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作为新兴的清洁电能源,燃料电池具有能量密度高、转换效率高和环境友好等优点,具有广阔的应用前景。近年来,以微小型燃料电池和辅助电源组成的混合电源作为移动电子设备电源成为研究热点。结合课题需求,本论文主要对微小型燃料电池的能量管理问题展开研究。本文以微小型直接甲醇燃料电池(Direct Methanol Fuel Cell,DMFC)和锂离子电池组成的混合电源为研究对象,分别从被动式管理、半被动式管理和主动式管理三种管理策略进行研究。通过电压钳制功率的控制方法,以电压为控制对象,从充电储能和混合放电两种状态分析和调节DMFC和锂离子电池的功率配合关系。被动式管理系统中DMFC和锂离子电池直接并联组成混合电源,根据锂离子电池充电特性和电压钳制放电功率的方法,在设计过程中确定主辅电源的能量流向和功率分配关系。以MSP430单片机为控制器搭建了混合电源的管理系统,采集主辅电源的电压和电流等参数,维持混合电源按照设计的配合关系工作。通过不同幅值方波形模拟负载的驱动实验结果表明,系统内能量流向和功率分配关系与设计相符。半被动式管理系统以被动式管理策略为基础,在主辅电源之间引入开关控制环节,实现了平均负载下DMFC的单独供电,减少了主辅电源间不必要的能量流动,提高了系统的效率。以MSP430单片机为控制器搭建了用于手机供电的DMFC混合电源系统,通过液晶模块和RS232串口将各工作参数显示并上传到上位机。通过不同幅值方波形模拟负载的驱动实验结果表明,系统内的功率配合关系与设计相符。主动式管理系统中,用MSP430单片机、DC/DC模块和数字电位器等组成主动控制电路,设计了相应的能量管理策略,实现了主辅电源工作过程中功率配合关系的主动控制。搭建了主动式DMFC混合电源管理系统,并通过恒定负载和变化负载的模拟实验验证了方案和策略的可行性。