1.2整车动力系统结构分析
燃料电池汽车的动力系统结构有多种，目前各国研究的燃料电池大客车中主要有纯燃料电池
（PFC）、燃料电池和辅助电池联合驱动（FC＋B）、燃料电池和超级电容联合驱动（FC＋C）、燃料电池加辅助电池加超级电容联合驱动（FC＋B＋C）四种结构。
纯燃料电池汽车只有燃料电池一个能量源，汽车所有功率负荷都由燃料电池承担。这种结构中燃
料电池的额定功率大，成本高，对冷起动时间、耐起动循环次数、负荷变化的响应等提出了很高的要求。
燃料电池和辅助电池混合驱动是一种比较流行的结构。采用燃料电池和辅助电池的双动力源结构主要基于以下原因：（1）当前燃料电池的动态性能欠佳，而汽车的工作状态总是在较大的范围内动态变化，燃料电池不能随时满足汽车的功率需求，增加辅助电池可以起到快速调节功率的作用；（2）燃料电池最佳的负荷率在额定功率20％－40％的范围内，为了实现整车能量效率最佳，增加辅助电池调节燃料电池的功率输出，可使其工作点尽量保持在效率最佳的范围内。（3）目前燃料电池的成本还很高，从降低整车价格的方面来考虑，适当减小燃料电池的额定功率，用辅助电池来弥补不足的功率输出，可以在一定程度上降低整车成本。
863燃料电池城市客车在动力结构上采用了三种能量源混合的形式，如图1所示。选择蓄电池
和超级电容组合的原因，主要基于以下两点：（1）蓄电池的能量密度比较大，在驱动过程中，可以长时间提供足够的辅助能量；（2）超级电容的功率密度比较大，在需要比较大的辅助功率时，发挥主要作用，特别是在汽车制动能量回收的过程中，回收较大的回馈功率，进而延长电池使用寿命，提高汽车动力系统的效率。
863燃料电池城市客车在行驶过程中，由燃料电池作为主能量源提供驱动汽车所需的功率，蓄电
池用来提供不足功率或吸收多余功率，超级电容主要用于回收和输出瞬间大电流，按照一定的控制策
略，多能源动力总成控制系统对三者的输出或输人功率进行合理优化分配，满足复杂城市工况下的行
驶要求。这种多能源动力总成控制系统利用三种能量源各自的优势，协调控制工作模式和功率分配，
同时改善汽车动力性能和能量效率，其优势互补是单能量源系统不具备的。
2、原型车介绍
2.1整车参数
863燃料电池城市客车的第一辆原型车的外观如图2所示，整车的部分参数在表2中列出。第一
辆原型车在车上预留了超级电容的接口和空间。结合研究条件和试验状况，第一辆原型车没有使用
超级电容，仍然是FC＋B结构。
2．2部件参数
2．2．1燃料电池
第一辆原型车采用的是氢空型燃料电池，由中科院大连化物所设计，额定功率为50kw。工作电
压大约在 220V－320V之间，输出电压特性如图 3所示。
2．2．2辅助电池
第一辆原型车使用理离子电池组作为辅助电池，由深圳雷天公司提供。理离子电池组额定电压
为388．8V，由32个电池模块组成，电池单体特性参数如表3所示。
2．2．3主DC/DC变化器
第一辆原型车的主DC/DC变换器采用直流斩波器结构形式，工作原理如图4所示。
2．2．4电机
第一辆原型车使用的电机为三相交流异步电动机，由株洲电力机车研究所设计，额定功率
100kw，峰值功率160kw。
2．3主要设计指标
863燃料电池城市客车第一辆原型车的主要设计指标如下：
3、氢能源的应用
3.1供氢系统
如图5所示，第一辆原型车车载高压氢气储存供应系统由储氢瓶组1、压力表3、滤清器4、减压器
5、单向间8、电磁阀10、手动截止问及管路等组成。
在给储气瓶组加氢气时，加氢站的压缩氢气由压力表3（见图5）附近的加气口压人，经客车中部的管路11（见图 6）、三通 9、单向阀 8和管路 7到达汇流排12，由汇流排12进入储气瓶组1。当燃料电池用氢气时，压缩氢气由储气瓶组1经汇流排12、电磁阀10和三通9到达管路11。管路11的氢气再经过压力表3附件气路、客车后部的滤清器4和减压器5，到达燃料电池6。
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