燃料电池混合动力车辆,凭借着绿色无污染的环保特性、国家政策支持以及广阔的市场前景等优势被国内外学者广泛关注。目前,公交车作为燃料电池混合动力车辆的重大分支,因为其有固定的行驶路线,较大程度上降低了加氢站高昂的建设成本,为氢动力公交车的普及创造了有利条件。然而,严寒地区的低温工况一直是燃料电池混合动力车辆不可避免的一个难题。由于燃料电池输出特性偏软、无法能量回收等弊端使其不得不配备蓄电池等储电能源组成燃料电池混合动力系统。而储电设备易受低温影响,进而严重影响车辆的续航和动力性表现。目前,燃料电池混合动力公交车在严寒环境工况下的续航以及动力性能的提升是亟待解决的问题,而制定一套适用于低温环境的动力系统构型以及能量管理控制策略是日后提升整车动力性和经济性表现的关键所在。基于上述分析,本文将以某款12m燃料电池公交车为研究目标,基于严寒工况通过对其动力构型与能源管理控制的研究,为整车动力性和经济性的改善提供理论依据。首先,针对配备蓄电池的燃料电池混合动力车辆在低温环境下痛点,经综合分析,采用超级电容器提升纯燃料电池汽车的动力性能、并通过再生制动提高混合动力车辆的续航。进一步的,本文在混合动力车辆增加了太阳能光伏发电系统以保障车辆冷启动的正常运行。最终采用燃料电池加超级电容器加光伏发电系统的动力系统构型。其次,在现有动力构型基础上,根据公交车行驶工况需求,遵循整车的动力性要求,分别对驱动电机、燃料电池、超级电容器和光伏发电系统等主要动力部件的具体参数进行匹配。而后,根据严寒地区的温度和行驶工况制定能量管理原则,对比能量管理控制策略的优劣性,基于现有控制理论知识和动力构型,提出改进功率跟随控制策略的修正方法,探究适用于严寒地区燃料电池混合动力公交车能量管理控制策略的本质。最后,结合修正后的功率跟随能量管理控制策略,运用AVL-Cruise软件搭建了燃料电池混合动力公交车的整车模型。基于光伏发电以及太阳能电池理论,采用MATLAB/Simulink软件对太阳能光伏发电系统进行建模。此外,在设置行驶工况和路谱后,对整车计算任务进行动力性和经济性仿真分析。仿真结果表明,燃料电池混合动力公交车所匹配的动力参数可以满足动力性需求。在经济性方面,当温度处于在零下20℃以下时,燃料电池加超级电容器加光伏发电系统的动力系统构型公交车的经济性要明显优于传统构型的燃料电池混合动力公交车,续航里程仍能超过500km。同时,本文提出修正后的功率跟随能量管理控制策略提高了严寒地区车辆运行的动力性和经济性。