车载发电系统是新能源汽车特别是混合动力汽车相比于传统内燃机汽车的一个重要技术特征。结构简单可靠、控制灵活、功率密度高、效率高和低成本是新能源汽车车载发电系统的基本要求。本文探索研究双凸极无刷直流发电机系统在微型混合动力汽车和增程式电动客车车载发电系统中应用的关键技术问题。本文系统总结了应用于传统内燃机汽车、新能源汽车包括混合动力汽车及增程式电动车中的车载发电机及其发电系统，以及新型磁阻电机发展与研究现状，表明双凸极无刷直流发电机在新能源汽车车载发电系统中有良好的应用前景和技术优势。研究了应用于微型混合动力汽车车载发电系统的电励磁双凸极直流发电机的定转子极优化设计方法，分析了不同整流拓扑下转子极加宽对发电机输出特性的影响。由于车载直流发电系统对于发电机相数没有限制，对比分析了优化后的12/8极与16/12极双凸极无刷直流发电机输出特性。分析了电励磁双凸极电机相电势固有的不对称问题产生的机理和原因。阐述了增程式电动客车动力系统运行模式，提出了车载发电系统恒功率/恒流输出以及发动机最佳运行区间/最佳运行曲线的控制策略，给出了增程式电动客车动力需求与发电系统功率匹配原则。分析了应用于增程式电动客车车载发电系统的复励双凸极无刷直流发电机串励绕组对输出电压波形以及恒压/恒流调节特性的影响。给出了基于复励双凸极无刷直流发电机的新型车载发电系统结构方案，完成了发电系统控制器软硬件设计。研制了应用于微型混合动力汽车车载发电系统的3kW12/8极电励磁双凸极直流发电机，以及应用于增程式电动客车的45kW24/16极双励磁绕组复励双凸极直流发电机及其控制器，构建实验平台进行了实验验证。实验与仿真结果吻合较好，12/8极双凸极直流发电机最大功率达到3.2kW，24/16极复励双凸极直流发电系统实现了恒流/恒功率控制策略。车载双凸极直流发电系统结构简单可靠，控制灵活，能够较好的适应车载发电系统的要求。