淺析燃料電池混動車發(fā)展優(yōu)勢及國內(nèi)外現(xiàn)狀

當(dāng)前，全球能源緊缺和環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，氫能和燃料電池是未來重要發(fā)展方向和趨勢，燃料電池汽車被認(rèn)為是未來新能源汽車的終極選擇。國務(wù)院在《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020年）》中明確了至2020 年，中央財政將投入1000 億元用于扶持新能源汽車產(chǎn)業(yè)?！秶抑虚L期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》重點提出了對燃料電池汽車整車設(shè)計、集成和制造技術(shù)，動力系統(tǒng)集成與控制技術(shù)，汽車計算平臺技術(shù)，高效低排放內(nèi)燃機、燃料電池發(fā)動機等關(guān)鍵部件的技術(shù)規(guī)定?！吨袊圃?025》明確提出了燃料電池汽車及其關(guān)鍵部件的技術(shù)路線圖，對燃料電池關(guān)鍵材料的研發(fā)提出了技術(shù)目標(biāo)。

什么是燃料電池混合動力汽車

針對燃料電池電壓電流輸出特性及動態(tài)響應(yīng)滯后的特點，基于城市公交大客車運行時，驅(qū)動與制動功率波動頻率高、幅度大以及長續(xù)駛里程的總驅(qū)動與制動能量較大等工況特點和難點，以清華大學(xué)汽車安全與節(jié)能國家重點實驗室為主的氫燃料電池客車動力系統(tǒng)研發(fā)團隊，率先提出并研制成功燃料電池加動力電池的電-電混合動力系統(tǒng)。

燃料電池混合動力系統(tǒng)主要包括燃料電池、輔助動力源、DC/DC變換器等部件。燃料電池系統(tǒng)作為車輛常規(guī)運行時的主要動力源，為車輛的常規(guī)運行提供了所需能量；輔助動力源為蓄電池或超級電容器，提供車輛在啟動、加速、爬坡等特殊工況下所需的功率。如此，既能保證車輛在不同工況下所需的能量，同時也能減小對燃料電池的沖擊，提高燃料電池的壽命。

通常，根據(jù)燃料電池混合動力系統(tǒng)動力源裝置的搭配方案以及它們與電機驅(qū)動系統(tǒng)之間的連接方式來定義系統(tǒng)構(gòu)型。根據(jù)燃料電池系統(tǒng)是否與電機控制器直接相連分為直接燃料電池混合動力系統(tǒng)和間接燃料電池混合動力系統(tǒng)。

1.直接燃料電池混合動力系統(tǒng)

燃料電池系統(tǒng)直接與電機控制器相連，同時，使用蓄電池或者超級電容作為輔助動力裝置，并且蓄電池組（或超級電容）和動力系統(tǒng)的直流母線之間使用雙向DC/DC變換器。

圖1  直接燃料電池混合動力系統(tǒng)

2.間接燃料電池混合動力系統(tǒng)

在燃料電池系統(tǒng)前面使用單向DC/DC變換器來對燃料電池系統(tǒng)和電機驅(qū)動系統(tǒng)進行電壓匹配，并對燃料電池系統(tǒng)的輸出功率進行控制，輔助動力源裝置選用蓄電池組或超級電容，并直接與直流母線相連接。

圖2 間接燃料電池混合動力系統(tǒng)

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