略模型：制造商的奖励策略、制造商的奖励和零售商同时奖励策略，并说明了总利润随着报酬强度的增加而增加，不同渠道的回收率越高，回报强度越高，两种渠道的最优零售价格均随报酬的增加而增加。许利民等（2020）[17]考虑了消费者在闭环供应链回收过程中价值共创作用，同时针对不同权利结构下决策状态和价值进行对比分析，认为制造商和供应商合作更有利于社会效益产生。田立平等（2020）[18]对比了四种决策模型下第三方回收企业回收量对废旧汽车回收闭环供应链中供应商和制造商利润的影响，结果表明二者利润与回收量呈正相关。谢家平等（2020）[19]设计了“单一”和“联合”共享契约，并给出供应链实现协调时的充要条件。在闭环供应链创新投入的研究中，王玉燕等（2021）[20]发现随着创新成本增加售价反而会降低，因此可以通过“收益共享—成本共担”机制降低创新投入的风险。