1.3 燃料电池系统

燃料电池是电化学发生装置，和锂离子电池等储能装置不同，需要外部子系统提供反应物来维持电化学反应。为此，除了燃料电池本体之外，还需要外围辅助部件（balance of plant，BOP）。因而，燃料电池系统主要包括以下部分：燃料电池堆、空气供给子系统、氢气供给子系统、热管理子系统、电力电子系统等，典型拓扑如图1-3所示。其中，氢气供给子系统负责为燃料电池阳极提供反应所需的氢气；空气供给子系统按过量系数要求为燃料电池提供足够的高压空气；热管理子系统则将燃料电池工作温度控制在合理范围内；电力电子系统中DC/DC变换器将燃料电池输出直流电压调节至动力系统所需的电压水平后进行输出，使得燃料电池输出功率满足整车需求功率，并保证燃料电池工作在相对平稳的工作区间内。为了实现各子模块的即时控制和配合，燃料电池控制系统中会集成相应的子系统控制策略，通过实时合理地调整氢气供给、空气供给、温度，保证燃料电池高效运行。燃料电池系统主要集成部件和功能任务见表1-2。

图1-3 燃料电池系统拓扑图

表1-2 燃料电池各子系统模块主要集成部件以及功能任务

（续）