作为新能源汽车的一个重要发展方向,混合动力汽车具有突出的能量节省潜力和强大的运行控制能力,是一种有效应对能源紧缺和环境污染的方案。其节能减排潜力主要取决于各部件的机械连接方式,部件参数和各动力源之间的功率瞬时分配策略,即依赖于构型和能量管理。混合动力系统的构型是能量管理的基础,它决定了能量管理和优化潜力的算法选择及其工作模式与功率分配策略,直接影响汽车动力性和经济性。因此,构型的创新设计和优化是有效提高混合动力汽车综合性能的关键。在众多混合动力汽车中,采用行星齿轮机构的混合动力系统由于其结构紧凑、传递效率高而得到了广泛研究和应用。然而,随着其运行模式的增多,所需动力源、离合器、制动器与行星排等数量不断增加,且由于各部件之间的连接形式随机多样,使其分析、设计、筛选十分困难。本文以行星排式多模混合动力系统为研究对象,依托于重庆市高校优秀人才支持计划项目“插电式混合动力汽车离散化自适应能量管理实时控制机理研究”,进行了以下研究:（1）基于自然界中树结构清晰,层次分明的特点,提出一种等效树图法用以描述行星排式多模混合动力系统。根据现有的单行星排、双行星排和多行星排单模或多模混合动力系统构型,提取了它们的等效树图模型。通过分析上述树图模型特征,对其进行逆向拆分,并将拆分得到的主要树干和树枝片段进行分类并保存到相应树干-树枝库中,便于后续选取。（2）分析等效树图中的树干、树枝、树叶的层次关系,对各主要部件进行编码,进一步将树图转化为数学矩阵。基于等效树图片段库,完成行星排式混合动力系统的自动生成,在特定约束条件下,最终得到一定数目符合条件的单行星排、双行星排和三行星排的多模混合动力系统。（3）选择所得到的单行星排多模混合动力系统中的一类构型,具体分析其后续筛选过程。对此类构型中具有最多离合器和制动器数量的构型,分析其运行模式,制定其模式切换规则,并提出模式切换最小规则图。综合考虑其模式切换规则和各部件的实际参数,对此类构型进行筛选,得到符合要求的有效构型。（4）针对筛选后的构型制定出所有有效的模式切换规则,结合等效燃油消耗最小策略,对其进行经济性分析,发现其性能仍有待优化。重新分析其模式切换策略,将无效和冗余模式删除并优化其构型,从而重新制定其模式切换最小规则图。在多种工况下对其性能进行分析,并与优化前构型性能进行对比,最终完成构型优化工作,并得到此类混合动力系统中经济性最佳的构型。