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由于便携式应用装置要求更长的运作时间，因而促使了燃料电池的出现，作为此类终端设备领域的新型电源。不过便携式应用若要达到仅以燃料电池作为电源，仍有许多挑战需要克服；其中一种解决方案就是使用混合电源。
整合燃料电池与电池、超级电容或其他电力储存装置，成为一种复合电源，可以解决数项动态电源与热能问题；但这种方法本身却产生了电源管理的问题。
混合电源
在以下讨论中，混合系统的定义，是指燃料电池与电池的组合，包括各种燃料电池与电池类型，或是替代装置如超电容或超级电容，各个完整的解决方案需要针对个别情况修正，符合所选用的燃料电池与电池独特需求。
混合系统的重要组件包括燃料电池、燃料盒、电池、系统负载、直流电输入电源、电源控制器（见图1）。燃料电池与电池结合后，称为混合电源 (HPS)。
以上系统在不同的使用阶段，可供应三种电力来源以及两种负载。如果系统未连接至直流电源，燃料电池及／或电池可以供电至系统负载。同样地，未连接直流电源时，燃料电池也可以对电池充电，以提高电源断电前的效能，或提升动态电源响应。连接至直流电源时，可以为电池充电，同时供电至系统负载。在上述的复杂系统中，必须精确控制电源路径管理，确保一定能够执行系统负载，满足用户的需求。其中最关键的时间点，就是在特定情况下，剩余的可用电力已无法供电至系统负载，因此启动了限制使用的操作方式，或甚至执行控制的关机。
要实现这种精确控制，电源控制器必须能够侦测许多因素，使最大可用电力与总可用电力发挥最大效益，定义如下：
最大可用电力可定义为在特定短暂时间中，由混合电源能够得到的电力，例如进行 DVD 的开机或关机以及储存至磁盘等操作。最大可用电力的时间长短，依据终端设备的负载特性而定；至于总可用电力的定义，则是不论放电率为何，混合电源所能提供的总电力。
监控系统
目前市面上相当普遍的标准电池电量计，可以用来监控电池状况，像是针对2、3、或4个锂电池串联时使用的 bq20z75，或是针对单一串联锂电池解决方案的 bq27210。这些电量计可提供电压、电流、温度以及充电状态等数据，这些是电源控制器需要的基本数据。
电池监控解决方案透过数据总线接口如 I2C、SMBus 或 HDQ，连接电源控制器，让电源控制器获得非常精确的数据，确认电池充电状态 (SOC)，并确保充电与放电过程中电池使用的安全性。
监控燃料电池与燃料盒的问题比较麻烦。存在于燃料盒中的燃料种类与数量，以及燃料电池目前效能与平均效能，都需要列入考虑，计算出燃料电池的可用电力。
在许多情况下，系统只能使用某种特定的燃料盒，因此燃料类型可储存于电源控制器中。在其他解决方案中，比较有效的作法，可能是把燃料数据储存于燃料盒，并经由类似的接口总线提供至电源控制器，作为电池监控系统。
在燃料盒具有储存数据能力的解决方案中，理想作法是让电源控制器与可能的补给系统，将测得的剩余燃料水平回写至燃料盒；不过这只适用于燃料盒可移除并重新装入的系统。
除了燃料盒的剩余燃料，还需要监控其他燃料电池相关参数，包括温度、燃料输入率、电压输出以及电流输出，以计算燃料电池目前的效能。温度可用于判定燃料电池是否在理想状态下运作。
此外也应测量直流电源与系统负载功率，获得完整的数据数据。上述数据加上监控系统提供的数据，就可以计算出总可用电力与最大可用电力。根据以上四种因素，可计算出终端设备的剩余使用时间。
至于断电关机的阶段，燃料电池的电源输出响应能力以及电池尺寸也会产生问题；这部份需要其他更多的专业知识。
预测混合电源使用时间
电池与燃料电池的监控系统，可将总电力与最大电力提供至主机系统，让主机系统决定所需要的各种用户数据。在此处的范例架构中，我们提出的电源控制器具备多项优点，主要优势是可以管理数据与子系统，让混合电源在使用上与其他所有标准电池电源相同。
此电源控制器取得监控数据并管理电池的使用，在混合电源的预期使用寿命期间，使电力发挥到极致，在以下二方面特别可以发挥效益：
● 即使未连接直流电源，燃料电池也可对电池充电，确保最大可用电力处于最佳水平。
● 管理充电状态 (SOC, state-of-charge) 电池，使混合电源能够提供最大的可用电力。
目前大部分的便携式应用装置中，管理充电状态这种作法，可说是与电池的使用概念背道而驰。通常电池是唯一的无线电源，负责提供主机系统的所有电力，因此需要尽可能稳固储存电力，达到最长使用时间的理想目标。此外电池的充电时间也很重要，而且是越快越好！
在充电时间、最大充电状态，以及电池寿命之间作出适当取舍是可能的；但在目前的消费者应用装置中并不常见。上述状况并不适用于混合电源，因此可以使用电源控制器，在电池与燃料电池的最佳状态之间取得较佳平衡。理想上混合电源的电池，可在混合电源的使用寿命期间持续使用，不需更换。为了达成这个目标，电源控制器可以启用电池充电管理选项，像是以较低的电压充电、以较慢的速率充电，以及充电电压／速率的温度补偿。电源控制器也可以调节电池充电电流，在连接直流电源时，确保系统负载获得足够电力。
最近推出的智能型电池数据组 (SBDS) 附件，将燃料电池数据加进了支持电池的现有数据组，让主机能够存取数据，控制燃料电池与电池的使用。使用电源控制器可以因应混合电源的复杂性，并且让智能型电池数据组中增加的燃料电池数据，帮助主机系统更有效使用混合电源。
燃料电池与电池的总可用电力相加，可以提供主机系统基本程度的功能，显示可使用时间、剩余时间警示 (RTA) 或剩余容量／电力警示 (RCA)。
以下是预测使用时间的计算方式：
AtRateTimeToEmpty (ARTTE) = 总可用电力／AtRate
这个算式可让主机系统依据用户欲进行的动作，例如播放 DVD 或是执行系统诊断，决定剩余的使用时间。主机系统必须具有在不同模式与程序中使用电力的信息，才能根据上面的算式计算。
控制关机与混合电源最大使用时间
预测使用时间，就像是在用水晶球占卜，因为将来的状况难以预测。不过提供的数据可用于在电源不足时，让控制系统进行关机，这项功能的精确度越高，系统的使用时间就越长。
整合燃料电池与电池、超级电容或其他电力储存装置，成为一种复合电源，可以解决数项动态电源与热能问题；但这种方法本身却产生了电源管理的问题。
混合电源
在以下讨论中，混合系统的定义，是指燃料电池与电池的组合，包括各种燃料电池与电池类型，或是替代装置如超电容或超级电容，各个完整的解决方案需要针对个别情况修正，符合所选用的燃料电池与电池独特需求。
混合系统的重要组件包括燃料电池、燃料盒、电池、系统负载、直流电输入电源、电源控制器（见图1）。燃料电池与电池结合后，称为混合电源 (HPS)。
以上系统在不同的使用阶段，可供应三种电力来源以及两种负载。如果系统未连接至直流电源，燃料电池及／或电池可以供电至系统负载。同样地，未连接直流电源时，燃料电池也可以对电池充电，以提高电源断电前的效能，或提升动态电源响应。连接至直流电源时，可以为电池充电，同时供电至系统负载。在上述的复杂系统中，必须精确控制电源路径管理，确保一定能够执行系统负载，满足用户的需求。其中最关键的时间点，就是在特定情况下，剩余的可用电力已无法供电至系统负载，因此启动了限制使用的操作方式，或甚至执行控制的关机。
要实现这种精确控制，电源控制器必须能够侦测许多因素，使最大可用电力与总可用电力发挥最大效益，定义如下：
最大可用电力可定义为在特定短暂时间中，由混合电源能够得到的电力，例如进行 DVD 的开机或关机以及储存至磁盘等操作。最大可用电力的时间长短，依据终端设备的负载特性而定；至于总可用电力的定义，则是不论放电率为何，混合电源所能提供的总电力。
监控系统
目前市面上相当普遍的标准电池电量计，可以用来监控电池状况，像是针对2、3、或4个锂电池串联时使用的 bq20z75，或是针对单一串联锂电池解决方案的 bq27210。这些电量计可提供电压、电流、温度以及充电状态等数据，这些是电源控制器需要的基本数据。
电池监控解决方案透过数据总线接口如 I2C、SMBus 或 HDQ，连接电源控制器，让电源控制器获得非常精确的数据，确认电池充电状态 (SOC)，并确保充电与放电过程中电池使用的安全性。
监控燃料电池与燃料盒的问题比较麻烦。存在于燃料盒中的燃料种类与数量，以及燃料电池目前效能与平均效能，都需要列入考虑，计算出燃料电池的可用电力。
在许多情况下，系统只能使用某种特定的燃料盒，因此燃料类型可储存于电源控制器中。在其他解决方案中，比较有效的作法，可能是把燃料数据储存于燃料盒，并经由类似的接口总线提供至电源控制器，作为电池监控系统。
在燃料盒具有储存数据能力的解决方案中，理想作法是让电源控制器与可能的补给系统，将测得的剩余燃料水平回写至燃料盒；不过这只适用于燃料盒可移除并重新装入的系统。
除了燃料盒的剩余燃料，还需要监控其他燃料电池相关参数，包括温度、燃料输入率、电压输出以及电流输出，以计算燃料电池目前的效能。温度可用于判定燃料电池是否在理想状态下运作。
此外也应测量直流电源与系统负载功率，获得完整的数据数据。上述数据加上监控系统提供的数据，就可以计算出总可用电力与最大可用电力。根据以上四种因素，可计算出终端设备的剩余使用时间。
至于断电关机的阶段，燃料电池的电源输出响应能力以及电池尺寸也会产生问题；这部份需要其他更多的专业知识。
预测混合电源使用时间
电池与燃料电池的监控系统，可将总电力与最大电力提供至主机系统，让主机系统决定所需要的各种用户数据。在此处的范例架构中，我们提出的电源控制器具备多项优点，主要优势是可以管理数据与子系统，让混合电源在使用上与其他所有标准电池电源相同。
此电源控制器取得监控数据并管理电池的使用，在混合电源的预期使用寿命期间，使电力发挥到极致，在以下二方面特别可以发挥效益：
● 即使未连接直流电源，燃料电池也可对电池充电，确保最大可用电力处于最佳水平。
● 管理充电状态 (SOC, state-of-charge) 电池，使混合电源能够提供最大的可用电力。
目前大部分的便携式应用装置中，管理充电状态这种作法，可说是与电池的使用概念背道而驰。通常电池是唯一的无线电源，负责提供主机系统的所有电力，因此需要尽可能稳固储存电力，达到最长使用时间的理想目标。此外电池的充电时间也很重要，而且是越快越好！
在充电时间、最大充电状态，以及电池寿命之间作出适当取舍是可能的；但在目前的消费者应用装置中并不常见。上述状况并不适用于混合电源，因此可以使用电源控制器，在电池与燃料电池的最佳状态之间取得较佳平衡。理想上混合电源的电池，可在混合电源的使用寿命期间持续使用，不需更换。为了达成这个目标，电源控制器可以启用电池充电管理选项，像是以较低的电压充电、以较慢的速率充电，以及充电电压／速率的温度补偿。电源控制器也可以调节电池充电电流，在连接直流电源时，确保系统负载获得足够电力。
最近推出的智能型电池数据组 (SBDS) 附件，将燃料电池数据加进了支持电池的现有数据组，让主机能够存取数据，控制燃料电池与电池的使用。使用电源控制器可以因应混合电源的复杂性，并且让智能型电池数据组中增加的燃料电池数据，帮助主机系统更有效使用混合电源。
燃料电池与电池的总可用电力相加，可以提供主机系统基本程度的功能，显示可使用时间、剩余时间警示 (RTA) 或剩余容量／电力警示 (RCA)。
以下是预测使用时间的计算方式：
AtRateTimeToEmpty (ARTTE) = 总可用电力／AtRate
这个算式可让主机系统依据用户欲进行的动作，例如播放 DVD 或是执行系统诊断，决定剩余的使用时间。主机系统必须具有在不同模式与程序中使用电力的信息，才能根据上面的算式计算。
控制关机与混合电源最大使用时间
预测使用时间，就像是在用水晶球占卜，因为将来的状况难以预测。不过提供的数据可用于在电源不足时，让控制系统进行关机，这项功能的精确度越高，系统的使用时间就越长。
