近年来,能量短缺和环境污染问题迫使人们积极开展对新能源汽车的研究,其中针对纯电动汽车的研究尤为突出。为了满足纯电动汽车在续驶里程和动态性能等方面的要求,本文将能量密度高但功率密度低、使用寿命短的蓄电池和功率密度高、大电流充放电速度快但能量密度低的超级电容组成电动汽车用复合能量源,充分发挥两种能量源的特性,实现能量源间的优势互补,从而弥补单一能量源作为汽车动力源的不足。本文主要针对电动汽车用复合能量源系统中双向DC/DC变换器的非线性控制策略和复合能量源的能量管理策略两个方面展开研究。在电动汽车中,直流母线电压的稳定情况直接影响了汽车电机的工作性能,因此,对直流母线电压的控制至关重要。本文以维持直流母线电压的稳定为主要控制目标,构建系统的Brayton-Moser(BM)模型和端口受控哈密顿(Port-Control Hamiltonian,PCH)模型来研究双向DC/DC变换器的非线性控制策略。选取非线性控制中的无源控制作为本文的研究重点,分析了三种无源控制策略:基于功率塑造的无源控制策略(Power Shaping Passivity-Based Control,PS-PBC)、基于滑模控制的无源控制策略(Sliding Mode Control Passivity-Based Control,SMC-PBC)和基于互联与阻尼配置的无源控制策略(Interconnection and Damping Assignment Passivity-Based Control,IDA-PBC)。通过Matlab/Simulink软件进行仿真,验证了无源控制器的有效性,并就直流母线电压的稳定情况比较了三种无源控制器的控制效果。分析了六种典型循环工况下电动汽车的行驶速度和功率需求,确定了以FTP-75工况作为本文研究能量管理策略的基本工况。为了充分发挥两个能量源的特性,采用主、副能量源思想。以蓄电池的额定功率和超级电容的荷电状态作为逻辑门限值,设计了基于规则的能量管理策略。将该能量管理策略和基于互联与阻尼配置的无源控制策略结合,通过Matlab/Simulink仿真验证了两个策略能够实现负载功率在能量源间的合理分配,同时保证了在FTP-75工况下直流母线电压的稳定。搭建了复合能量源系统的实验平台,对本文设计的控制器进行相关实验验证,实验结果与仿真结果一致,证明了基于互联与阻尼配置的无源控制器和基于规则的能量管理策略的有效性。