传统燃油汽车的尾气排放是大气主要污染源之一,并且化石燃料日益短缺,因此发展零排放的纯电动汽车是非常有必要的。动力电池是纯电动汽车的主要储能部件,但是受限于当前的技术水平,电动汽车的动力性能不是特别理想。而超级电容具有功率密度高、充放速度快以及循环寿命长等优势,将其与动力电池组并联构成复合电源,可以优势互补解决电动汽车现存的部分问题。在此基础上设计能量管理系统,使复合电源系统既能满足车辆的动力需求,同时能够延长动力电池的循环寿命以减小车辆的使用成本。首先,本文对丰田普锐斯进行纯电动汽车改造,对车辆的电机参数、复合电源参数及拓扑进行了匹配,并在ADVISOR仿真软件中建立了该纯电动汽车的模型。然后设计了逻辑门限的控制方法,对复合电源进行能量管理,通过仿真验证了该方法的可行性,并且与独立电源进行比较发现复合电源确实能够减小动力电池的功率波动。为了进一步优化功率分配,本文采用了动态规划算法,经过推理得出以电池输出电流的平方和作为目标函数。动态规划作为全局优化算法不能实时控制能量管理系统,但可以用来指导设计模糊控制规则,仿真结果表明该方法得到的模糊控制优于逻辑门限控制。本文采用分层设计思想,将能量管理系统分为底层硬件层,中层控制层,上层能量分配层。底层采用双相耦合DC/DC变换器,减少母线电流和电压纹波,增大功率密度;中层采用双相耦合DC/DC变换器的解耦控制与模型预测控制,提高超级电容功率的动态响应速度;上层采用以动态规划算法指导的模糊控制规则,进行能量分配管理。为了验证能量管理系统的可行性,设计了一个额定功率1.5k W的实验平台,实验结果表明复合电源能够有效地减轻动力电池组的输出功率波动,提高电源系统的寿命。