由于能源问题和气候问题的日益加重,中国政府于2020年明确提出了2030年前实现“碳达峰”和2060年前“碳中和”的节能减排与绿色发展战略目标。大力发展新能源汽车是交通领域贯彻落实国家“双碳”目标的重要举措。而氢燃料电池汽车由于其具有加氢快、长续航、高效率、零排放等优点,已成为新能源汽车的重要发展方向。随着氢燃料电池汽车技术研究与产品示范推广的不断深入,如何提高氢燃料电池汽车的核心——燃料电池动力系统的工作效率也成为加快燃料电池汽车产业化发展亟待解决的关键共性技术问题之一。本文依托某产学研合作项目,以进一步提升燃料电池发动机系统效率为目标,针对燃料电池发动机系统效率特性和整车能量管理策略两个层面展开研究工作。在系统层面通过实验和仿真获得了燃料电池发动机系统的最优工作点序列,在整车层面提出并制定了一种基于模糊控制（FLC）的自适应极小值原理（PMP）能量管理策略。研究结果表明,本文所提出的控制策略与传统的功率跟随策略相比,在燃料经济性、电池荷电状态（）维持等方面均有显著提升。论文具体研究内容如下:在系统层面,从系统结构和工作原理入手,采用机理与经验结合的模型建立方法,建立了燃料电池发动机系统仿真模型。利用课题组的燃料电池系统台架对电堆进行输出性能实验,根据实验结果验证了所搭建模型的准确性。给出了电堆效率和系统效率的定义,分析了不同工作条件下电堆效率的变化情况,研究了工作压力对电堆效率和系统效率影响的差异性,最终通过仿真得到了燃料电池发动机系统效率最优的工作点序列以及对应的系统效率和净功率。在整车能量管理策略层面,首先,根据燃料电池汽车拓扑结构的分析结果和车辆性能指标,对车辆关键部件进行参数的正向匹配计算,而后搭建各部件的数学模型并集成于整车模型中,对其进行动力性仿真验证了参数匹配结果符合性能指标要求。然后,根据能量管理策略的控制目标,分析了两种典型能量管理策略对本文中车辆的适用性,并基于有限状态机理论搭建了功率跟随策略;又分析了使用优化算法求解能量管理问题的方法,搭建了以极小值原理为核心的能量管理策略（离线PMP）。最后,分析了协态值变量对极小值原理求解的影响,提出利用模糊控制器综合考虑和燃料电池系统效率后对协态值在线调整（APMP-FLC）的方案。对比分析不同策略的仿真结果,其中APMP-FLC策略下燃料电池工作点分布更优,经济性更接近于全局最优的离线PMP策略,验证了所提策略的有效性。