增程式电动汽车因携带増程器能够有效克服目前纯电动汽车在出行过程中的里程焦虑问题;与此同时,复杂多变的城市公交客车运转工况,为发挥增程式电动客车的优势并提升整车经济性提供了可能。本文针对一款增程式电动城市公交客车,围绕其动力系统匹配、复合储能装置匹配与控制、増程器能量转换效率提升以及整车能效提升方案展开研究:分析增程式结构的特点,建立了增程式电动客车动力系统的数学模型,对车辆整车动力学、驱动电机、储能装置、増程器分别进行了理论分析,从而为动力系统的匹配奠定基础。同时对目前效率较高的永磁同步电机中矩形波永磁同步电机、正弦波永磁同步电机和永磁磁阻电机的特点进行了讨论,根据驱动电机与増程器用发电机不同的工作特性确定了其电机类型。分别依据交通运输部关于城市公交客车以及混合动力客车的技术条件要求中提出的动力性、经济性和纯电动续驶里程指标,以及车辆以中国典型城市公交循环车速行驶所需的动力性要求,进行了增程式电动客车动力系统结构及子系统参数的匹配。根据城市公交客车的运行特点,提出了以实际公交线路循环距离为依据的纯电动续驶里程指标。对增程式电动客车储能装置参数匹配中“功率能量比”进行分析,指出该车型使用复合储能的必要性和合理性。分析了部分参数变动对整车动力性和经济性的影响,通过线性加权和的优化方法以经济性为目标对参数进行了优化。城市工况下车辆需求功率波动频繁,而增程式电动客车所携带储能装置容量较小,导致其功率无法满足车辆加速以及制动能量回收的要求。为解决这一问题,本文选择双电层超级电容器与镍钴锰酸锂蓄电池组成的复合储能装置作为增程式电动客车的储能元件。提出了一种复合储能装置参数匹配的方法,并分别采用约束条件法、线性加权和法以及遗传算法对匹配进行了优化。在复合储能装置的能量管理方面采用基于规则、模糊控制和遗传算法优化的模糊控制策略进行了对比分析,进行储能装置控制策略的研究。分析了增程式电动客车増程器的控制策略,搭建了MATLAB/Simulink仿真模型并在中国典型城市公交循环工况下比较分析了増程器定点发电、沿最高效率曲线功率跟随以及恒转速功率跟随三种控制策略的效果,其中定点发电控制策略下车辆的等效燃油消耗量最小。为了提升増程器用发动机的能量转换效率,对比分析多种类型发动机的特性,利用米勒循环发动机和均质充量压缩燃烧(Homogeneous Charge Compression Ignition,HCCI)效率高的优点,并对HCCI的燃烧机理进行了探究,融合出米勒循环HCCI发动机作为増程器用发动机。通过GT-power仿真软件分析该发动机的可行性,并进行了多种类型发动机的对比仿真,证明米勒循环HCCI发动机相比其他类型的发动机最高效率有所提升,可有效提升増程器的能量转换效率。通过整车控制策略和动力系统结构的优化,提出了并联式双増程器的动力结构布局方案,该方案可实现单一増程器工作和双増程器同时工作的两种增程模式。同时在传统増程器控制策略的基础上提出了耗尽—混合—维持三段式(CD-Blended-CS)控制策略,该策略与双増程器结构相匹配能够进一步提升整车能效。通过AVL_CRUISE与MATLAB/Simulink联合搭建增程式电动客车动力系统仿真模型,对设计的动力系统进行动力性、经济性和纯电动续驶里程的仿真验证。