第1章 燃料电池系统原理及控制

1.1 背景

2021年，我国将生态文明理念和生态文明建设纳入中国特色社会主义总体布局，同时宣布力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。构建以新能源为主体的新型能源系统，实施可再生能源替代措施，可以有效控制化石能源使用总量，促进构建清洁、低碳、安全、高效的现代能源体系，保障实现“双碳”目标。如今，“双碳”目标正在深刻影响着我国能源和交通领域的发展。

具体到交通领域，氢燃料电池汽车因近零排放、加氢时间短、一次加氢续驶里程长等优势而可望成为下一代新能源汽车主导技术。近日，国家发展改革委发布的《氢能产业发展中长期规划（2021—2035年）》明确指出，氢能是未来国家能源体系的重要组成部分和用能终端实现绿色低碳转型的重要载体，是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。国务院办公厅印发的《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》也明确表示要加快氢能产业链建设，在2025年我国氢燃料电池汽车保有量达10万辆左右，2035年氢燃料电池汽车保有量将达100万辆左右。因此，发展氢燃料电池汽车，对于发展可持续低碳交通、稳定能源供给、促进能源结构低碳化，具有重要意义。

通过多年积累，我国燃料电池汽车的发展探索出了独具特色的能量混合型（增程式）和功率混合型（全功率）两种动力系统技术路线，具有电-电混合、平台结构、模块集成的技术特征，并且燃料电池系统性能已基本达到国际先进水平。但是，燃料电池系统控制引起的系统可靠性、寿命及环境适应性等问题，仍是制约我国燃料电池汽车发展的难点和痛点。因此，开发先进的燃料电池系统控制技术，提升整车动力性、经济性和可靠性，延长燃料电池使用寿命，对于加快我国燃料电池汽车技术进步和推广应用有重要意义。