公交车在城市交通运输中扮演重要角色,同时也是城市污染的主要来源之一。纯电动公交系统是符合全球节能环保要求的最具潜力的新型公交系统。在纯电动公交车逐步替代化石燃料公交车的大背景下,使用哪种类型的电动公交车,如何高效利用现有技术成果,如何最大程度地减少能量损耗,成为纯电动公交车推广应用阶段亟待解决的问题。锂离子电池公交系统和超级电容公交系统是目前投入运营的两种纯电动公交系统。由于其储能元件的不同特性,两种系统的充电方式和运行模式存在差异。本文通过分析参与电能传递的各组成部件的能量效率,研究两种纯电动公交车行驶过程中的实时能量消耗,提出优化的公交充电站分布设计方案。主要内容分为如下3个部分:首先,研究了由锂离子电池或超级电容器组成的纯电动公交车储能系统,选择钛酸锂离子电池和双电层超级电容器作为研究对象,设计、完成充放电实验,对两种储能单元的能量效率和库伦效率在不同放电条件下的变化情况进行研究。搭建了基于人工神经元网络的储能元件实时能量效率估计模型,对两种储能元件实时工况下的能量效率和库伦效率进行准确估计。经实验验证,该模型误差在1%以内。其次,结合对储能单元和电气传动系统的效率研究,建立了一种纯电动公交车实时能量消耗估计模型。该模型在已知车辆运行的速度、加速度、荷电状态和道路坡度的条件下,估计整车在运行过程中实时的能量消耗。通过在典型工况下对两种纯电动公交车的能量消耗进行估计,认为在车型相同的条件下,锂离子电池公交车的整体能耗略低于超级电容公交车。最后,针对超级电容公交车充电站分布问题,结合实际交通流数据和车辆能耗估计模型,使用动态规划方法,提出了能耗优化的充电站分布方案。该方案可节约近5%的能量。