随着社会经济的迅速发展,能源危机和环境污染问题日益突出,而与之息息相关的新能源汽车已成为各国争相研发的焦点。在城市道路运行工况下,汽车在制动过程中损失的能量可占到驱动车辆行驶所需的能量的一半左右。制动能量回馈技术作为电动汽车的一项关键技术,能够通过电机将部分动能转化为电能储存到电池中,有效减少了能量损失,进而提高了汽车经济性。提升制动能量回馈率是制动能量回馈系统的一个重要的设计目标,而储能系统、功率变换系统、电机以及控制方法等多种因素影响着制动能量回馈系统工作的效率。本文以电动汽车为研究对象,系统分析了制动能量回馈系统的组成结构和相关理论,主要研究内容包含以下几个部分:(1)提出了一种新型制动能量回馈系统结构,利用超级电容器可以大电流充、放电的特性,把超级电容器串并联切换技术与优化的功率变换器结合应用,实现了在更大的速度范围内实现能量回馈,提高了能量回馈效率;(2)在分析了制动能量回馈系统结构和工作原理的基础上,建立了回馈制动状态下的电动汽车行驶动力学方程,并提出了在不同制动强度和制动初速度的条件下,通过独立控制电制动力和机械制动力的大小,实施不同的制动力分配控制策略;(3)基于本文提出的新型制动能量回馈系统和制动力分配控制策略,在Matlab/Simulink中建立了电源模型、功率变换器模型、H桥逆变器和电机模型,仿真结果验证了新型制动能量回馈系统结构和制动力分配控制策略设计的可行性;(4)通过搭建制动能量回馈系统小型实验台,进一步验证了本文提出的新型制动能量回馈系统及其控制策略的正确性和有效性。