随着能源短缺和环境污染等问题日益突出,电动汽车凭借其高效、零排放等优势受到了各国的广泛关注,成为了新能源汽车未来的发展方向之一。然而,行驶里程和充电时长等限制容易造成消费者的心理焦虑,导致私人购买电动汽车的发展速度缓慢。租赁模式不仅可以消除部分消费者的焦虑心理,而且能让更多的用户体验电动汽车,因此,成为了一种新的推广电动汽车的商业模式。随着城市交通拥堵日益严重,拼车逐渐成为人们接受并采用的一种出行模式。电动汽车租赁中加入拼车模式,可以满足用户的租赁需求,丰富用户的出行方式,提高租赁系统的运营效率。此外,电动汽车租赁系统的设计与运营效果存在很强的联系,合理的租赁系统设计能够让电动汽车租赁模式发挥真正的优势,推动国内电动汽车行业的发展。本文结合电动汽车的行驶里程限制和充电需求的特点,研究了电动汽车租赁系统的设计问题,主要工作包括以下几个部分:第一部分,首先介绍了电动汽车租赁系统的发展现状、研究背景和意义,对汽车租赁系统设计问题和拼车问题的研究现状进行了总结,结合现有的研究成果和存在的不足提出了本文的研究内容和研究目的。第二部分,建立了电动汽车租赁系统模型。综合考虑出行者和决策者双方的利益,根据系统最优原则,以系统成本和用户成本之和最小为目标,以系统服务效率和服务水平为约束,建立了电动汽车租赁系统模型。使用模拟退火算法求解该模型,并通过数值算例验证了模型和算法的有效性。结果表明:该模型能够确定最优的电动汽车租赁系统设计方案,并有效地刻画电动汽车租赁系统一天的运营过程,包括每一位用户和每一辆电动汽车的活动。第三部分,建立了考虑拼车的电动汽车租赁系统模型。在电动汽车租赁中加入拼车模式,用户可以选择单独出行或拼车出行。拼车匹配以总节省时间最多为目标,同时满足车辆数量和等待时间的约束,根据系统最优原则,建立了考虑拼车的电动汽车租赁系统模型。给出了求解算法,并通过数值算例进行了验证。结果表明:考虑拼车的电动汽车租赁系统有效地降低了用户等待租赁服务的时间,提高了电动汽车的总体利用率。