序（二）
FOREWORD

同濟大學在燃料電池汽車動力系統方面有著很長的研究歷史，其發端于2000年開始的科技部“十五”863計劃電動汽車重大專項，同濟大學承擔燃料電池乘用車動力系統的研發任務，在科技部、上海市的支持和行業的幫助下，我們研發出了“超越系列”燃料電池汽車，成功在2008年北京奧運會和2010年上海世博會上應用，并將技術進一步深化和產業化，帶動了技術的發展和行業的進步。

“超越系列”燃料電池汽車動力系統走的是“電電混合”的技術路線，這是迫于當時的條件而做出的妥協，因為當時沒有大功率的燃料電池技術，但后來我們也發現了“電電混合”這個技術路線的優勢，作為儲能載體的鋰離子電池可接受電機制動回饋電流，且響應速度互補，燃料電池可以工作在效率優化區間。現在的燃料電池技術和鋰離子電池技術都今非昔比，尤其是鋰離子電池技術已經大規模產業化，但“電電混合”的技術路線仍在延續。

不同于傳統燃油汽車動力的剛性傳動，在電動汽車上動力系統呈現柔性連接的特點，由此導致動力系統在往兩個大總成方向演化，分別是電驅和電源。電驅已經實現了電機控制器、電機和減速器的三合一集成，體現為一體化驅動電橋，而電源也將形成鋰離子電池、DC/DC變換器和燃料電池的三合一集成，被稱為“復合電源”，復合電源可充分發揮不同電池的優勢，彌補燃料電池壽命不足以及鋰離子電池續駛里程不足的問題，并更有利于低溫冷啟動，且燃料電池的熱源可以用于整車熱管理。

從方法論來看，電化學電源數字化的方法論是統一的，數字建?？梢猿浞謨灮O計和優化控制，且新一代電力電子器件技術（碳化硅、氮化鎵）為電源復合提供了有力的支撐；從整車輕量化需求來看，高續駛里程導致的大容量車載鋰離子電池系統與整車輕量化的方向背道而馳，而高比功率復合電源和高密度儲氫技術為整車輕量化提供了新的動力；跳出汽車行業，從全球和全國資源供給來看，復合電源同時降低了鋰離子電池容量和燃料電池功率，緩解了鋰、鎳、鈷和鉑的供應壓力。

從電動汽車往上游能源供給來看，氫和電融合可以實現一個優化的能源網絡，我們將其稱為“氫電二元二次網絡”，二元是指氫、電兩種形式，二次則指這兩種能源都是二次能源，不是來自礦產資源。電網效率優先，氫網魯棒性優先，兩者的融合可以兼顧動態性、安全性和壽命，并可以解決光伏發電、風力發電引入電網后帶來的間歇性、分布性難題。新能源供應側和負載側也應該是復合電源未來的應用場景。

時至今日，雖然中國電動汽車已經實現了換道超車，行業進展蔚為大觀，但中國60%的區域仍然少有電動汽車，且這60%的區域都是可再生能源富集的區域。從“電電混合”到復合電源，從車載應用到風、光等可再生能源應用，從汽車的低碳化到能源的低碳化，由“超越系列”孕育的這條技術路線可以為解決這個問題提供有效的技術思路。

對于關心新能源汽車和新能源技術不同領域的專業人士來說，及時掌握車用電源系統的技術現狀和趨勢對明確電動汽車的發展及其對能源網絡的影響是非常必要的。本書詳細介紹了燃料電池汽車動力系統各種能量變換的原理，包括基于燃料電池從氫能到電能的變換、基于鋰離子電池的電化學儲能、基于DC/DC變換器的電能變換、電化學電源與電力電子變換器構成的復合電源系統以及車用氫電能源供給基礎設施，內容非常完整而全面，是車用能源動力領域難得的專業書籍，可以為整個行業提供非常有價值的參考。

余卓平

同濟大學汽車學院教授、國家智能型新能源汽車協同創新中心主任