当今世界能源匮乏日益严重,新能源的应用作为一种有效的解决途径,已逐渐成为各国研究的热点。电动自行车是当今社会重要的交通工具,不仅方便百姓出行,而且可缓解城市交通拥堵。如果将燃料电池作为电动自行车的主动力源,锂电池作为辅助动力源,使其成为高效率、低排放的混合动力系统,则不失为一种解决环境污染和城市噪音问题的可行方案。本文重新设计电动自行车的动力和控制系统,将原由铅酸蓄电池单独提供动力的电动自行车改装为由燃料电池和锂电池共同提供动力的混合动力电动自行车。根据燃料电池、锂电池和电动自行车的各自特性,设计适用于电动自行车的燃料电池混合动力系统。在Simulink仿真平台上,搭建峰值电流控制模式的两相交错并联Buck变换器电路模型和燃料电池／锂电池混合动力系统模型,同时进行了仿真实验。仿真结果表明：各子系统及混合动力系统模型搭建正确,混合动力系统能量可控。基于燃料电池输出特性,提出一种以燃料电池输出电压钳位控制为基础的燃料电池混合动力能量管理策略。在该策略下,燃料电池和锂电池总工作于其安全运行区域,且燃料电池输出功率波动相对较小。相比于传统的直接功率控制的能量管理策略,当燃料电池外部环境发生改变或处于亚健康状态时,该策略可有效保护燃料电池,提高能源利用效率,延长燃料电池使用寿命。同时该策略可对锂电池充电进行有效管理,保证锂电池的充电安全,延长锂电池的使用寿命。为了验证该燃料电池混合动力系统能量管理策略的有效性,研制了一套电动自行车用燃料电池混合动力系统。同时,搭建混合动力系统测试平台。通过实验数据,测试并验证了能量管理策略的有效性和可靠性。最后,实验测试表明：本文所设计的燃料电池混合动力系统可以为电动自行车提供充足动力,并且动态响应快。除此之外,两动力源的功率分配合理。