电动汽车因车辆运行阶段摆脱石油依赖且大幅削减温室气体与空气污染物排放,得到了全球的高度关注。但车用材料和燃料上游产生的能耗和排放不容忽视,因而科学准确地评估电动汽车的节能减排及其成本效益需通过生命周期评价实现。本研究基于理论分析、数据调研、实验测试等途径,构建了具有时间特征的中国“车用材料-车用燃料-车辆运行”生命周期评价方法。建立覆盖材料开采、运输、生产,车辆制造、使用和报废的完整材料周期数据库,并实现了与燃料生命周期模型的集成。研究重点优化了包含动力系统选型的电池评价模块和实际道路燃油经济性修正模块。在此基础上,系统评价了轻型车和公交车电动化的生命周期化石能耗和CO₂排放影响;并进一步构建了用户、充电站二元社会系统成本收益模型,进行了快充和换电等情景下的生命周期CO₂排放和成本协同分析。动力电池是影响电动汽车材料周期和生命周期节能减排效益的关键部件。例如,三元锂电池占纯电动汽车材料周期能耗比例高达41-54%,其中电池能量密度、基础加工能耗强度、材料再生率和煤电比例是最重要的影响因素。电动汽车可实现生命周期化石能耗和CO₂排放削减。例如,基准年纯电动轿车相对汽油轿车可分别削减33%和18%。未来电动汽车因电池能耗快速削减可获得更高的节能减排效益,例如2030年纯电动汽车的CO₂排放进一步降至126 g/km,相对ICEV减排扩大至40%。电动汽车生命周期节能减排还需结合地区特征条件进行差异化评价。电动汽车在交通拥堵和高负荷（空调、重载等）条件下可获得更多CO₂减排,例如与平均路况相比,极端拥堵下电动公交相对于柴油车的减排率从3%上升至12%。研究同时建立了电力结构、相对燃油经济性、总活动水平和电池寿命对减排的定量响应机制,并指出电动汽车需进行车、桩、站的系统设计以减少充电损耗。本研究分别进行了早期和成熟期电动汽车社会系统成本收益分析,社会系统则包括电动汽车与充电站。早期快速充电和换电模式下,BEV年均成本是ICEV的1.9和2.6倍,政府补贴削减了其16%的成本。成熟期影响因素“台阶分析”表明,车辆与充电站比例是影响成本最主要因素。快充和换电模式BEV万元成本增量的生命周期CO₂削减量分别为301和13 kg。快速充电这类资源负担轻的模式具备成本收益比较优势,成熟期BEV运营在清洁电力比重高的拥堵城区甚至可获得成本、排放下降的双赢。各地区应依据成本收益评价结果进行差异化的电动汽车推广,政府补贴则应以提升纯电出行率为基本目标。