第1章 燃料電池系統原理及控制

1.1 背景

2021年，我國將生態文明理念和生態文明建設納入中國特色社會主義總體布局，同時宣布力爭2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和。構建以新能源為主體的新型能源系統，實施可再生能源替代措施，可以有效控制化石能源使用總量，促進構建清潔、低碳、安全、高效的現代能源體系，保障實現“雙碳”目標。如今，“雙碳”目標正在深刻影響著我國能源和交通領域的發展。

具體到交通領域，氫燃料電池汽車因近零排放、加氫時間短、一次加氫續駛里程長等優勢而可望成為下一代新能源汽車主導技術。近日，國家發展改革委發布的《氫能產業發展中長期規劃（2021—2035年）》明確指出，氫能是未來國家能源體系的重要組成部分和用能終端實現綠色低碳轉型的重要載體，是戰略性新興產業和未來產業重點發展方向。國務院辦公廳印發的《新能源汽車產業發展規劃（2021—2035年）》也明確表示要加快氫能產業鏈建設，在2025年我國氫燃料電池汽車保有量達10萬輛左右，2035年氫燃料電池汽車保有量將達100萬輛左右。因此，發展氫燃料電池汽車，對于發展可持續低碳交通、穩定能源供給、促進能源結構低碳化，具有重要意義。

通過多年積累，我國燃料電池汽車的發展探索出了獨具特色的能量混合型（增程式）和功率混合型（全功率）兩種動力系統技術路線，具有電-電混合、平臺結構、模塊集成的技術特征，并且燃料電池系統性能已基本達到國際先進水平。但是，燃料電池系統控制引起的系統可靠性、壽命及環境適應性等問題，仍是制約我國燃料電池汽車發展的難點和痛點。因此，開發先進的燃料電池系統控制技術，提升整車動力性、經濟性和可靠性，延長燃料電池使用壽命，對于加快我國燃料電池汽車技術進步和推廣應用有重要意義。