序（二）
FOREWORD

同济大学在燃料电池汽车动力系统方面有着很长的研究历史，其发端于2000年开始的科技部“十五”863计划电动汽车重大专项，同济大学承担燃料电池乘用车动力系统的研发任务，在科技部、上海市的支持和行业的帮助下，我们研发出了“超越系列”燃料电池汽车，成功在2008年北京奥运会和2010年上海世博会上应用，并将技术进一步深化和产业化，带动了技术的发展和行业的进步。

“超越系列”燃料电池汽车动力系统走的是“电电混合”的技术路线，这是迫于当时的条件而做出的妥协，因为当时没有大功率的燃料电池技术，但后来我们也发现了“电电混合”这个技术路线的优势，作为储能载体的锂离子电池可接受电机制动回馈电流，且响应速度互补，燃料电池可以工作在效率优化区间。现在的燃料电池技术和锂离子电池技术都今非昔比，尤其是锂离子电池技术已经大规模产业化，但“电电混合”的技术路线仍在延续。

不同于传统燃油汽车动力的刚性传动，在电动汽车上动力系统呈现柔性连接的特点，由此导致动力系统在往两个大总成方向演化，分别是电驱和电源。电驱已经实现了电机控制器、电机和减速器的三合一集成，体现为一体化驱动电桥，而电源也将形成锂离子电池、DC/DC变换器和燃料电池的三合一集成，被称为“复合电源”，复合电源可充分发挥不同电池的优势，弥补燃料电池寿命不足以及锂离子电池续驶里程不足的问题，并更有利于低温冷启动，且燃料电池的热源可以用于整车热管理。

从方法论来看，电化学电源数字化的方法论是统一的，数字建模可以充分优化设计和优化控制，且新一代电力电子器件技术（碳化硅、氮化镓）为电源复合提供了有力的支撑；从整车轻量化需求来看，高续驶里程导致的大容量车载锂离子电池系统与整车轻量化的方向背道而驰，而高比功率复合电源和高密度储氢技术为整车轻量化提供了新的动力；跳出汽车行业，从全球和全国资源供给来看，复合电源同时降低了锂离子电池容量和燃料电池功率，缓解了锂、镍、钴和铂的供应压力。

从电动汽车往上游能源供给来看，氢和电融合可以实现一个优化的能源网络，我们将其称为“氢电二元二次网络”，二元是指氢、电两种形式，二次则指这两种能源都是二次能源，不是来自矿产资源。电网效率优先，氢网鲁棒性优先，两者的融合可以兼顾动态性、安全性和寿命，并可以解决光伏发电、风力发电引入电网后带来的间歇性、分布性难题。新能源供应侧和负载侧也应该是复合电源未来的应用场景。

时至今日，虽然中国电动汽车已经实现了换道超车，行业进展蔚为大观，但中国60%的区域仍然少有电动汽车，且这60%的区域都是可再生能源富集的区域。从“电电混合”到复合电源，从车载应用到风、光等可再生能源应用，从汽车的低碳化到能源的低碳化，由“超越系列”孕育的这条技术路线可以为解决这个问题提供有效的技术思路。

对于关心新能源汽车和新能源技术不同领域的专业人士来说，及时掌握车用电源系统的技术现状和趋势对明确电动汽车的发展及其对能源网络的影响是非常必要的。本书详细介绍了燃料电池汽车动力系统各种能量变换的原理，包括基于燃料电池从氢能到电能的变换、基于锂离子电池的电化学储能、基于DC/DC变换器的电能变换、电化学电源与电力电子变换器构成的复合电源系统以及车用氢电能源供给基础设施，内容非常完整而全面，是车用能源动力领域难得的专业书籍，可以为整个行业提供非常有价值的参考。

余卓平

同济大学汽车学院教授、国家智能型新能源汽车协同创新中心主任