汽车是人类现代生活中不可缺少的一部分，但随着不可再生能源的日益减少以及环境问题的日益严重，传统汽车无疑加剧了石油的短缺和大气的污染，发展电动汽车势在必行。然而电动汽车由于电池技术的制约，其续驶里程非常不理想。再生制动技术可以有效地解决这个问题，达到节能减排的目的。本文首先分析了再生制动系统国内外现状，并对其电路结构进行了研究。在电机方面，考虑到纯电动汽车的驱动需求和再生制动的特点，对选择无刷直流电机作为驱动电机进行了论证，并给出了电机的数学模型。基于此数学模型分析了电机在电动状态和发电状态时，电机控制器中各个功率开关管的工作状态。在电源方面，选择超级电容作为制动能量的储能元件，与锂电池组成复合储能系统。在分析了常见的再生制动力与机械制动力的分配策略后，结合模糊控制理论对两者的分配策略进行了优化与仿真验证。在对整个系统进行了理论分析和仿真验证后，进行了实验平台的硬件设计和软件设计工作，完成了硬件电路和软件流程的设计。通过测功机对不同路况进行模拟，采用制动踏板模拟驾驶员信号，并通过上位机对系统的主要参数和实时状态进行监控。最后，搭建实验平台，对纯电动汽车复合储能再生制动系统进行了实验和结果分析。实验结果表明，以超级电容为复合储能元件的再生制动系统可以有效回收制动能量，释放能量时可以满足电动汽车在启动、加速时需要的瞬时大功率。