履带车辆已经被广泛应用于工业、农业及军事等领域。相比传统燃油履带车辆的高油耗和高排放,混合动力履带车辆能够在保证车辆性能的前提下降低油耗和减少排放。机电复合传动是实现混合动力履带车辆驱动的重要途径,但目前对混合动力履带车辆机电复合传动系统的研究存在着拓扑构型方案分析难以全覆盖、能量管理策略较难实现快速最优控制、参数匹配设计效率与准确性不高、系统优化设计体系不完善等问题。针对上述问题,本文开展了混合动力履带车辆机电复合传动系统优化设计的相关研究。为提高传动系统的综合动力性能和能量传递效率,提出了基于多排行星齿轮传动的双输出混联式混合动力履带车辆机电复合传动系统构型。双输出与动力元件通过行星传动耦合,分别驱动左、右两侧履带实现车辆的直线和转向行驶,增强了传动系统布置的紧凑性。与现有的混联式履带车辆传动系统相比,省去了复杂的转向机构,减小了复杂度,并能够保证车辆不同工作状态的高效率传动。为实现履带车辆大规模拓扑构型优化问题的求解,提出了传动系统拓扑构型的自动动力学建模与筛选方法。通过提取拓扑构型动力学模型中的特征信息,自动生成与拓扑构型一一对应的动力学特征矩阵,实现不同构型方案的快速动力学建模。在此基础上,根据履带车辆的作业需求、基础功能和综合性能进行了构型方案的逐层筛选,降低了大规模拓扑构型优化的计算负荷。为实现混合动力履带车辆机电复合传动系统的最优设计,提出了融合拓扑构型、能量管理策略和参数匹配的协同优化设计方法。建立了基于功率流效率评价的近优能量管理策略,该策略能够最大化传动系统的能量传递效率,平衡储能元件的荷电状态,实现平稳模式切换。综合该能量管理策略,提出了基于递进迭代优化算法的协同优化设计方法,通过敏感度分析、均匀设计和混沌优化等实现准确高效的构型设计。为验证所提出的传动系统优化设计中各项关键技术的有效性,针对履带式推土机进行了构型设计的理论验证和综合性能的仿真分析,仿真结果表明本文的优化设计方法适用于履带车辆复杂机电复合传动系统的构型设计。在不同的典型工况下对最优构型方案的能量管理策略进行了硬件在环试验验证,试验结果表明最优构型方案相比现有的常用方案综合性能大幅提升,具有较高的应用价值。