面对日益严峻的环境问题和能源危机,新能源车辆成为国内外研究的重点。自由活塞直线发电机(FPLG)以其结构相对简单、能量转换效率高、功率密度高、多燃料适应性等特点展现其作为车辆新动力源的独有优势。本文以FPLG串联混合动力汽车为主要研究对象,开展了FPLG串联混合动力汽车驱动系的设计、建模仿真、能量管理与子系统控制等方面的研究。主要的研究内容和成果如下:(1)对FPLG串联混合动力汽车驱动系统进行设计。制定了FPLG串联混合动力驱动系统的结构设计方案和能量流动形式,并给出车辆基本的结构参数和设计性能指标。根据设计目标,通过理论和工程分析,进行了各部件的选型和匹配设计,包括:驱动电机的选型和参数计算;FPLG的结构参数匹配和模块化设计;电池的选型和参数匹配;传动系的设计计算。(2)对FPLG串联混合动力汽车驱动系统进行建模研究。搭建FPLG串联混合动力驱动系统各个子系统的模型,分析了各子系统的运行原理和数学模型,并搭建仿真模型:包括驱动电机模型、FPLG模型、电池模型、传动系模型,并构建各个子系统的电气连接和机械连接。(3)对FPLG串联混合动力汽车的控制方法展开研究。根据能量流动方向、车辆的运行工况和各子系统的高效工作状态,进行能量管理规则的制定,实现多动力源之间功率需求的分配,使能量协调输出,包括:整车运行工况和能量流动模式的制定;基于规则的能量管理策略;驱动电机的转矩和转速控制方案;FPLG整流控制实现、模块化功率调节控制及讨论。(4)对FPLG串联混合动力汽车进行仿真分析。利用软件MATLAB/simulink对整车模型进行了ECE-15、EUDC和百公里加速工况的仿真。一方面验证仿真模型的正确性;另一方面进行多动力源的能量管理和控制方法的实现和验证,并给出了仿真结果曲线。基于仿真结果对FPLG电能输出和母线电压的关系进行了讨论;对电池放电效率以及能量损耗进行了讨论。