质子交换膜燃料电池（PEMFC）-锂电池混合动力汽车（Fuel-Li混动汽车）因其高效率、低噪音、无污染、续航里程长等优点被视为最具潜力的新能源汽车解决方案。然而汽车频繁变动的负载导致PEMFC寿命较短,阻碍着Fuel-Li混动汽车的大规模推广。PEMFC系统控制及Fuel-Li混动汽车能量管理策略研究则是解决该问题的有效方法。本文主要内容如下:●Fuel-Li混动汽车模型建立。首先建立PEMFC系统的面向控制动态模型,包括电堆、喷射器、空压机、阀门、供气管道等。然后集成Fuel-Li混动汽车动力模型、氢气消耗模型、锂电池模型和电池健康模型,与建立的PEMFC模型共同构成Fuel-Li混动汽车模型,实现不同工况下车辆能耗、效率寿命等状态的准确预测。●基于自适应超螺旋滑模控制的PEMFC供气系统协同控制方法研究。首先,根据氧过量比、氢过量比和阴阳极压差三个控制目标,设计基于自适应超螺旋算法（ASTW）的滑模控制器。然后,通过李雅普诺普方法对该控制器稳定性进行分析。最后,对所设计系统控制算法进行仿真分析。结果表明,本文所设计控制策略有效实现燃料电池供气系统协同控制,满足功率需求前提下,保证PEMFC工作在最优状态。且该算法能够有效抑制传统滑模控制器的抖振问题,降低执行元件损耗,延长系统使用寿命。●基于滚动时域优化的Fuel-Li混动汽车能量管理策略研究。首先,提出一种基于马尔科夫的汽车功率需求预测方法,实现车辆功率需求动态预测。然后以预测时序内汽车氢气消耗、锂电池损耗以及燃料电池损耗之和为目标函数建立优化问题,并采用粒子群优化（PSO）算法对优化问题进行求解,在满足约束条件下得到未来时刻PEMFC和锂电池的功率输出序列。最后,在MATLAB平台进行仿真分析,仿真结果表明该能量管理策略在满足Fuel-Li混动汽车功率需求前提下可显著提升车辆运行的经济性、耐久性。