随着经济的发展和社会的进步，环境问题和能源危机逐渐为人们所关注，燃料电池由于其功率密度大、能量转化效率高、无噪音、无污染、工作温度范围宽等优点得到了快速发展和广泛应用，但是燃料电池同时也存在瞬时功率低、频繁的放电对电池损伤严重等问题，需要电源管理系统对其进行管理。本文着重对燃料电池无人机电源管理系统的设计和燃料电池剩余电量估算的研究进行介绍。本文首先对燃料电池进行特性研究，分析了影响剩余电量的主要因素，建立了适合燃料电池的新型电池模型，此模型能较好地体现燃料电池的动态特性。系统模块集成设计分为硬件设计和软件设计。硬件系统基于DSP进行设计，以TMS320LF2407作为主控芯片，辅以LTC6802、DS18B20等芯片，集成电路减少布线，避免了独立元器件电路的臃肿庞大；实现对多节燃料电池电压、电流、温度数值的实时采集与处理；采用CAN通信，方便快捷。软件设计完成各模块程序的编写，实现系统主要功能，配合系统硬件保证整个电源管理系统的安全、可靠、高效运行。在燃料电池剩余电量估算方面，运用电流积分法与卡尔曼滤波法相结合实现，两种方法通过优势互补，可以实现在线、实时测量，达到无人机频繁负载变化和未知飞行状况下估算的特殊要求，并得到最优剩余电量估算值。