固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)作为一种绿色能源产业具有重大科研意义与市场空间。SOFC发电系统具有输出功率动态响应慢的特点,当外部负载的功率需求在短时间内发生突增或突降时,仅依靠SOFC无法实现快速功率跟踪,本文使用锂电池作为辅助电源协同SOFC进行发电,目前针对混合能量管理的研究仅考虑了锂电池的荷电状态SOC(State of Charge),而未考虑电池健康状态SOH(State of Health)的影响,本文设计滤波算法对这两个状态值进行联合估计,并设计模糊控制算法保证混合能量系统安全、高效地进行功率跟踪。首先本文利用MATLAB/Simulink工具对研究对象——500W纯氢气固体氧化物燃料电池系统进行建模,依据电堆电化学反应特性与系统热动态特性建立电堆模型与辅助单元模型,并完成系统模型的集成,自行搭建了实物系统以研究不同发电功率下的寄生功率与系统效率;其次为验证模型是否与实际电堆性能相符,本文搭建了电堆测试系统,通过带堆升温实验测试在不同温度与燃料利用率下电池片的U-I-P特性以及电堆功率跟踪特性,并验证本文所搭建电堆模型的有效性;之后搭建锂电池状态空间模型,本文选取最常用的二阶RC电路等效模型,分别搭建SOC估计模型与SOH估计模型;设计充放电实验以辨识电池模型参数,基于所搭建的模型利用粒子滤波(Particle Filter,PF)算法实现锂电池SOC与SOH的联合估计;最后设计T-S模糊控制器进行能量管控,通过控制锂电池输出电流保证其SOC在协同发电过程中处于合理范围内,为方便模拟混合能量系统的工作状况并测试控制算法的可行性,本文利用dSPACE搭建半实物仿真平台,将控制算法下载至控制板与系统模型、电气设备结合从而在线仿真,以不规则的负载功率变化测试验证算法有效性,解决了SOFC功率跟踪响应慢的问题,并实现了对锂电池SOC的保护。