面对石油资源存储量日益减少的问题以及越来越严格的汽车尾气排放标准,相较于传统燃油汽车,纯电动汽车在节能减排方面的优势已越来越凸显。但就当前纯电动汽车市场发展规模来看,其车用电池在功率密度、循环使用寿命和替换成本等方面仍存在很多不足。超级电容器作为一种新型能量存储元件,拥有高比功率、使用寿命长和快速充放电等优点,恰好能与车用电池在性能上形成优势互补。将车用电池与超级电容组合成复合电源系统(HESS),可利用两种能量存储元件的性能优势,弥补了单一电源所存在不足,为当前电动汽车电源储能系统提供了一种新的技术解决方案。设计科学、合理的复合电源系统及其能量管理控制策略,既保证了复合电源具备高效的工作性能,又可以最大限度地降低复合电源总成本。本文对复合电源系统在电动汽车上的应用进行研究,包括复合电源系统构型选择、系统部件特性分析、性能参数匹配设计、能量管理控制策略研究和试验仿真结果分析等,所研究内容有如下:(1)分析了复合电源拓扑结构类型及其组成部件特性,并在此基础上,为复合电源系统组成部件建立等效模型及相应的Simulink模型。依据原型整车设计要求并结合循环行驶工况,首先对车载电源系统性能需求进行了分析,并计算出在典型循环行驶工况下整车对电源系统性能需求统计,然后设计了一种基于典型循环行驶工况的复合电源参数匹配方法,其意义在于使复合电源参数配置能更好地适应车辆循环工况。(2)为合理、有效地控制复合电源的能量分配,首先对复合电源工作模式及其控制目标进行了分析,然后设计了基于模糊控制的复合电源能量管理策略,因模糊控制其在设计过程依赖专家经验,存在主观性强等问题。针对该问题,本文提出了一种基于布谷鸟搜索算法优化复合电源模糊控制的方法,保持控制规则不变,利用布谷鸟搜索算法对其隶属度函数进行优化,来提升模糊控制器性能,以获得全局控制最优。(3)在MATLAB/ADVISOR平台上,首先对单电源电动汽车整车模型进行二次开发应用,创建了复合电源电动汽车整车模型,然后对复合电源参数匹配及其能量管理策略进行仿真试验。试验结果表明,相较于单一电源电动汽车,载有复合电源系统的电动汽车能较好地提升整车动力性能;与传统的模糊控制策略相比,该方法有助于超级电容更好地发挥其工作潜力,有效降低电池输入输出功率,避免了频繁出现大电流对电池造成伤害,并且在整车能耗经济性方面得到了提高。