随着城市的发展与建设,城市区域不断地增加,人们对城市轨道交通的需求也越来越大。由于新能源有轨电车具有载客量大、速度高、节能、环保、经济等优点,因此大力发展新能源有轨电车将会缓解城市交通压力,提高运行效率,实现能量的循环利用。车载储能系统是新能源有轨电车的动力源,对其关键参数优化匹配是实现新能源有轨电车安全运行的重要前提,进一步实现车载储能系统的优化控制,不仅能够提高储能系统运行在合理范围内的寿命,而且能够减少储能系统的损耗,从而提高整车能量转换效率。本文以新能源有轨电车混合储能系统为主要研究对象,首先分析了有轨电车的运行特性,从能量流的角度搭建了系统级的列车动力学模型、电池模型、超级电容模型以及车载DC/DC模型。为后续新能源有轨电车运行仿真软件的研发提供了理论基础。接着本文根据新能源有轨电车动力学模型以及储能系统模型,分析软件的应用需求,完成新能源有轨电车运行仿真软件的总体构架。设计了包括列车牵引计算以及车载储能系统求解在内的算法流程。基于Matlab仿真环境,完成了该软件的研发和上层GUI界面的设计。为后续新能源有轨电车储能系统的优化配置及控制提供了模拟平台。然后本文提出车载混合储能系统参数的优化匹配方法,将高明区线路作为工况条件,并利用运行在该线路上的有轨电车数据作为输入参数,以包括初期投资成本、运营成本、更换成本在内的全寿命周期成本为目标函数,考虑倍率、体积、重量、SOC区间为边界条件,采用粒子群算法进行寻优,获取全寿命周期成本最低的车载混合储能系统关键配置参数以及控制策略参数。最后本文对车载混合储能系统的控制策略做进一步的分析研究,以全工况运行条件下车载混合储能系统的损耗最小为目标,设置相应边界条件,利用动态规划算法寻求全工况最优控制策略,并对仿真结果进行理论分析。