如今,城市交通由于其污染、噪音和健康等特点已经引起了越来越多的关注,燃料电池混合动力车辆由于高效、环保、节能、运量大、速度快、安全等优点,在未来具有良好的发展前景,是未来轨道交通车辆发展的一种趋势,本文主要针对氢燃料电池混合动力有轨电车动力源的出力分配与车辆运行状态进行优化研究,合理配置车辆动力源系统,研究并制定车辆运行过程混合动力系统的能量管理策略,优化车辆运行速度曲线与制动过程中机械制动力与电制动力的分配,其目的在于降低车辆运行过程中的能量损耗,减少氢气消耗,增加车辆运行里程。基于以上研究要求,本论文主要工作如下:建立车辆动力学模型以及研究车辆动力系统(燃料电池、动力电池、超级电容、DC/DC、DC/AC、牵引电机系统、辅机系统)损耗模型,基于有轨电车运行工况、车辆运行基本阻力、辅机功耗、车辆质量以及牵引动力系统效率等参数对车辆牵引动力系统进行能耗分析,根据车辆运行能耗与功率需求对混合动力系统动力源进行参数匹配,配置满足车辆运行需求的燃料电池、动力电池以及超级电容参数,基于配置所得的动力源参数搭建车辆动力系统Simulink混合动力仿真模型。为了降低车辆运行中牵引动力系统能耗同时有效调节储能系统的电荷状态(state of charge,SoC),本文基于所搭建的Simulink混合动力仿真模型提出基于效率优化与SoC管理的混合动力系统能量管理方法,该方法中建立了考虑储能系统SoC管理的等效氢耗目标函数,其中储能系统SoC管理包含储能系统自身状态的管理与同类型储能间SoC一致性管理,同时分别采用交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)与粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)两种优化算法求解三种动力源的出力;为了确保车辆动力系统母线电压的稳定,本文提出基于下垂的母线电压控制策略,该策略在前面优化所得的动力源出力的基础上增加母线电压偏差调节量,得到的最终结果为车辆动力调节系统实际控制量;为了验证能量管理方法的实时性与正确性,本论文中搭建RT-LAB半实物实时仿真平台,根据仿真结果可得,该能量管理方法能够有效的分配动力源出力且能较好的调节储能系统SoC;同时基于下垂的母线电压控制策略能有效的管理车辆动力系统的母线电压。为了降低车辆基本运行阻力产生的能耗,本文提出基于车辆运行速度实时调节的速度优化方法,该方法包含车辆区间速度优化策略和速度实时调节策略,其中车辆区间速度优化策略根据车辆站点站间距、运行时间、最高运行速度以及基本运运行阻力等参数优化车辆运行速度,车辆按该速度行驶时基本运行阻力能耗最小,速度实时调节策略在车辆实际运行速度偏离最优参考速度是调节车辆速度,实现车辆的准点到达。为了提高制动能量的回收率,提出电制动机械制动力最优分配策略,实现在制动距离达到要求的前提下回收更多的制动能量。为了延长制动电阻系统使用寿命,出制动电阻负荷分配策略,实现每套制动电阻负荷消耗一致,达到每套制动电阻使用寿命一致的目的,从而延长整体使用寿命。