新能源汽车目前被世界汽车工业视为解决环境和能源问题的有效途径之一。在新能源汽车中,纯电动汽车和燃料电池汽车分别由于续驶里程短和成本高昂等缺点短时间内无法得到广泛应用,混合动力汽车被视为当前汽车工业中改善环境与降低石油资源需求的有效途径。在各类混合动力汽车中,采用行星排式混合动力系统构型的混合动力汽车由于其可通过转速耦合和转矩耦合提高发动机工作效率的特点被各大汽车生产商所青睐,其中代表车型有丰田普锐斯和通用沃蓝达等。然而,行星排式混合动力系统构型中行星排之间连接多样和行星排与动力源连接多样的特点使其构型方案可达成千上万种,数量非常庞大,如何从中选出性能优异的构型是目前构型设计中的一个难题。针对这一难题,本文以行星排式混合动力系统为研究对象,依托于十三五科研项目(子课题:No.2016YFB0101402)“插电/增程式混合动力系统耦合机理与构型优化方法研究”,开展了如下研究:(1)分析了行星齿轮机构转速转矩关系,明确当行星排的转速关系明确时,可根据功率平衡关系确定转矩关系,即可确定行星齿轮机构的动力学关系。针对某一行星排式混合动力系统构型的转速方程推导过程进行分析,揭示了构型中各节点转速关系推导与构型生成之间的内在联系,表明了具备任意数量行星齿轮机构和任意数量动力源的混合动力系统构型的一般生成原理。(2)根据上述行星排式混合动力系统构型的一般生成原理,构型中的连接关系可被拆分为行星排之间的连接关系,行星排与发动机、电机和输出端之间的连接关系以及制动器与行星排之间的连接关系三部分。针对这三部分连接关系,分别利用矩阵进行数学建模,表达各部分之间的连接关系,并实现各部分连接关系自动生成。建立包含构型中三种连接关系的广义矩阵,并通过与各部分连接关系矩阵之间的数学运算,完成构型的自动生成以及构型动力学方程的自动提取,最后得到一种可生成具有N个动力源和N个行星排混合动力系统构型的通用方法。(3)完成整车动力传动系统零部件包括发动机,电机,电池、汽车动力学和整车模型等建模,为后续行星排式混合动力系统构型筛选及性能评价奠定基础。(4)对目前已有的混合动力汽车的能量管理策略完成了分析,并选择了适合本文行星排式混合动力系统构型设计研究的基于动态规划的能量管理策略。以单电机双行星排混合动力系统构型设计为例,采用本文所提出的构型设计方法进行构型自动生成,并从动力性和经济性两个方面分别在城市工况、高速工况和综合工况下完成构型筛选工作,最后分别得到动力性最优的构型,城市工况下经济性能最优的构型,高速工况下经济性能最优的构型以及综合工况下经济性能最优的构型。