当今国际社会对能源关注度极高,可持续发展、环保低碳、节能减排成为人们日常生活的一部分,新能源的开发利用成为缓解能源危机的重要途径。燃料电池作为当今最环保的绿色能源之一,成为世界各国的研究焦点。十三五期间,国家把燃料电池电动汽车技术和储备蓄电池电动汽车产业化列入科技计划,将实施公共交通优先发展战略,有序推进地铁、轻轨、有轨电车等城市轨道交通建设。在未来时间里,燃料电池混合动力技术将取得长足的发展。本文主要研究机车用燃料电池混合动力系统建模及能量管理方法,主要工作如下:为研究机车用燃料电池混合动力系统,设计机车用燃料电池混合动力系统拓扑结构,根据燃料电池混合动力机车在不同牵引工况下的功率以及能量需求,保证燃料电池混合动力机车在最高运行速度、最大加速度、最大爬坡均能稳定运行,并结合燃料电池、蓄电池的功率能量密度特点、响应特性以及充放电特性等,确定系统的参数配置方案。根据燃料电池混合动力系统拓扑结构,基于Matlab/Simulink仿真平台,建立质子交换膜燃料电池模块、锂电池模块、直流变换器模块、牵引逆变器模块以及牵引电机控制模块,研究计及牵引电机的机车用燃料电池混合动力系统模型,相比于简化的受控源负载,可以更直观反应机车运行的速度、牵引电机负载的输出转速以及输出转矩等状态量。在所建立模型的基础上,根据燃料电池混合动力系统功率跟随能量管理方法以及最小等效氢耗能量管理方法,研究计及牵引电机控制的机车用燃料电池混合动力系统能量管理方法,在满足机车系统动态性能需求的前提下,使燃料电池提供机车正常运行时的平均功率,储能系统提供机车运行时的峰值功率并回收制动时的能量,取得较高的系统效率,通过仿真验证所研究能量管理方法的正确性。