为了应对全球暖化、石油能源日益短缺和生活环境日渐污染等问题，发展混合动力汽车成为当今的热点和最具前途的方向。传动系统是决定混合动力汽车性能的基础和关键部分，不同的传动方案决定了混合动力车辆的工作模式、行驶性能和燃油消耗的差异。行星耦合机构是混合动力传动系统中应用最广泛的动力分配机构，不同的传动方案除了具有不同的动力源、制动离合构件还包括了复杂多变的行星耦合机构，通过它们之间的不同的连接关系构成的各式各样的混合动力传动系统自然也对整车性能有着多方面的影响。本文以ISG速度耦合混合动力系统为研究对象，开展了以下几个方面的研究：①运用图论理论开展了混合动力汽车传动系统的图论建模，建立了行星耦合机构邻接矩阵和构件邻接矩阵，通过邻接矩阵输出邻接码来判断系统的同构方案的方法，以各公司和研究机构研发的现有产业化混合动力汽车为例，建立描述其传动系统的图论模型。②明确ISG速度耦合混合动力系统的设计目标和思路，研究可能存在的所有构型，开展基于图论模型和图论理论的构型筛选，并运用杠杆模拟法对筛选后的少数几种构型进行整车性能的分析和研究并完成进一步筛选。③开展基于图论理论的基本回路法描述行星耦合机构的运动学分析，分别以Prius-THS和GM-AHS混合动力系统为例，根据图论模型和动力学模型，建立混合动力系统的运动学和动力学矩阵。基于动力学分析理论对ISG混合动力系统的不同构型建模，运用基于动态规划的全局最优控制策略进行仿真运算，根据燃油经济性最佳优选出最佳构型。④基于已选定的构型深入研究ISG混合动力系统性能，分别建立各关键部件的数值模型，根据构建的ISG混合动力系统的动态规划方程进行全局最优搜索运算，分析得到的仿真优化结果。最后分析行星耦合机构的特征参数和主减速器速比对整车性能的影响。