乘员舱和电池热管理对电动汽车来说尤为重要,它们通常通过空调系统实现。相比于夏季,冬季低温工况下,热泵空调系统的能耗对SOC减小、续航里程降低的效果更为显著。因此,如何为热泵空调系统设计一个智能控制策略,在保证乘员舱内环境舒适和电池工作正常的同时尽可能减少系统能耗是一大研究热点。为此,本文针对冬季低温环境下,对基于热泵空调系统的乘员舱和动力电池热管理的控制策略设计展开了研究,主要研究内容及成果如下:首先,利用集总参数法和移动边界法建立了热泵空调系统的动态模型,并利用空调系统各个部件的实验数据进行仿真对比验证,其结果表明所建立的Simulink模型能够有效的模拟实际部件的相关性能表现。利用集总参数法建立了乘员舱热模型,最终将两个模型结合从而建立了面向控制的热泵空调-乘员舱动态热模型,利用实验数据验证了该面向控制的耦合模型的准确性。其次,为热泵空调-乘员舱动态热模型设计了具有节能效果的智能MPC控制策略,其中,乘员舱目标温度是基于PMV计算,以乘员舱内CO2浓度模型作为反馈来控制回风风门。将其与另外设计的PID和On-off控制器进行仿真对比分析。结果表明,本文所提出的MPC控制策略比另外两个对比控制策略在节能和乘员舱温度控制方面均表现良好。为进一步研究乘员舱与电池相结合的整车热管理,将Rint等效电路模型和Bernardi热模型结合从而建立了动力电池热-电耦合模型。利用开路电压和温熵系数实验获得OCV、d U/d T与SOC之间映射的关系,利用HPPC实验获得等效内阻与温度、SOC和放电倍率之间的拟合函数关系。进一步将基于MATLAB/Simulink平台搭建的电池仿真模型与温升实验进行对比验证,结果表明模型能够有效反映电池的真实情况,具有足够的预测准确度。最后,将所建立的热泵空调系统模型、乘员舱动态热模型、电池热-电耦合模型和电池加热回路模型耦合,从而形成了电动汽车乘员舱和电池热管理系统模型。进一步,为减少控制器优化求解复杂度,为其设计了带有DMPC控制器的热管理控制策略,其中DMPC采用非合作博弈方法迭代求解。将控制策略与另外的PID和规则控制器进行仿真对比分析。结果表明,设计的DMPC控制器不但表现出较好的节能效果,还表现出较好的乘员舱温度控制和电池温度控制的稳定性和精确性。