燃料电池混合动力汽车（fuel cell hybrid electric vehicle,FCHEV）以其零排放、无污染、高效率等优点,逐渐成为绿色交通系统的重要组成部分。以燃料电池为单向能量源汽车存在启动时间长、输出特性软以及动态响应慢等缺点,难以实时满足加减速过程中负载需求。配备以锂电池和超级电容组成辅助能量源系统的FCHEV可以充分发挥各能量源优势,其能量管理策略获得了广泛研究。此外,随着智能交通信息的快速发展,网联通信技术也为FCHEV能量管理策略提供新的研究思路。因此,本文以延长能量源使用寿命、降低氢气消耗和提高续航里程为研究目的,设计FCHEV分层能量管理优化策略,以整体改善车辆动力性能,提供经济安全的驾驶环境,实现能量源之间的最优功率分配。主要研究工作包括:首先,设计基于模糊控制的FCHEV分层能量管理策略。为了提高燃料经济性,在上层能量管理中,采用模糊规则的控制策略调节燃料电池的输出功率,从而降低氢气的消耗量;在下层能量管理中,考虑到超级电容比功率高的特性,采用自适应低通滤波器的方法对高频功率进行滤波,缓解功率波动对锂电池使用寿命的影响,实现对锂电池和超级电容需求功率的最优分配。其次,设计基于等效氢耗最小的FCHEV分层能量管理策略。针对燃料电池、锂电池、超级电容同时运行时能量分配的问题,为了使氢气消耗最小、缓解功率波动对锂电池使用寿命的影响,采用等效氢消耗最小控制策略,建立基于锂电池和超级电容SOC值的惩罚函数,实现燃料电池最优输出功率的目的。同时,设计带约束的二次规划算法,利用模型预测控制策略实时求解出每一时刻锂电池的输出功率,实现三能量源最优的功率分配。然后,考虑拥挤路况下的能源消耗问题,设计基于智能交通信息的FCHEV分层能量管理策略。利用网联通信技术获取目标车辆的路况信息,建立交通信号灯正时模型,获取最优目标车速。结合自适应等效消耗最小策略和模型预测控制方法协调三能量源输出,以实现对最优目标车速的跟踪、避免红灯前的频繁停车以及提高续航里程的目的。最后,基于MATLAB/Simulink-Advisor联合仿真环境和实验平台,分别对所设计的能量管理策略进行仿真对比验证。在基于模糊控制的能量管理策略的仿真验证中,城市和高速两种典型驾驶工况下氢气消耗分别降低了13.99%和6.70%。在基于等效氢耗最小的能量管理策略的仿真验证中,有效提高了燃料电池的效率,在减少氢气消耗的同时降低了锂电池SOC波动;在基于智能交通信息的能量管理策略仿真验证中,有效降低了交通信号灯前的启停次数,燃料经济性和续航里程分别提高了9.83%和5.13%,提高了整车动力性和经济性。