随着轨道交通与动力电池新能源技术的日益发展,轨道交通因其快捷、安全、舒适、运能大等优点,普遍成为居民出行的首选交通方式。锂离子电池因其在能量密度、循环使用寿命、节能绿色环保等方面具有很强的优势,在轨道交通列车上大力推广使用锂离子电池将会缓解目前能源消耗严重的问题,而且动力电池还可以回收再利用制动能量,提高列车全线运行效率。作为轨道交通列车的主要动力源,锂离子电池系统的功率优化控制是实现轨道交通列车安全可靠运行的重要保障。本文完成了锂离子电池峰值功率三种主流测试方法的实验,包括HPPC测试、日本JEVS测试和定时恒流充放电测试;在对比分析了不同测试方法实验数据的基础上,提出了改进日本JEVS测试方法,以定时恒流充放电测试的峰值电流数据为基准值,验证了改进日本JEVS测试方法的准确性;考虑温度、SOC和等效电路模型元件参数,建立了多元线性回归模型,实现了考虑多因素的锂离子电池峰值电流估算。基于柴油发电机组模型、动力电池等效模型和动力电池组热模型,以全工况条件下节能率最高为目标,采用粒子群算法,完成混合动力车辆锂离子电池系统功率的优化控制。结果表明以动力电池SOC、峰值功率和温度为边界条件的优化控制方法可将柴油机的效率提升0.6%,并且确保了储能系统的安全性,延长了动力电池的使用寿命。基于动力电池组热模型和列车运动学模型,以全线工况条件下电池储能系统温升最小为目标,完成了纯电动列车系统功率的优化控制。结果表明基于运动学模型的纯电池系统功率控制方法,可保证车辆在纯电池模式下完成长距离或大坡道等特殊条件下自牵引工作,为车辆储能系统的配置及运行过程中的优化控制提供依据。