随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重,新能源汽车的发展逐渐引起了人们的重视。其中氢燃料电池轿车因其无污染、零排放、效率高、续驶里程长等优点,被视为未来汽车最理想的形式,成为各国科研人员研究的热点。而燃料电池轿车的研制重点就在于动力系统的研究与开发,因此开展对燃料电池轿车动力系统的研究具有重要意义。本文围绕燃料电池轿车动力系统的集成设计、部件建模、能量管理控制策略、仿真分析主要开展了以下工作:首先,根据燃料电池轿车动力系统类型及部件选型结果,基于MATLAB/Simulink仿真平台搭建了驾驶员模型、车辆纵向动力学模型及动力系统主要部件模型,如燃料电池、蓄电池、DC/DC变换器、驱动电机及其控制器模型等。而后,在此基础上建立了燃料电池轿车整车模型,并通过相关车型数据验证了仿真模型的可靠性。其次,确定了燃料电池整车参数及主要性能指标,对其中主要部件进行了选型设计和参数计算,包括驱动电机、变速器、差速器、燃料电池、蓄电池等,并对动力系统主要部件在整车中的位置进行了布置。而后通过仿真验证了参数匹配结果符合整车性能指标。再次,结合燃料电池、蓄电池的工作特性及车辆行驶工况确定动力系统控制功能,并对传统能量管理控制策略存在的优缺点进行了分析。而后通过分析动态规划算法的基本原理,结合燃料电池轿车的能源特性,制定了以燃料经济性为优化目标,以蓄电池和燃料电池输出功率范围及功率变化率为约束条件,基于动态规划算法的燃料电池轿车能量管理控制策略,并通过仿真结果验证了整车燃料经济性得到优化。最后,以燃料电池轿车燃料经济性和全生命周期成本为优化目标,以整车动力性指标为约束条件,采用多目标遗传算法对动力系统参数及能量管理控制策略参数进行了优化。最后,对优化前后的燃料电池轿车整车动力性、燃料经济性及部件性能进行了仿真测试,验证了优化结果的有效性。