随着环境污染日益严重和石油能源日渐短缺,迫切需要可再生的绿色能源来代替石油从而缓解环境污染的压力。质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种无污染可再生绿色能源,具有运行温度低,运行压力小,排放少和高能量转化率等等优点。但是动态响应慢等的缺点影响了推广,需要辅助能源来弥补。在燃料电池系统中加入超级电容,可以利用燃料电池高能量比和超级电容高功率比的双重优点。对于燃料电池混合动力系统,直流变换器(DC/DC)是其核心的部件,对于整个燃料电池混合能源管理系统有着至关重要的作用。本文以质子交换膜燃料电池混合能源系统作为研究对象,开展了以下三项研究:1)基于燃料电池和超级电容混合能源系统的原理设计了仿真平台,建立了燃料电池、超级电容、基于三相交错并联技术单向的Buck变换器和双向的Buck-Boost的Simulink仿真模型;2)论文将交错并联技术应用到了直流变换器上。通过剖析三相交错并联双向变换器,采用交错并联技术减小双向直流变换器的切换速度,加快系统的响应速度的特点。利用交错并联技术得到的三相交错并联Boost变换器,其电流和输出电压的纹波减小了。Matlab/Simulink仿真模型的仿真结果证明了交错并联技术有利于减小DC/DC变换器输出电压电流纹波,提高了系统的响应速度;3)采用滑模变结构控制方法对能量管理控制器进行改进,设计了消除抖振的Boost滑模控制器。滑模控制器的采用加快系统响应速度,减小了总线电压的纹波。通过对Buck变换器的分析,得到Buck变换器的滑模控制器。仿真结果表明,使用滑模控制器可使系统输出电压更快的跟随其设定值,保持总线电压的稳定性,减小纹波,加快系统的响应速度。提高系统鲁棒性。