电动汽车凭借着能源清洁与环境友好两方面的天然优势,是当今汽车发展的主要方向之一,但是电动汽车续驶里程短的问题成为了其发展的最大阻碍。为了提高续驶里程,一方面需要发展电池技术,开发能量密度更高的动力电池,另一方面,利用再生制动技术减少电动汽车行驶过程中的能量损耗也是提高汽车续驶里程的重要方法。使用超级电容与锂电池组成的复合电源进行再生制动,利用超级电容的大功率特性,将制动能量回收到超级电容中,避免对锂电池的电流冲击。超级电容储存的能量可以在驱动中释放,提高续驶里程的同时也能改善汽车的驱动动力性能。通过对四种不同连接方式的对比,选择串联复合结构为主要方向进行研究,进一步设计再生制动系统,并对回收电流的控制进行研究。在单电容串联复合电源的基础上,进一步优化系统结构与控制方法,设计出多级串联复合电源系统,提出一种基于能量约束的再生制动电流控制方法,以提高回收效率。在MATLAB/Simulink平台上,根据论文中设计的结构分别搭建纯电池、单电容以及双电容串联的复合电源纯电动汽车能耗模型,输入ECE城市工况车速运行模型,记录循环过程中蓄电池和超级电容电压、驱动及制动电流的变化,计算各个模型下汽车的能耗情况,分析不同结构复合电源系统的回收效率与里程贡献率。以不同的目标制动强度进行制动过程的仿真,分析模型控制整流桥工作状态计算输出的占空比与制动电流变化,验证控制策略可行性。分析再生制动控制系统的需求,设计制动回收硬件控制器,介绍了控制器各个模块的构成、原理以及功能效果。在纯电动实验车上进行再生制动实验,主要以单电容串联系统作为对象进行固定占空比制动实验以及恒流制动实验。实验以32 km/h为制动初速度,超级电容初始电压均设置为1 V,在固定占空比实验中分别输入占空比为50%、70%和100%的制动信号,在恒电流制动实验中,以系统能量约束为基础实时计算输出占空比控制实际制动电流与给定的目标制动电流一致,验证控制方法的可行性。搭建惯性实验台架进行驱动实验,包括驱动动力性能实验以及ECE循环工况实验。动力性实验表明,串联复合电源可以有效提高电动汽车的起步加速度,同时超级电容的加入减少了动力电池的能量消耗,ECE工况下电池每公里输出减少33.5 k J,显著提升电动汽车的续驶里程。