受锂电池功率密度较低、充放电能力不强及高温下易老化等因素的影响,采用锂电池电源系统的电动汽车性能难以满足需求。将功率密度高和充放电能力强的超级电容与能量密度高的锂电池结合构成复合电源系统,是提高电动汽车性能的有效途径。论文针对锂电池与超级电容复合电源系统的建模、能量控制策略、性能及优化开展研究,主要研究内容及结论如下:针对目前ADVISOR软件中不具备锂电池与超级电容复合电源系统电动汽车仿真的功能,构建了基于ADVISOR软件二次开发的复合电源系统电动汽车仿真模型。基于测试数据分别建立了锂电池模型、超级电容模型、电机模型,DC/DC变换器模型等模型,具有较好的工程应用价值。针对电动汽车功率峰均比高的特点,提出了复合电源系统功率跟随式能量控制策略。该策略的基本特点为,锂电池组提供基本功率及为超级电容组充电,超级电容组在电动汽车加速时提供大功率辅助,在电动汽车制动时回收制动能量。在五种典型工况下仿真,表明其适用于锂电池半主动结构的复合电源系统。与模糊控制能量管理策略相比,电动汽车性能略有提升。针对直接比较方法不能反映复合电源系统的配置参数及能量控制策略参数与电动汽车性能的关系的问题,提出了基于敏感度分析的电动汽车性能研究方法。采用单因素变化法研究了锂电池串联数量,超级电容串联、并联数量,锂电池容量系数,超级电容容量系数及超级电容充电功率对电动汽车最高车速、百公里加速时间和百公里能耗之间的关系,研究结论为复合电源系统电动汽车的性能优化设计提供了一定依据。针对优化目标中较少考虑复合电源系统电动汽车性能的问题,提出了基于多目标函数的遗传算法与ADVISOR软件联合仿真优化的方法。构建了包括电动汽车最高车速、百公里加速时间、百公里能耗、续驶里程及复合电源系统全寿命周期成本的电动汽车综合性能函数,比较了锂电池电源系统电动汽车和复合电源系统电动汽车的单项性能和综合性能。在两组权重系数下,对锂电池容量系数、锂电池串联数量、超级电容串联数量、超级电容并联数量及超级电容充电功率五个参数进行优化,提高了电动汽车综合性能。构建了一个基于锂电池半主动结构的复合电源系统实验台架,验证了复合电源系统电动汽车仿真模型、功率跟随式能量控制策略及基于敏感度分析的电动汽车性能的有效性。综上所述,本文针对电动汽车用复合电源系统的建模、功率跟随式能量控制策略、性能和优化开展研究,并与锂电池系统电动汽车性能进行比较,研究结论对开展电动汽车电源系统设计具有一定意义。