燃料电池系统作为一种高效清洁的动力装置,其集成化研究,对未来远程UUV动力系统的设计与发展有着至关重要的意义。本文针对UUV的动力设计要求,利用燃料电池混合动力的设计方法,设计了 10kW燃料电池主堆,10kW蓄电池辅助电源,并携带固体储氢与液氧的整体方案。经过理论计算,该方案设计的UUV动力性能优于单纯使用20kW燃料电池或20kW锂离子电池。以此整体方案为基础,设计了 10kW燃料电池系统,为了集成化的考虑分别采用定压闭式水循环与尾气循环自加湿。针对系统的构成及其对流量、温度、压力等关键参数的要求,对系统管路,电磁阀,恒温阀,换热器等组件进行了计算及选型,并对燃料循环喷射器的设计进行了初步研究。结合系统选型的实际尺寸,设计了 10kW燃料电池系统的集成化模型。以DSP为硬件基础,设计集成化燃料电池动力系统的控制系统,相比PLC,在完成同样控制要求的前提下,其体积更小,更适合集成化要求。利用CCStudio,对DSP的信号采集,通信与信号输出进行程序设计,利用串口实现DSP与计算机的通信,并通过Lab VIEW编写的控制界面在计算机上实现系统状态的实时显示与控制。利用现有条件与实验台架进行了实验验证,实验结果表明,闭式循环水系统可以实现气水压力的自适应,在无外部加湿的条件下尾气自加湿可以使电堆稳定运行,该方法可减少控制系统的复杂程度,有利于系统集成化。为了进一步验证方案及选型的可行性,利用选型器件的实际参数,在AMEsim软件中建立系统模型,对设计的集成化UUV燃料电池系统开机,运行负载波动进行了仿真,系统可以稳定安全的运行。并分析了过量系数对系统加湿情况的影响,以及燃料循环喷射器在燃料电池系统中的工作特性。