城市交通系统的二氧化碳排放量已占全球排放总量的四分之一。低碳化、节能减排出行已成为我国在交通领域主要提倡的出行方式,而且随着国民环保意识的不断提高,使用清洁、节能、绿色的交通工具也已经成为大家的首要选择。近年来,在交通领域,有轨电车由于其载客量大、速度快、效率高,且使用电能、环保、无污染,所以得到了很快的发展。由于现代都市圈对城市景观规划要求逐步提高,现代城市有轨电车的发展转向无接触网的新型供电方式,燃料电池以其效率高且不污染环境等特点更是符合国家对绿色环保的要求。本文以燃料电池混合动力有轨电车为研究对象,通过分析车辆的系统特性,对车辆的运行速度曲线进行优化,并结合等效氢耗理论对有轨电车的优化控制方法进行研究,本文的主要工作如下:针对研究的有轨电车燃料电池混合动力系统,对动力系统关键部件进行了相应的选型和拓扑结构分析。依据国内储能式混合动力有轨电车车辆设计参数与设计要求,进行牵引计算,对动力系统进行参数匹配。在Simulink仿真平台下,搭建了有轨电车混合动力系统模型,并依靠RT-LAB实时仿真系统,设计机车优化控制器与RT-LAB目标机连接,搭建半实物测试系统,实现有轨电车动力系统的硬件在环测试。依据车载燃料电池系统和超级电容系统在实际运行条件下的输出特性,结合等效氢耗理论,建立系统等效总氢耗模型,并结合实际数据验证所模型的有效性。基于建立的有轨电车动力系统模型和系统氢耗模型,针对目前燃料电池有轨电车大量的制动回收能量对储能系统稳定性的影响和燃料电池波动问题,引入燃料电池分层运行操作的方法,结合等效氢耗原理,提出一种计及燃料电池效率区间的最小等效氢耗的优化控制方法。实现系统运行效率,总氢气消耗和燃料电池运行压力等指标的提升,增强燃料电池混合动力系统的可靠性。建立有轨电车动力学模型,根据已有的有轨电车系统参数和运行线路数据分析有轨电车的运行特征,建立列车运行的多目标数学模型。为降低燃料电池混合动力有轨电车运行过程中的能耗,结合有轨电车动力学模型和运动方程构建有轨电车运动多目标优化的数学模型,利用智能优化算法进行寻优计算,寻找最优的列车运行速度曲线,从而实现有轨电车的节能运行。得到的最优运行速度曲线可为后期燃料电池有轨电车的运营提供指导与参考,在全局的角度下进一步利用有轨电车多能量源特性优化系统能耗。