前言
PREFACE

本書是圍繞我國“碳中和”發展目標和《新能源汽車產業發展規劃（2021—2035年）》發展愿景，為構建“碳中和”交通體系而編寫的“碳中和交通出版工程·氫能燃料電池動力系統系列”的第一部。

車用燃料電池的應用和推廣對改善交通能源結構和治理空氣污染有重大意義，是“碳中和交通”實現的途徑之一。我國車用燃料電池技術經過二十多年的發展，性能有了長足的進展，已經可以滿足交通工具用動力系統的大部分性能需求，與國際先進水平之間的差距正在逐步縮小，但圍繞進一步提高燃料電池性能、延長壽命和降低成本的研究仍然任重而道遠。

本書可以讓讀者對氫能及燃料電池汽車動力系統具備基礎認知，首先從能量轉換的角度，介紹了燃料電池汽車動力系統各種能量轉換的原理，包括從氫能到電能的轉換、鋰離子電池的電化學儲能、DC/DC變換器的電流變換、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，讓讀者對燃料電池汽車動力系統中的能量轉換過程建立基本的概念。

在上述基礎上，本書介紹了電化學電源的原理、質子交換膜燃料電池和鋰離子電池的結構，深入介紹了基于機理的電化學電源建模的方法，針對燃料電池汽車動力系統的瓶頸問題，提出了燃料電池汽車動力系統中燃料電池-鋰離子電池復合電源系統的概念，系統介紹了氫電復合及多模塊復合的電源設計技術、復合電源狀態估計及管控技術等。

在車用燃料電池技術和產業發展的牽引下和可再生能源發電技術的推動下，氫能的重要性日益凸顯，本書介紹了支撐燃料電池汽車所需的氫能的制備、存儲、運輸、加注等關鍵技術的發展現狀、存在的重大挑戰等。最后，對基于可再生能源發電制氫及氫電二元網絡的構建做出了展望，并提出了基于綠氫和綠電的零碳交通能源系統的構思，希望氫電二元網絡為零碳交通能源體系奠定基礎，并以交通零碳化為先導，帶動整個能源體系的低碳化發展。

本書的目標是成為一部該領域的“知識地圖”，讓從事某一特定領域的科研工作者了解全貌，適合機械、能源、車輛、電氣或者化學等專業的研究生及相關領域的專業技術人員閱讀。

懇請讀者對本書的內容和章節安排等提出寶貴意見，并對書中存在的不當之處提出批評和建議，以便本書再版修訂時參考。

著者