第1章 燃料電池系統(tǒng)原理及控制

1.1 背景

2021年，我國(guó)將生態(tài)文明理念和生態(tài)文明建設(shè)納入中國(guó)特色社會(huì)主義總體布局，同時(shí)宣布力爭(zhēng)2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。構(gòu)建以新能源為主體的新型能源系統(tǒng)，實(shí)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(jìn)構(gòu)建清潔、低碳、安全、高效的現(xiàn)代能源體系，保障實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。如今，“雙碳”目標(biāo)正在深刻影響著我國(guó)能源和交通領(lǐng)域的發(fā)展。

具體到交通領(lǐng)域，氫燃料電池汽車因近零排放、加氫時(shí)間短、一次加氫續(xù)駛里程長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)而可望成為下一代新能源汽車主導(dǎo)技術(shù)。近日，國(guó)家發(fā)展改革委發(fā)布的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021—2035年）》明確指出，氫能是未來國(guó)家能源體系的重要組成部分和用能終端實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體，是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展方向。國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》也明確表示要加快氫能產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)，在2025年我國(guó)氫燃料電池汽車保有量達(dá)10萬輛左右，2035年氫燃料電池汽車保有量將達(dá)100萬輛左右。因此，發(fā)展氫燃料電池汽車，對(duì)于發(fā)展可持續(xù)低碳交通、穩(wěn)定能源供給、促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)低碳化，具有重要意義。

通過多年積累，我國(guó)燃料電池汽車的發(fā)展探索出了獨(dú)具特色的能量混合型（增程式）和功率混合型（全功率）兩種動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)路線，具有電-電混合、平臺(tái)結(jié)構(gòu)、模塊集成的技術(shù)特征，并且燃料電池系統(tǒng)性能已基本達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。但是，燃料電池系統(tǒng)控制引起的系統(tǒng)可靠性、壽命及環(huán)境適應(yīng)性等問題，仍是制約我國(guó)燃料電池汽車發(fā)展的難點(diǎn)和痛點(diǎn)。因此，開發(fā)先進(jìn)的燃料電池系統(tǒng)控制技術(shù)，提升整車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性，延長(zhǎng)燃料電池使用壽命，對(duì)于加快我國(guó)燃料電池汽車技術(shù)進(jìn)步和推廣應(yīng)用有重要意義。