质子交换膜燃料电池(PEMFC)作为一种清洁、高效的发电装置,被认为是未来重要的电能来源之一。但是与传统电源相比,其自身的动态响应较慢等问题影响了它在很多领域上的应用。采用蓄电池或超级电容作为辅助储能设备与燃料电池构成混合动力系统可以改善其动态响应速度,扩大了燃料电池的适用范围。对于混合动力系统而言,能量管理控制器的作用至关重要,甚至可以说能量管理控制器的性能很大程度上决定了整个混合动力系统的性能。本文以燃料电池/超级电容混合动力系统作为研究对象,采用非线性控制方法设计其能量管理控制器。主要内容可分为如下3项：1)在Matlab/Simulink仿真软件中建立燃料电池间接型混合动力系统模型,其中包括燃料电池模型、超级电容模型以及Boost直流变换器模型,为能量管理控制器的设计与验证提供了仿真平台。2)采用了一种基于平坦性的非线性控制方法,对燃料电池/超级电容混合动力系统进行分析,先后证明了Boost直流变换器以及混合动力系统均为平坦性系统,并依此设计了用于控制燃料电池输出功率跟随其参考值的直流变换器控制器,以及用于控制混合动力系统各个能量源功率分配的能量管理控制器。再根据功率跟随控制策略设计控制目标的参考值,并对能量管理的控制结果进行仿真。3)针对平坦性控制方法需要系统有精确的数学模型的要求,对原平坦性控制器进行改进,设计了变结构滑模控制器,使平坦性控制器对系统模型参数误差的敏感性降低,提高系统的鲁棒性,并进行仿真验证。