随着混合动力汽车(HEV)和纯电动汽车(EV)的研究发展,动力电池的性能逐渐成为决定整车性能的关键因素。现有电池功率密度低,低温性能差,且循环寿命有限,制约了HEV等新能源汽车的深入发展和市场化进程。超级电容器由于其成本偏高和比能量较低等因素不能完全替代原有动力电池。在这样的背景下,复合电源的崭新模式越来越多引起大家的关注。本文结合国家“十一五”“863”课题,在课题组前人的工作基础上,通过国内外参考文献和研究方向的对比研究,对复合电源管理系统进行了更为深入的研究与开发。本文对轿车用复合电源系统进行了参数匹配,制定了嵌入滤波思想和电容电量实时保存思想的逻辑门限值控制策略,同时按照复合电源系统需求进行了管理系统硬件开发和基于嵌入式系统的软件代码编写,最终通过搭建复合电源系统样机进行台架试验验证控制策略的可行性及管理系统的稳定性。论文研究包括以下四方面的内容：1、混合动力轿车储能部件性能需求分析及合理参数匹配计算。按原车配置进行仿真计算,分析得出满足整车经济型和动力性的储能部件能量和功率要求,从而得出储能部件功率能量合理配比(P/E),按此配比及工程化约束条件进行参数匹配,最终通过计算得出了应用于混合动力轿车的电池电容各项参数。通过对重量、体积及成本分析,论证了主动控制式复合电源较直接并联式具有诸多优势。2、复合电源控制策略研究与仿真。基于匹配结果,通过分析现有控制策略,制定了嵌入滤波思想和电容实时电量保持思想的逻辑门限值控制策略。并对ADVISOR进行二次开发,通过NEDC工况仿真分析,在不改变原车加速性能的基础上燃油经济性提高5%,制动能量回收效率提高11%,满足设计需求。3、复合电源管理系统集成设计开发。根据复合系统需求及输入输出信号类别分析,对管理系统硬件进行设计。首先设计各部分电子电路,之后完成PCB绘制及电子元件焊接及硬件调试。软件编写应用了汽车领域使用广泛的OSEK嵌入式系统,通过设置各项中断和任务,将嵌入式系统移植到管理系统CPU-MPC565中。同时在编写软件代码时,考虑代码可执行性和抗干扰设计,最后通过软硬件联合调试完成了管理系统集成设计开发。4、复合电源管理系统实验验证。按照课题要求,完成复合电源系统样机搭建,设计单一电池和复合电源对比实验。先进行单一电池NEDC工况循环实验,采集电池电压电流变化信息；再进行两种不同构型的复合电源NEDC工况循环实验,采集电池电容及负载电压电流变化信息。最终通过对比分析,得出主动控制式复合电源较单一电池及直接并联式复合电源,电池压电流变化范围显著减小,电容“削峰填谷”现象明显。从能量耗散角度进行量化计算,得出主动控制式复合电源能量总耗散比单一电池减小24.6%,且优于直接并联式复合电源,即证明系统效率得到相应提升。