能源问题是目前限制现代工业发展的一个重要因素,而汽车工业是能源消耗的主要去向之一,因此进行汽车的节能研究具有重要的战略意义。四象限混合动力系统是一种用于混合动力电动汽车的新型混联式混合动力传动系统,由于其优良的性能以及紧凑的结构,成为了混合动力电动汽车领域最具有竞争力的理想系统之一。四象限能量转换器(Four-Quadrant Transducer,4QT)是四象限混合动力系统的核心部件。由于其具有双转子结构,目前对四象限能量转换器的建模及控制方法较为复杂。本文以四象限能量转换器为对象,从底层建模、速度控制以及功率优化策略几方面进行以下研究。首先,建立了四象限能量转换器的磁路模型与有限元模型,以此为依据分别进行了磁路解析与有限元分析。分析四象限能量转换器内部磁场耦合性,得出了内、外层等效电机磁耦合程度低的结论。基于以上结论,提出“空间隔离法”并利用该方法对四象限能量转换器机械结构进行解耦,得到可等效为2个传统电机结构的四象限能量转换器解耦模型,并通过理论验证与仿真试验验证了模型的正确性,为四象限能量转换器模型与控制的简化提供基础。基于“空间隔离法”建立的等效电机模型,针对四象限能量转换器结构、控制复杂问题,对四象限能量转换器设计了一种基于滑模观测器的无位置传感器速度控制系统。避免了速度传感器带来的体积大、可靠性差等问题。使用滑模观测器替代速度传感器,简化四象限能量转换器结构。使四象限能量转换器能够控制在期望状态,通过仿真验证了控制系统的正确性。提出了一种基于模糊控制的四象限混合动力系统变结构控制策略。对四象限混合动力系统内部功率流进行了分析,通过改变内、外层等效电机的运行状态,对四象限混合动力系统内部功率流进行了优化,避免内部功率的环流,提高四象限混合动力系统能量传输效率。对模糊控制器的隶属函数与模糊规则进行了设计。并结合该控制策略,搭建了四象限混合动力系统仿真模型,对不同工况下的控制效果进行了仿真分析,结果验证了基于模糊控制的四象限混合动力系统变结构控制策略的正确性和可行性。