基于OSEK的燃料电池客车控制器的研究

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控制系统《ＰＬＣ技术应用２００例》

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基于ＯＳＥＫ的燃料电池客车控制器的研究

ＳｔｕｄｙｏｎＶｅｈｉｃｌｅＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒｏｆＦｕｅｌｃｅｌｌＣｉｔｙＢｕｓｗｉｔｈＯＳＥＫＴｕｒｂｏＯＳＲｅａｌ－ｔｉｍｅＯｐｅｒａｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍ

（清华大学）华剑锋田硕李建秋

ＨＵＡＪｉａｎ－ｆｅｎｇＴＩＡＮＳｈｕｏＬＩＪｉａｎ－ｑｉｕ

摘要：本文成功地将符合ＯＳＥＫ／ＶＤＸ标准的嵌入式实时操作系统ＯＳＥＫＴｕｒｂｏＯＳ应用到燃料电池城市客车整车控制器中。将控制程序划分为合理的任务后，通过引入实时操作系统，采用基于优先级的抢占式调度方式构建控制软件系统，不但提高了软件的执行效率，保证了控制器的实时性要求，也提高了控制软件的开发效率。在该实时操作系统的基础上，成功地实现了对整车运行的管理与控制、基于ＣＡＮ总线的各部件节点的协调控制、故障诊断和处理及数据监控记录等功能，顺利完成了燃料电池城市客车整车控制器的开发。

关键词：ＯＳＥＫ／ＶＤＸ；实时操作系统；整车控制器；燃料电池城市客车

中图分类号：ＴＰ２９文献标识码：Ａ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｒｅａｌ－ｔｉｍｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ“ＯＳＥＫＴｕｒｂｏＯＳ”ｗｈｉｃｈｍｅｅｔｓｔｈｅＯＳＥＫ／ＶＤＸｓｔａｎｄａｒｄｈａｓｂｅｅｎｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄｉｎｔｈｅｖｅｈｉ－ｃｌｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｏｆａｆｕｅｌｃｅｌｌｃｉｔｙｂｕｓ．Ｃｏｎｔｒｏｌｐａｒｓｅｒｓａｒｅｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｔａｓｋｓ，ｗｈｉｃｈａｒｅｓｃｈｅｄｕｌｅｄｗｉｔｈｐｒｉｏｒｉｔｙｐｒｅｅｍｐｔｓｔｒａｔｅｇｙｂｙｔｈｅｒｅａｌ－ｔｉｍｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ．Ｉｎｔｈｉｓｐｒｏｃｅｓｓ，ｎｏｔｏｎｌｙｈａｓｔｈｅｅｘｅｃｕｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｓｏｆｔｗａｒｅｂｕｔａｌｓｏｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｂｅｅｎｉｍｐｒｏｖｅｄ，ｉｎｔｈｅｍｅａｎｔｉｍｅ，ｔｈｅｒｅａｌ－ｔｉｍｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｃａｎｂｅｇｕａｒａｎｔｅｅｄ．Ｖｅｈｉｃｌｅｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｃｏｍｐｏ－ｎｅｎｔｓｃｏｎｔｒｏｌｖｉａＣＡＮｂｕｓ，ｄｉａｇｎｏｓｉｓ，ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｅｔｃ．ｈａｖｅａｌｓｏｂｅｅｎｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｉｎｔｈｅｒｅａｌ－ｔｉｍｅｓｙｓｔｅｍ，ｉｍｐｌｅ－ｍｅｎｔｉｎｇｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｏｆｔｈｅｆｕｅｌｃｅｌｌｃｉｔｙｂｕｓ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＯＳＥＫ／ＶＤＸ；ＲＴＯＳ；ＶｅｈｉｃｌｅＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；ＦｕｅｌｃｅｌｌＣｉｔｙＢｕｓ

文章编号：１００８－０５７０（２００８）０６－１－０００９－０３

１前言

随着汽车工业的发展和进步，人们对汽车的动力性、经济

性、排放、安全性等方面提出了更高的要求。传统的机械式控制

系统已经远远不能满足这些需要。电子化控制系统以其高精

度、高速度、控制灵活、稳定可靠等特点逐渐取代了机械式控制

系统。为了满足实时性、稳定性、可移植性和可扩展性的要求，

采用基于实时操作系统ＲＴＯＳ（ｒｅａｌｔｉｍｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ）的嵌入

式程序设计更是当前的发展趋势。

由于不同的ＲＴＯＳ产品在功能和ＡＰＩ接口上的差异，为了

满足日益庞大复杂的汽车电子控制软件的开发需要，实现应用

软件的可移植性和不同厂商的控制模块间的可兼容性，法、德

两国专门针对汽车分布式控制而共同提出的一种开放式汽车

电子工业标准ＯＳＥＫ／ＶＤＸ。ＯＳＥＫ／ＶＤＸ是汽车领域的实时操作

系统标准，它的提出解决了操作系统功能和接口的标准化问

题，已在汽车电子控制领域得到了广泛的应用，是车用操作系

统的发展方向。

在国家“十五”８６３《电动汽车》重大专项燃料电池城市客车

项目中清华大学汽车系承担了整车控制器研发的任务。在燃料

电池汽车分布式控制系统中，包括燃料电池发动机、蓄电池、

ＤＣ／ＤＣ和电机等多个部件节点，整车控制器的主要功能是对各

部件的工作和调节进行精确和优化控制，同时接受来自司机的

操作命令，驱动客车行驶。该分布式控制系统信息流量大、控制

任务复杂，并且对于实时性有很高的要求。整车控制器必须在

保证各信号的实时可靠性、控制算法执行的可靠性以及上位机

监控等多个任务之间进行很好的协调，正确处理各任务的相对

重要、实时程度。为了满足这些要求，基于符合ＯＳＥＫ／ＶＤＸ标准

的实时操作系统进行控制器的开发是十分必要的。

２ＯＳＥＫ／ＶＤＸＯＳ的特点

ＯＳＥＫ／ＶＤＸ（简称ＯＳＥＫ）是汽车领域的实时操作系统标准，

它的提出解决了操作系统功能和接口的标准化问题。由于不同

的ＲＴＯＳ产品在功能和ＡＰＩ接口上的差异，使得上层应用软件

仍不具备完全的平台移植性。ＯＳＥＫ／ＶＤＸ是汽车领域的实时操

作系统标准，ＯＳＥＫ标准的出现，很好的解决了汽车行业中

ＲＴＯＳ产品的标准化问题，已在汽车电子控制领域得到了广泛

的应用，是车用操作系统的发展方向。

ＯＳＥＫ是一个德文缩写词，意思是“汽车电子的开放系统及

其接口标准”。ＶＤＸ的含义是：“车用分布式执行器”。ＯＳＥＫ操作

系统的功能通过ＶＤＸ进行协调。该接口包括一个实时操作系

统、一种独立于通信系统的协议、一种网络管理系统和功能库。

通过建立ＯＳＥＫ标准，将控制器软件的应用层和系统层完

全分离开，系统层则通过统一的标准将硬件和系统相关函数封

装起来，为上层应用提供统一的开发接口，做到应用和系统完

全无关。使得开发者可以更加专心于应用层的开发，大大缩短

开发新型模块的周期，降低成本，使应用软件可以做到跨平台、

跨结构的移植，而且也为汽车分布式控制网络提供了统一的软

件开发平台。ＯＳＥＫ标准还要求系统具有可配置、可剪裁特性，

可以灵活地为不同的应用场合配置不同的系统软件环境。

华剑锋：在读博士生

基金项目：国家“十五”８６３《电动汽车》重大专项燃料电池城市

客车项目资助（２００５ＡＡ５０１１１０）

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技术创新

中文核心期刊《微计算机信息》（测控自动化）２００８年第２４卷第６－１期

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《现场总线技术应用２００例》

控制系统

ＭＰＣ５５５ＲＣＰＵ

系统就绪信号系统故障信号

燃料电池故障信号

水温报警信号

电机转速信号

燃料电池水温信号

制动力矩信号在线编程系统

外扩ＲＡＭＲＯＭ

ＴＰＵ

燃料电池开关整车起停开关紧急制动开关

变速箱位置信号１变速箱位置信号２

制动位置传感器油门位置传感器

接口电路滤波电路

驱动电路

数模转换电路

ＴＰＵ

ＱＡＤＣ

ＱＳＭ

实时监控系统

ＣＡＮ收发电路ＳＣＩ收发电路

ＣＡＮ总线

ＴｏｎＣＡＮ

２６ＫＳＲＡＭ４４８ＫＦｌａｓｈ

在ＯＳＥＫ／ＶＤＸ中，任务分为基本任务（ＢａｓｉｃＴａｓｋ）和扩展任务（ＥｘｔｅｎｄｅｄＴａｓｋ）两种类型。扩展任务与基本任务的主要区别是：扩展任务可以等待事件（ＷａｉｔＥｖｅｎｔ），并具有Ｗａｉｔｉｎｇ状态；基本任务则没有Ｗａｉｔｉｎｇ状态。

图１ＯＳＥＫ／ＶＤＳ的任务切换

如图１所示，任务具有ｒｕｎｎｉｎｇ（运行）、ｒｅａｄｙ（预备）、ｗａｉｔｉｎｇ

（等待）和ｓｕｓｐｅｎｄ（挂起）四种状态，状态转换有Ａｃｔｉｖａｔｅ（激活）、Ｓｔａｒｔ（启动）、Ｗａｉｔ（等待）、Ｒｅｌｅａｓｅ（释放）、Ｐｒｅｅｍｐｅｄ（抢占）和Ｔｅｒ－ｍｉｎａｔｅ（终止），具体描述如下：

Ａｃｔｉｖａｔｅ：激活任务。任务由Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ状态变为Ｒｅａｄｙ状态。激活后，任务就可以参与调度，并获得执行。Ａｌａｒｍ－ＡｃｔｉｖｅＴａｓｋ、Ｍｅｓｓａｇｅ－ＡｃｔｉｖｅＴａｓｋ以及系统函数ＡｃｔｉｖｅＴａｓｋ（）、Ｃｈｉ－ａｎＴａｓｋ（）等都会使任务激活进入Ｒｅａｄｙ状态。具有ａｕｔｏ－ｓｔａｒｔｕｐ属性的任务会在ＯＳ启动后自动Ａｃｔｉｖａｔｅ。

Ｓｔａｒｔ：启动任务。任务又Ｒｅａｄｙ状态变为Ｒｕｎｎｉｎｇ状态，这个过程由任务调度器进行控制。任务调度器会从Ｒｅａｄｙ任务列表中选取最高优先级任务将其启动，操作系统函数Ｓｃｈｅｄｕｌｅ（）

会引起任务调度。

Ｗａｉｔ：使任务等待。任务由Ｒｕｎｎｉｎｇ状态变为Ｗａｉｔｉｎｇ状态。

任务通过进入Ｗａｉｔｉｎｇ状态等待事件发生，实现与事件的同步，系统函数ＷａｉｔＥｖｅｎｔ（）会使任务进入Ｗａｉｔｉｎｇ状态。

Ｒｅｌｅａｓｅ：使任务退出等待。任务由Ｗａｉｔｉｎｇ状态变为Ｒｅａｄｙ状态。当任务等待的事件发生了，任务则退出Ｗａｉｔｉｎｇ状态，等待操作系统的调度。Ａｌａｒｍ－ＳｅｔＥｖｅｎｔ、系统函数ＳｅｔＥｖｅｎｔ（）等都会使等待该事件的任务进行释放而进入Ｒｅａｄｙ状态。

Ｐｒｅｅｍｐｅｄ：任务被占先。任务由Ｒｕｎｎｉｎｇ状态变为Ｒｅａｄｙ状态。当有更高优先级的任务进入了Ｒｅａｄｙ状态，任务就有可能被占先。任务调度器负责各任务的Ｓｔａｒｔ和Ｐｒｅｅｍｐｅｄ。系统函数ＡｃｔｉｖｅＴａｓｋ（）、Ｓｃｈｅｄｕｌｅ（）都会使任务Ｐｒｅｅｍｐｅｄ。

Ｔｅｒｍｉｎａｔｅ：任务被终止。任务由Ｒｕｎｎｉｎｇ状态变为Ｓｕｓ－ｐｅｎｄｅｄ状态。任务终止后，任务不再参与任务调度。系统函数ＴｅｒｍｉｎａｔｅｄＴａｓｋ（）、ＣｈａｉｎＴａｓｋ（）会引起任务的Ｔｅｒｍｉｎａｔｅ。

３控制器具体结构

燃料电池城市客车分布式控制系统的组成如图２所示。整车控制器通过ＣＡＮ总线网络分别和燃料电池控制器、主ＤＣ－ＤＣ变换器控制器、

蓄电池控制器以及电机控制器相连，构成分布式控制网络；整车控制器处于分布式控制网络的核心，它将各个部件的信息汇总，结合司机驾驶的意图，执行相应的算法

后生成控制命令，通过ＣＡＮ网络发布到各个子部件，从而实现对各个子部件的控制。其中ＣＡＮ总线的通讯协议参考ＳＡＥ

Ｊ１９３９Ｅ标准制定，ＣＡＮ总线的硬件层遵循ＣＡＮ２．０Ｂ协议。

图２燃料电池城市客车分布式系统结构图

为了保证在燃料电池城市客车运行的恶劣条件下进行复杂运算的可靠性，该整车控制器采用了高性能的ＭｏｔｏｒｏｌａＰｏｗ－

ｅｒＰＣ处理器系列的ＭＰＣ５５５作为核心控制器。ＭＰＣ５５５属于ＭＰＣ５００系列，是Ｍｏｔｏｒｏｌａ公司为汽车电子量身定做的３２位高

端控制器的最新一代产品，是目前汽车电子行业应用的最先进的微控制器之一。控制器的具体结构如图３所示，ＭＰＣ５５５已内置了４４８ＫＦｌａｓｈ和２６ＫＳＲＡＭ，但为了达到运行实时操作系统所需配置，进行了系统存储器扩展；各种数字信号经相应接口电路进行隔离、电平转换、放大后由ＴＰＵ模块进行处理；司机控制踏板产生的模拟信号经过滤波后由ＱＡＤＣ模块转换为数字量；外围的驱动电路对控制器的数字输出信号进行处理，以符合整车的电气规格要求；数模转换电路模块将重要的数据指标转换为模拟量用于司机面板的显示；通过ＭＰＣ５５５内置的Ｔｏｕ－

ＣＡＮ模块和ＣＡＮ收发电路模块连接到整车ＣＡＮ网络，与各节

点进行数据交换；由ＳＣＩ串行通讯电路构成在线编程系统，可以进行在线的程序更新。此外，由基于ＣＡＮ总线的监控系统，

可以对控制器的运行状况进行实时监控。

图３整车控制器结构图

４基于ＲＴＯＳ的开发流程

在实时操作系统方面，本研究选用了德国Ｍｅｔｒｏｗｅｒｋｓ公司开发的ＯＳＥＫＴｕｒｂｏＯＳ系统。该系统有内核代码小、执行效率高、符合ＯＳＥＫ／ＶＤＸ标准的优点，并且可以通过Ｍｅｔｒｏｗｅｒｋｓ公司提供的ＯＳＥＫＢｕｉｌｄｅｒ软件，快速的配置需要构建的实时操作系统。此外，通过联合使用同样由该公司开发的专门针对

─Ｂａｓｉｃ＆Ｅｘｔｅｎｄｅｄｔａｓｋｓ┄Ｅｘｔｅｎｄｅｄｔａｓｋｓｏｎｌｙ

１０－

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控制系统《ＰＬＣ技术应用２００例》

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ＭＰＣ５５５的Ｃ编译器ＣｏｄｅＷａｒｒｉｏｒ，可以使用户快速的将运用程

序、控制算法程序与ＯＳＥＫＴｕｒｂｏＯＳ操作系统相结合，从而构

成一个完整的控制系统程序，并可进行实时在线调试。

基于以上软件基础的应用程序开发流程如图４所示。通过

ＯＳＥＫＢｕｉｌｄ环境进行实时操作系统结构的设计，并编译生成包

含ＯＳＥＫＴｕｒｂｏＯＳ内核＊．ｌｉｂ库文件。在Ｃｏｄｅｗａｒｒｉｏｒ环境下，具

有实时操作系统结构的库文件与底层驱动文件和经过仿真测

试的控制算法代码文件一起经过编译连接后生成可执行的镜

像文件，通过ＣＡＮ或ＳＣＩ通讯将代码下载到目标控制器。在该

流程中，实时系统结构、底层的硬件驱动以及上层控制算法的

开发相对独立，算法开发人员不需要考虑复杂的底层硬件情

况，不但缩短了软件的开发周期，也提高了控制系统的可靠性。

图４基于ＯＳＥＫＴｕｒｂｏＯＳ和Ｃｏｄｅｗａｒｒｉｏｒ的开发流程

５实时多任务系统设计

燃料电池城市客车的实时多任务系统如图５所示，包含调

度任务，诊断任务，控制任务和监控任务四个主要任务。

图５实时多任务系统结构图

其中调度任务除了对发动机状态进行调度以外，还执行对

模拟和数字输入信号进行扫描、清除看门狗保护计数器、发送算

法任务执行信号量、向ＣＡＮ总线上发送控制命令等任务，该任

务由定时器以５０ｍｓ的周期定时激活；诊断任务对系统级别的

错误和算法级别错误进行处理，当发生错误时向总线上发布报

警信号并重启相应的模块，该任务由接收到的错误诊断任务信

号量激活；控制任务对输入的数据进行处理，调用相应的算法处

理程序，输出正确的控制信号量，将控制参数装载到ＣＡＮ消息

的缓冲区，并根据适应条件判断错误，释放错误诊断任务信号

量，该任务由接收到的控制任务执行信号量激活；监控任务与上

位机的监控程序进行通讯，对控制器的关键变量进行实时监控，

同时根据协议可对控制器进行在系统编程。前者由串口接收中

断激活，后者由串口接收中断通过标志位的设置激活。

在该多任务平台中，各个任务被分配给特定的优先级别，

其中调度任务优先级别最高为５，诊断任务级别次之为１０，控

制任务再次之为１５，监控任务优先级别最低为４０。调度任务定

时执行，并且发送控制任务信号量实现任务调度和切换。一般

情况下，错误诊断任务并不执行，而是处于等待（Ｗａｉｔｉｎｇ）状态，

仅当控制任务发送错误诊断信号量时才被激活。监控任务也是

在收到ＳＣＩ中断释放的相应信号量后才被激活，并且根据需要

执行实时在线监控或者进行在系统编程。依据不同的优先级定

义，各任务在实时操作系统的调度下分时执行。

在ＯＳＥＫＴｕｒｂｏ环境下将上述各任务分别进行定义和编译

后，只需要在程序中启动实时多任务系统，各任务即可按照所

设计的调度策略自动执行，典型的启动操作系统代码如下：

ｖｏｉｄｍａｉｎ（ｖｏｉｄ）

｛

ＳｔａｒｔＯＳ（Ｍｏｄｅ）；／＊启动实时多任务系统，该函数永不返回＊／

｝

６结论

本文的创新在于：以ＯＳＥＫＴｕｒｂｏ为软件平台，结合ＭＰＣ５５５

的软硬件资源，开发出了符合ＯＳＥＫ／ＶＤＸ标准的燃料电池城市

客车控制平台，实现了对整车运行的管理与控制、基于ＣＡＮ总

线的各部件节点的协调控制、故障诊断和处理及数据监控记录

等功能，并在燃料电池城市客车的实际测试中得到了检验。

由于实时操作系统与硬件驱动程序对接口函数进行了封

装，因此与控制算法是相对独立的。故在实时操作系统和硬件

驱动程序进行合理移植后，控制算法程序只要经过少许改动即

可成功移植到新的平台上，并不需要考虑具体的时间调度策

略。因此程序移植更新的重点主要放在实时操作系统和硬件驱

动程序的移植上，提高了控制软件的开发效率，也体现了平台

战略的程序具有较好的通用性与可移植性。

参考文献

［１］《ＯＳＥＫ／ＶＤＸＯｐｅｒａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍＶｅｒｓｉｏｎ２．２》，ＯＳＥＫＧｒｏｕｐ

［２］周红波．基于嵌入式操作系统的开发方法［Ｊ］微计算机信息．

２００６．７：５５－５７

［３］田硕．ＭＰＣ５５５软件开发平台的构建和ＯＳＥＫ实时操作系统的

研究．清华大学综合论文训练２００３

［４］张军．基于Ｖｘｗｏｒｋｓ实时操作系统的串口通信程序设计与实

现［Ｊ］微计算机信息．２００６．２：９８－１００

作者简介：华剑锋（１９８２－），男（汉族），云南西双版纳人，清华大学

汽车工程系在读博士生，２００５年赴德国亚琛工业大学交流学

习，研究方向为燃料电池客车发动机故障诊断与容错控制及汽

车电子系统。

Ｂｉｏｇｒａｐｈｙ：ＨｕａＪｉａｎ－ｆｅｎｇ（１９８２－），ｍａｌｅ（Ｈａｎ），ｂｏｒｎｉｎＹｕｎ－

ｎａｎｐｒｏｖｉｎｃｅ，ｈｅｉｓａＰｈＤｃａｎｄｉｄａｔｅａｔＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ｍａ－

ｊｏｒｉｎｇｉｎａｕｔｏｍｏｔｉｖｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｈｉｓｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｔｅｒｅｓｔｓａｒｅｉｎｔｅｌ－

ｌｉｇｅｎｔｄｉａｇｎｏｓｉｓａｎｄｆａｕｌｔ－ｔｏｌｅｒａｎｔｃｏｎｔｒｏｌｏｆｆｕｅｌｃｅｌｌｅｎｇｉｎｅｓａｓ

ｗｅｌｌａｓａｕｔｏｍｏｔｉｖｅｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓｙｓｔｅｍ．

（１０００８４北京清华大学汽车安全与节能国家重点实验室）

华剑锋田硕李建秋

（ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅ

ＳａｆｅｔｙａｎｄＥｎｅｒｇｙ）ＨｕａＪｉａｎ－ｆｅｎｇＴｉａｎＳｈｕｏＬｉＪｉａｎ－ｑｉｕ

通讯地址：（１０００８４北京北京清华大学汽车研究所２１３室）

华剑锋

（收稿日期：２００８．３．２５）（修稿日期：２００８．５．１５）

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燃料电池客车发展情况与技术发展趋势

燃料电池客车发展情况及技术发展趋势一、燃料电池汽车政策分析 《关于2016-2020年新能源汽车推广应用财政支持政策方的通知》（财建(2015)134号）中明确：“2017-2020年，除燃料电池汽车外，其他车型补助标准适当退坡”，明确了国家对燃料电池汽车产业发展的支持态度。而《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》中提出，要系统推进燃料电池汽车研发与产业化，到2020年，实现燃料电池汽车批量生产和规模化示应用。 在财政补贴层面，国家也给予了大力支持，包括整车补贴、加氢站补贴、免征购置税以及运营补贴等。其中，整车补贴额度从20万到50万每辆不等，一个加氢站则补贴400万元，运营补贴中，燃料电池客车补贴为6万元/辆/年。 二、氢燃料电池产业链概述 氢燃料电池汽车产业链包括制氢、储氢、运氢、加氢、应用（燃料电池汽车/有轨电车）等环节。 氢气制造一般是通过将化石原料、化工原料、工业尾气、可再生能源以及水等经过处理来获取，每种获取途径其成本和环保属性都不同。中国目前主要通过工业尾气处理以及电解水来制氢。长河认为，对于燃料电池来说，现在配套基础设施还有待进一步完善，需要政府以及行业机构以及专家尽快推进立法和相应的技术标准予以规。

长河表示，制氢的方法和方案比较多，而目前燃料电池汽车使用最大瓶颈和最大的障碍是缺乏加氢站。据其统计，截止到2013年底，全球加氢站只有228座，对于我国来说，我国真正投入商业化、用于燃料电池的加氢站只有两座，仅仅限于国比较大的城市，就是和，处于示运营阶段，与国外说的氢高速公路，也就是一条高速公路有多个加氢站相比，差距比较大。 在整个氢燃料电池产业链中，氢燃料电池发动机处于绝对的核心地位，氢燃料经过发动机转化为电能应用到终端。长河表示，目前制约中国燃料电池汽车发展的瓶颈，就是氢燃料电池发动机。虽然国有不少高校和相应科研机构以及企业，在就燃料电池发动机技术展开相应研究和示性运营应用，但是氢燃料电池发动机核心技术，这两年通过评估，能够达到产业化或者达到工业化应用的，核心技术仍然掌握在国外企业手中。

氢燃料电池汽车行业调研分析报告

氢燃料电池汽车行业调研分析报告 摘要—— 该氢燃料电池汽车行业调研报告仅针对xx区域分析，时间2016-2017年度。 目前，区域内拥有各类氢燃料电池汽车企业980家，从业人员49000人。截至2017年底，区域内氢燃料电池汽车产值176532.90万元，较2016年148797.12万元增长18.64%。产值前十位企业合计收入76279.72万元，较去年63661.93万元同比增长19.82%。 ...... 过去，我们习惯性地将拉丁美洲、东欧和亚洲大部分地区看做低成本地区，而将美国、西欧和日本看作高成本地区。现今，这已是一种过时的世界观了，工资、技术效率、能源成本、利率和汇率，以及其他因素年复一年的细微变化，悄悄地但也极大地影响了“*”图谱。近十年来，全球的要素价格都不同程度出现上涨，但数字并不是其中关键，重要的是有没有与业绩挂钩，与利润相比，要素价格的上涨是否合理？遗憾的是，“*”的下降已经导致(甚至继续导致)令人悲观的制造业投资回报率。加上隔在科技创新与市场回报之间的玻璃墙，全球制造业将持续面临悲观前景。

第一章宏观环境分析 一、宏观经济分析 1、过去一年，国际环境扑朔迷离，复杂多变，国内发展任务繁重，异常艰巨。我们能够确保经济运行处于合理区间，经济结构调整出现积极变化，实现经济社会持续稳步发展，说到底，与全面深化改革取得重大进展密不可分。一年来，行政体制改革、财税体制改革、户籍制度改革、国有企业混合所有制改革、央企负责人薪酬制度改革、考试招生制度改革、司法体制改革等亮点频频；一批与经济社会密切相关的商品和服务价格有序放开，进一步激发了市场活力；持续推进的简政放权措施和“负面清单”管理，极大地激发了全民创业兴业和带动就业的内在动力。 2、当前经济运行稳中有变，经济下行压力有所加大，部分企业经营困难较多，长期积累的风险隐患有所暴露。对此要高度重视，增强预见性，及时采取对策。当前我国经济形势是长期和短期、内部和外部等因素共同作用的结果。我国经济正在由高速增长阶段转向高质量发展阶段，外部环境也发生深刻变化，一些政策效应有待进一步释放。 二、宏观产业政策

关于燃料电池电动汽车传动系统的研究

能源概论 --关于燃料电池电动汽车传动系统的研究 姓名： 学号： 专业：

关于燃料电池电动汽车传动系统的研究 摘要：燃料电池汽车是一种高效清洁的电动汽车。与传统的内燃机汽车相比, 燃料电池车的动力传动系统采用电动机替代内燃机成为燃料电池汽车驱动动力源, 其动力传统系统具有革命性的改变。本文介绍了燃料电池汽车动力传统技术发展概况, 围绕燃料电池电动汽车动力传动拓扑架构、多源系统管理和动力系统配置与仿真优化技术等关键技术开展了详细论述。对燃料电池电动汽车动力传统设计与制造具有重要的参考价值。 关键词: 燃料电池 传动系统 构架 改良 蓄电 1 引言 燃料电池汽车是电动汽车的一种。燃料电池发出的电, 经逆变器、控制器等装置,给电动机供电, 再经传动系统、驱动桥等带动车轮转动,就可使车辆在路上行驶, 燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2 ~3倍。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物,因此燃料电池车辆是无污染汽车。随着对汽车燃油经济性和环保的要求, 汽车动力系统将从现在以汽油等化石燃料为主慢慢过渡到混合动力,最终将完全由清洁的燃料电池车替代。 近几年来, 燃料电池系统和燃料电池汽车技术已经取得了重大的进展。世界著名汽车制造厂,如丰田、本田、通用、戴姆勒- 克莱斯勒、日产和福特汽车公司已经开发了几代燃料电池汽车,并宣布了各种将燃料电池汽车投向市场的战略目标。目前, 燃料电池轿车的样车正在进行试验, 以燃料电池为动力的运输大客车在北美的几个城市中正在进行示范项目。其中本田的FCX Clarity 最高时速达到了160 km/ h ; 丰田燃料电池汽车FCH V adv 已经累计运行了360, 000 km 的路试, 能够在零下37度启动,一次加氢能够从大阪行驶到东京( 560公里)。在我国科技部的支持下, 燃料电池汽车技术得到了迅速发展。2007 年, 我国第四代燃料电池轿车研制成功, 该车最高时速达150 km/h,最大续驶里程319 km。2008 年,燃料电池示范汽车又在北京奥运进行了示范运行。2010 年, 包括上汽、奇瑞等国内汽车企业共有196 辆燃料电池汽车在上海世博园区进行示范运行。在开发燃料电池汽车中仍然存在着技术性挑战,如燃料电池组的一体化,提高商业化电动汽车燃料处理器和辅助部汽车制造厂都在朝着集成部件和减少部件成本的方向努力, 并已取得了显著的进步。但与统的内燃机轿车相比, 燃料电池电动汽车采用燃料电池+ 电动机!来代替传统车的心脏—发动机和燃油系统。燃料电池轿车的动力传动系统发生较大的

国内燃料电池汽车发展现状分析

国内燃料电池汽车发展现状分析正文目录 在政策支持方面，我国政府也非常重视燃料电池汽车等清洁汽车技术的发展。《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》提出：“增强汽车工业自主创新能力，加快发展拥有自主知识产权的汽车发动机、汽车电子、关键总成及零部件。鼓励开发使用节能环保和新型燃料汽车”。2006年2月，国务院发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》将“低能耗与新能源汽车”和“氢能及燃料电池技术”分别列入优先主题和前沿技术。在国家《节能中长期专项规划》及相应的十大重点节能工程中，强调要“发展混合动力汽车、燃气汽车、醇类燃料汽车、燃料电池汽车、太阳能汽车等清洁汽车”。国家发展和改革委员会与科学技术部共同向社会公布的《中国节能技术政策大纲》中同样也强调要“研究电动汽车等新型动力”。“九五”和“十五”期间，国家都把燃料电池汽车及相关技术研究列入科技计划，国家863计划和973计划都设立了许多与此相关的科研课题。“十五”国家重大科技专项之一的“电动汽车专项”将燃料电池汽车列为重要内容，国家投人近9亿元。“十一五”国家继续支持“节能与新能源汽车”，包括燃料电池汽车的研究。 在技术现状方面，1998年，清华大学研制出中国第一辆燃料电池汽车，其燃料电池由北京富源燃料电池公司提供；1999年北京富源燃料电池公司与清华大学合作开发出燃料电池乘用车；2001年，北京绿能公司与清华大学和北京工业学院合作，研制出以燃料电池为动力的出租车、客车和12个座位的公共汽车；2004年，国家甲醇燃料汽车示范工程在长治正式启动并通过了国家验收；2005年，上海神力科技有限公司研制的绿色燃料电池游览车投入试运，总行驶里程达1.2万公里，无故障运行时间达2000小时；2006年，由同济大学等单位共同研发“超越三号”燃料电池轿车在第八届“比比登清洁能源汽车挑战赛”中表现抢眼，四项比赛评分均为“A”，并在两个单项比赛中获得第一。 我国燃料电池汽车研发采用了与国际同领域权威单位不同的技术路线，开发出了独具特色的能量混合型和功率混合型两种燃料电池混合动力系统，具有电——电混合、平台结构、模块集成的技术特征，燃料经济性高于国外同类样车特别是纯燃料电池驱动模式样车，轿车和客车两种车型节氢效果均十分显著，现已经成为国际上主流构型。新一代的燃料电池汽车动力平台也已经基本建立。 在产业化目标方面，我国燃料电池电动汽车产业化目标是，2006～2010年期间，通过示范运行，找出薄弱环节，攻克技术难关，实现燃料电池电动汽车的小批量试制；2010～2020年，争取燃料电池电动汽车的批量生产；2020～2030年，我国电动汽车整体技术水平要基本与国际电动汽车水平相当，并且实现燃料电池电动汽车的大批量生产。 在燃料电池汽车的实际应用方面，我国于2003年与2007年分别启动了两期燃料电池公共汽车商业化示范项目。该项目是中国政府、全球环境基金(GEF)和联合国开发计划署(UN—DP)共同支持的项目，由科技部、北京市、上海市共同组织实施，目的是为了降低燃料电池公共汽车的成本，借助在北京和上海两市进行的燃料电池公共汽车和供氢设施的示范，加快其技术转化。北京市、上海市各采购6辆燃料电池公共汽车，进行示范运行。2008年北京奥运会，基于上海大众领驭平台的燃料电池轿车作为我国首款燃料电池轿车进入国家汽车产品公告，20辆领驭燃料电轿车为奥运会提供交通服务，运行总里程超7.6万km。

燃料电池汽车加氢站设计与工程建设实践

燃料电池汽车加氢站设计与工程建设实践 加氢站对于燃料电池汽车的发展有着积极的推动作用。燃料电池(F uel Cell)是氢能使用最重要的技术之一，作为一种电化学反应装置，其不经过燃烧，直接将化学能转化成电能。燃料电池技术广泛应用于汽车工业领域，与传统的内燃机相比，燃料电池具有更高的能源转换效率，而且由于其反应的产物是水，不产生任何的污染物和温室气体，实现了真正的零排放。我国燃料电池汽车事业的发展基本与世界同步，在政府的能源、环保战略，发展速度仍在不断加快。 2.1 加氢站储氢量 根据对世博期间燃料电池公交车、燃料电池轿车和燃料电池观光车3类共196辆氢燃料电池汽车在世博园区内外进行示范运行。燃料电池汽车每日行驶里程和单位里程耗氢量进行估算，所有燃料电池汽车的日最大氢气需求量约600kg。考虑供氢安全系数和工程实际情况，站内设置两辆长管拖车，其储氢量约560kg，储存压力不大于20MPa。站内固定储氢瓶组储氢量约500kg，储存压力不大于45MPa。站内总储氢量约1060kg，属于三级站。 该站选择离站制氢(Off-site)的模式，采用氢气长管拖车将小于20 MPa的压缩氢气从生产单位运送进站后再通过站内压缩机将氢气增压 卸载至站内高压储氢瓶组，以不大于45MPa的压力储存。车辆加氢时，

从储氢瓶组中输出氢气，通过加氢机充装到燃料电池汽车的车载储氢瓶中。加氢站是对高压氢气的储存、输配、加注等技术的综合应用，世博加氢站系统主要包括：氢气源(站外供氢)、氢气压缩系统(氢气压缩机)、氢气储存系统(高压储氢瓶组)、氢气加注系统(加氢机). 此外还有高压氢气管线、阀门组件和安全、控制系统等[6]，加氢站的工艺流程由图所示。氢气长管拖车将小于20MPa的压缩氢气从氢气生产单位运送进加氢站，氢气经卸气柱卸载后通过氢气压缩机增压至4 3.8MPa储存到站内固定储氢瓶组中，氢气长管拖车也可作为站内的一级储氢装置，当对车辆加氢时，通过多级取气的模式从储氢瓶组中输出氢气，通过加氢机充装到燃料电池汽车的车载储氢瓶中。 2.4 加氢站总平面布局 加氢站是甲类火灾危险眭设施，必须在设计上保证其安全可靠。在加氢站进行站址选择和站内建、构筑物及设备平面布局设计时，必须符合上海市城市规划和站区防火安全的要求，参照上海市地方规范《燃料电池汽车加氢站技术规程》，确保加氢站与站外重要公共建筑物、明火或散发火花地点、民用建筑和厂房、库房、储罐、铁道、铁路、架空通信线、架空电力线路等保持足够的防火距离满足表1的要求。 在进行加氢站内部平面布局设计时，应当考虑站内氢气压缩机间、储氢装置、加氢机、站房、变配电间等建构筑物的安全距离满足表2的

我国氢燃料电池汽车核心技术取得突

我国氢燃料电池汽车核心技术取得突 破作者： 来源：《新能源汽车报》2019年第46期 本报讯;科技部日前发布的“对十三届全国人大二次会议第1502号建议的答复”提出，在燃料电池汽车核心技术及关键部件方面，我国已取得初步突破，并将在未来一个时期加强产业化和推广应用。 科技部表示，“十三五”期间，科技部牵头组织实施国家重点研發计划“新能源汽车”和“可再生能源与氢能技术”两个重点专项，氢能和燃料电池技术持续得到重点部署，从基础科学到共性关键技术、系统集成、示范应用全链条一体化，强化产学研结合和企业强强联合，超前研发下一代技术。 “新能源汽车”重点专项2016—2018年度连续部署三批项目，先后启动了“燃料电池基础材料与过程机理研究”“燃料电池堆过程建模仿真、状态观测及寿命评价方法研究”等基础前沿项目，“高性能低成本燃料电池电堆及关键材料的关键技术研究与工程化开发”“高比功率燃料电池发动机关键技术研究与平台开发”“高性能长寿命燃料电池发动机系统的开发研制”“车用快速动态响应燃料电池发动机研发”“全功率燃料电池乘用车动力系统平台及整车开发”“增程式燃料电池轿车动力系统平台及整车集成技术”“燃料电池公交车电-电深度混合动力系统平台及整车开发”“高环境适应性的公路客车燃料电池动力系统和整车集成技术”等重大共性关键技术项目以及“中德燃料电池汽车国际科技合作”“典型区域多种燃料电池汽车示范运行研究”等示范与应用项目，累计投入国拨经费超过6.5亿元，包括乘用车、商用车等应用领域。 据悉，这三批项目对面向产业化的和面向未来前瞻性的关键核心技术，均进行了针对性研发部署，其中重大共性关键技术项目主要由整车企业牵头，将极大带动燃料电池系统技术和产业快速发展。 1/ 1

燃料电池电动汽车发展现状与前景

燃料电池电动汽车发展现状与前景 随着社会的进步和人员移动性增强，全球汽车需求 量快速增长，迄今世界上的汽车保有量达到创纪录的10 亿 辆以上且还在不断大幅增长，使得基于传统的内燃机 Internal Combustion Engine ，ICE )汽车的轻量化与节能减排等技术进步难以降低汽车燃料的消耗和减少污染物的排放。2020 年之前温室气体(Greenhouse Gas ，GHG) 排放在1990 年水平基础上下降20% 的任务日益艰巨。如果再不采取有效措施，公路交通运输车辆的GHG 温室气体排放将会持续不断增长。通过研讨纯电动汽车( Battery Electric Vehicle ，BEV ）、混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle HEV )、或燃料电池电动汽车( Fuel Cell Vehicles ，FCVs ； Fuel Cell Electric Vehicles ，FCEVs ）等多种类型的电动汽车( Electric Vehicle ，EV )技术[3-5]有望明确实现节能减排 的理想途径。自1966 年通用汽车推出了世界上第1 款燃料电池电动汽车GMC Electrovan ，尤其是本田在1999 年推出了世界上第1 台商用的燃料电池电动汽车FCX-V4 以来，世界上EV 电动汽车型号不断丰富和租赁销售量明显增长，太、北美和欧洲成长为全球EV 电动汽车重要的新车研发制造和租赁销售市场，2014 年全世界的EV 电动汽车销售量达到34.6 万辆以上，年增长率达到86% 。

燃料电池是一种高效、清洁的电化学发电装置，近年来 得到国内外高度重视，成为最被看好的可用于替代汽油和柴 油等传统的 ICE 内燃机发动机技术的先进新能源汽车技术。 日本政府希望其到 2020 年的 FCVs 燃料电池汽车销量达到 500 万辆，再通过 10 年的研发推广实现全面普及 FCVs 燃 料电池汽车。 美国政府在 2003 年投入 12 亿美元大力推进氢 技术和燃料电池技术，其中重要项目之一就是美国能源部 Department of Energy ， DOE ）在北加州、南加州、密歇 展的氢技术和基础实施验证与示范综合工程，吸引了 Hyundai-Kia/Chevron 、 DaimlerChrysler/BP 、 Ford/BP 和 GM/Shell 等多家汽车制造 /能源供应商参与。 美国能源部大力推进氢经济和燃料电池技术，尤其是商 业化推广应用方面取得显著进展，比如目前高容量和低容量 燃料电池制造成本分别为 55 美元 /kW 和 280 美元 /kW[6] ， 汽车燃料电池 2014 年的制造成本自 2006 年下降 50% 并自 2008 年以来进一步下降 30% 以上（基于高容量电池制造） 这必将带动创造工作岗位、投资机会和可持续、安全的能源 供应。为了在 2020 年前争取把欧盟建立成一个具有全球领 先水平的燃料电池 （Fuel Cell ，FC ）系统和氢能源 （Hydrogen Energy ，HE ） 经济的巨大市场，欧盟高度重视燃料电池技术 和氢能源技术并把之视作能源领域的战略高新技术大力推 根州东南部、大西洋区中部和佛罗里达州中部等 5 个区域开 f It 步

综合设计：车载用动力燃料电池系统设计

车载用动力燃料电池系统设计 背景：随着汽车工业的迅猛发展和汽车保有量的飞速增长，全球石油资源递减和环境污染等问题却日益突出。世界各国政府开始投入大量的人力、物力、财力竞相研制和开发旨在以节能、环保为终极目标的混合动力汽车、纯电动汽车等新能源汽车。电动汽车作为一种节能、无污染的理想“零排放”汽车，理所当然地受到了广泛的关注与重视，并在今后汽车工业的发展中占有越来越重要的地位。燃料电池电动汽车（FCEV）由燃料电池提供动力源，主要是以氢燃料类型为主，其具有无污染、零排放、氢能资源丰富，制取方法很多，可获取性大等优势。以质子交换膜燃料电池为主，其燃料转换效率相比传统内燃机高达60%～70%，代表了新能源汽车的发展方向，我国863计划当中，明确将燃料电池汽车发展放在了我国的电动汽车发展的首位。 一、FECV分类及构造 FCEV是以电力驱动为惟一的驱动模式，其电气化和自动化的程度大大高于内燃机汽车，早期用内燃机汽车底盘改装的FCEV，在汽车底盘上布置了氢气储存罐或甲醇改质系统，燃料电池发动机系统，电气控制系统和电机驱动系统等总成和装置，在进行总布置时受到一些局限。新研发的FCEV采用了滑板式底盘，将FCEV的氢气储存罐和供应系统、燃料电池发动机系统、电能转换系统、电机驱动系统、转向系统和制动

系统等，统统装在一个滑板式的底盘中，在底盘上部可以布置不同用途的车身和个性化造型的车身。采用多种现代技术，以计算机控制为核心和电子控制的"线传"系统(Control-by-wire)，CAN总线系统等，使新型燃料电池电动车辆进入一个全新的时代FCEV按主要燃料种类可分为:①以纯氢气为燃料的FCEV;②以甲醇改质后产生的氢气为燃料的FCEV。FCEV按"多电源"的配置不同，可分为:①纯燃料电池FCEV;②燃料电池与蓄电池混合电源的FCEV;③燃料电池与蓄电池和超级电容器混合电源的FCEV。后2种多电源的配置方式是FCEV的主要配置方式。辅助电源用于提供起动电流和回收制动反馈的电能。图 1 所示为典型的能量混合型的燃料电池动力系统示意图。这种车型不但具有纯燃料电池汽车的优点，还能够克服纯燃料电池汽车目前无法解决的缺陷。 图 1 燃料电池汽车混合动力系统示意图 二、动力蓄电池选型及参数设计 1 动力蓄电池的分类及比较作为辅助动力源的动力蓄电池，在汽车起步的工况下提供全部动力；当汽车在加速或爬坡等工况时，为主动力源

【完整版】2020-2025年中国氢燃料电池汽车行业新市场开拓策略研究报告

（二零一二年十二月） 2020-2025年中国氢燃料电池汽车行业新市场开拓策略研究报告 可落地执行的实战解决方案 让每个人都能成为 战略专家 管理专家 行业专家 ……

报告目录 第一章企业新市场开拓策略概述 (6) 第一节研究报告简介 (6) 第二节研究原则与方法 (7) 一、研究原则 (7) 二、研究方法 (7) 第三节研究企业新市场开拓策略的重要性及意义 (9) 一、重要性 (9) 二、研究意义 (9) 第二章市场调研：2018-2019年中国氢燃料电池汽车行业市场深度调研 (11) 第一节氢燃料电池汽车行业概述与定义 (11) 一、行业概述 (11) 二、燃料电池汽车定义 (12) 第二节燃料电池汽车的发展现状和趋势 (13) 一、国际发展现状 (13) 二、国内发展现状 (15) 三、国内外政策比较 (16) （一）欧洲：促进“交通与氢能”融合，持续稳定支持产业发展 (17) （二）美国：大力投资发展 (17) （三）日本：领航燃料电池发展，政策多举并进 (17) （四）中国：政府大力支持产业发展，地方政府为氢能发展保驾护航 (18) 第三节2018-2019年我国氢燃料电池汽车行业国内外专利情况分析 (19) 一、国家层面 (19) （1）专利数量：日本遥遥领先，中国位居第三 (19) （2）技术优势：日本全面领先，专利强国各关键技术发展均衡 (20) （3）国际布局：日本重视国际市场，中国以本国市场为主 (21) （4）国内专利国家布局：国内机构数量领先，国外专利整体质量较高 (22) 二、竞争机构层面 (22) （1）国际专利申请人：汽车产业相关公司占比较大，产业技术趋于垄断 (22) （2）中国专利申请人：本土机构具备相当实力，中国专利申请人布局较分散 (23) 第四节燃料电池汽车产业链分析 (24) 一、燃料电池配套产业链结构 (25) 二、燃料电池核心技术产业链 (26) （一）燃料电池发动机 (27) （二）质子交换膜 (27) （三）反应催化剂 (28) （四）电解质 (28) （五）双极板 (28) 三、燃料电池配套产业链结构 (29) 四、制氢 (30) （1）常用的制氢技术路线 (30) （2）主流制氢源自于传统能源的化学重整 (31)

新能源汽车关键技术浅析

新能源汽车关键技术浅析 （xxx公司 xxx） 摘要：基于新能源汽车在发展中对四大关键技术的应用存在部分技术要求。本文指出新能源汽车关键技术要点，并针对动力电池及其管理系统、电机及其控制系统进行了参数对比与技术分析；大胆预测了未来动力电池和驱动电机的发展趋势。 关键词：新能源汽车；动力电池及管理；电机及控制； 通过分析总结电动汽车四大关键技术，包括电池及管理技术、电机及其控制技术、整车控制技术、整车轻量化技术。在过去的十几年里我国在纯电动、混合动力及燃料电池汽车，电池、电机及其管理控制技术开发，整车控制与集成等关键技术均取得了较大改进与突破。现就目前国内电动汽车关键技术中电池及其管理技术、电机及其控制技术谈谈自己的些许理解。 1、电池及其管理技术 电动汽车的成败关键仍然是电池。动力电池是电动汽车的动力源，电池选择将直接关系到整车的性能。电动汽车动力电池的主要性能指标是能量密度、功率密度和循环寿命等，现代电动汽车对车用电池有如下要求： (l)高能量密度(W·h/kg)及功率密度(W/kg)；(2)长的循环寿命；(3)充电方便、迅速；(4)低的制造成本；(5)低的内阻及自放电率；(6)不污染环境；(7)能在较宽的环境温度范围内工作；(8)少维护或免维护；(9)使用安全；(10)适应大批量生产的要求。 目前三元锂电池与磷酸铁锂电池凭借着多种性能因素在动力电池选择上占据优势。特别是磷酸铁锂电池，它具有磷氧共价键结构，使得氧原子不会被释放出来，因此具有较高的热稳定性（电热峰值350℃—550℃）和安全性以及便宜的价格备受青睐。 由于电动汽车的车载能量有限，其行驶里程远远达不到内燃机汽车的水平，能量管理系统的目的就是要最大限度地利用有限的车载能量，增加行驶里程。能量管理系统的功能是实现:优化系统的能量分配，预测电动汽车电源的剩余能量，再生制动时合理地调整再生能量。能量管理系统如同电动汽车的大脑，同时具有功能多、灵活性好、适应性强的特点，它能智能地利用有限的车载能量。 目前电池管理技术正朝着集成化、自动化、智能化管理的方向运行，其充电监控、SOC

氢燃料电池汽车项目规划设计方案 (1)

氢燃料电池汽车项目规划设计方案 规划设计/投资分析/产业运营

摘要 该氢燃料电池汽车项目计划总投资12643.64万元，其中：固定资产投资10463.77万元，占项目总投资的82.76%；流动资金2179.87万元，占项目总投资的17.24%。 达产年营业收入15663.00万元，总成本费用12036.38万元，税金及附加209.70万元，利润总额3626.62万元，利税总额4336.54万元，税后净利润2719.97万元，达产年纳税总额1616.57万元；达产年投资利润率28.68%，投资利税率34.30%，投资回报率21.51%，全部投资回收期6.15年，提供就业职位333个。 本报告所涉及到的项目承办单位近几年来经营业绩指标，是以国家法定的会计师事务所出具的《财务审计报告》为准，其数据的真实性和合法性均由公司聘请的审计机构负责；公司财务部门相应人员负责提供近几年来既成的财务信息，确保财务数据必须同时具备真实性和合法性，如有弄虚作假等行为导致的后果，由公司财务部门相关人员承担直接法律责任；报告编制人员只是根据报告内容所需，对相关数据承做物理性参照引用，因此，不承担相应的法律责任。 2018年，新能源汽车产销分别完成127万辆和125.6万辆，同比分别增长59.9%和61.7%。2017年，新能源汽车产销分别完成79.4万辆和77.7万辆，同比分别增长53.8%和53.3%。2018年，新能源汽车产销分别完成127万辆和125.6万辆，同比分别增长59.9%和61.7%。其中，纯电动汽车

产销分别完成98.6万辆和98.4万辆，同比分别增长47.9%和50.8%；插电式混合动力汽车产销分别为28.3万辆和27.1万辆，同比分别增长122%和118%；燃料电池汽车产销均完成1527辆。 报告主要内容：基本情况、建设必要性分析、项目调研分析、产品规划、项目选址可行性分析、土建方案说明、工艺可行性分析、环境影响分析、安全保护、项目风险评价分析、节能情况分析、项目计划安排、项目投资方案分析、项目经营效益分析、项目评价结论等。

2020年中国燃料电池汽车行业发展现状分析 大规模量产可显著实现降本提效

2020年中国燃料电池汽车行业发展现状分析大规模量产可 显著实现降本提效 大规模量产可显著降低燃料电池成本 2019年中国燃料电池汽车产销量分别达2833辆和2737辆，其中N2车型产量占比过半，12月份国内FCV(燃料电池汽车)产量规模占全年一半左右。 2019年我国氢燃料电池装机量为128.1MW，同比增长140.5%2上半年，企业装机功率集中在30-45kW之间，而下半年企业装机功率多为45-60kW之间。美国能源局研究显示，大规模量产可显著降低燃料电池成本。 1、2019年中国燃料电池汽车产销量分别达2833辆和2737辆 中国汽车工业协会发布的数据显示，2019年，我国燃料电池汽车产销分别完成2833辆和2737辆，同比分别增长85.5%和79.2%。从2016年到2019年，国内燃料电池汽车销量逐年增加。或受到疫情影响，截止至2020年1-5月中国燃料电池汽车产销分别完成309辆和322辆，同比分别下降44.1%和40.9%。 目前，国内氢燃料电池汽车保有量超6000辆，已达成《节能与新能源汽车技术路线图》中到2020年实现5000辆燃料电池汽车规模的阶段性目标。预计2020年能达1万辆，超先前预期。

2、2020年12月中国燃料电池汽车集中放量 其中2019年12月国内FCV(燃料电池汽车)产量规模占全年一半左右，12月放量主要是因为： 1)氢燃料电池汽车在11月份及之前完成生产，12月份获得生产合格证; 2)氢燃料电池汽车国补迟迟未出，企业为避免补贴政策在2020年出现大变化，集中于2019年年底完成当年燃料电池汽车生产计划; 3)各地政府在2019年年底和2020年年初集中释放订单需求，各车企为保障订单供应而提前生产，集中于2019年年底完成订单交付。如佛山386辆燃料电池汽车采购项目，常熟20辆氢燃料电池汽车交付。 3、N2车型产量占比过半 2019年N2车型产量占比为55.37%，其次为M3车型，占比34.06%。M1类车型(没有产出。由于中国明确了商用车先行先试的路线，FCV乘用车停滞了。2017年以来，中国没有一辆FCV乘用车产出。

《燃料电池汽车现状与发展趋势》毕业论文解读

宜宾职业技术学院 毕业论文 题目：燃料电池汽车现状与发展趋势 系部现代制造工程系 专业名称新能源汽车技术专业 班级新能源汽车 11201 班 姓名* * 学号201210388 指导教师王诗平 2014 年09 月25 日

浅析燃料电池汽车现状与发展趋势 摘要 随着汽车的发展，传统汽车工业的可持续发展面临着环境污染和能源短缺的双重压力。改变汽车动力系统已成为必然之势，而燃料电池汽车的发展则成为重中之重。本文从燃料电池汽车的研究背景入题，综合介绍了燃料电池系统和燃料电池汽车系统的组成与工作原理、国内外的技术现状、全面发展的优势和发展中所面临的问题以及对发展趋势的分析。 关键词：燃料电池；燃料电池汽车；汽车结构；节能环保

目录 1前言 (1) 2燃料电池汽车的结构原理 (3) 2.1 燃料电池系统的组成和工作原理 (4) 2.2 燃料电池汽车的系统组成和工作原理 (6) 2.2.1 燃料电池单独驱动汽车动力系统 (7) 2.2.2燃料电池混合动力汽车动力系统 (8) 2.3 典型的燃料电池汽车结构 (10) 3燃料电池汽车的现状分析 (15) 3.1 国外燃料电池汽车的现状 (15) 3.1.1 美洲燃料电池汽车的现状 (16) 3.1.2 欧洲燃料电池汽车的现状 (16) 3.1.3 亚洲燃料电池汽车的现状 (17) 3.2 我国燃料电池汽车的现状 (17) 3.3 国内外技术现状的对比分析 (19) 3.3.1 燃料电池汽车整车集成技术 (19) 3.3.2 燃料电池汽车发动机技术 (20) 3.3.3 高压储氢系统技术 (22) 3.4 燃料电池汽车与纯电动汽车的对比分析 (22) 4 燃料电池汽车发展趋势的分析 (23) 4.1 燃料电池汽车的发展优势 (23) 4.2 燃料电池汽车发展所面临的问题 (23) 4.3 燃料电池汽车的发展趋势 (24) 5 总结 (27) 致谢 (28) 参考文献 (29)

国内外推动燃料电池汽车发展规划详解及市场现状分析

国内外政策不断释放，燃料电池汽车处于爆发前夕 1、主要发达国家和我国都对燃料电池汽车提出了积极的发展规划 世界主要发达国家积极推进氢能和燃料电池产业发展。日本、美国、韩国、欧洲等国家 氢燃料电池汽车的研发与商业化应用发展迅速，各国均制定了燃料电池行业中长期发展规划并 投入巨额补贴，日本由于其自身的资源匮乏，甚至将发展氢能和燃料电池技术提升到了国家战 略层面。 表7:海外主要发达国家燃料电池汽车发展规划（辆） 国家2017 2020 2022 2025 2028 2030 美国4,500 13,000 40,000 1,000,000 日本2,400 40,000 200,000 800,000 法国250 5,000 20,000-50,00 荷兰41 2,000 韩国81,000 1,800,000 国内政策对燃料电池汽车持续加强战略支持。我国自2002年起即确立了以混合动力汽车、 纯电动汽车、燃料电池汽车为“三纵”，以多能源动力总成控制系统、驱动电机和动力电池为 “三横”的电动汽车“三纵三横”研发布局。从2012年的节能与新能源汽车产业发展规划起， 持续加强对于燃料电池汽车的战略支持与产业引导。各项科技发展规划或纲要明确提出加强燃 料电池电堆、发动机及其关键材料核心技术研究，提出重点围绕燃料电池动力系统等 6 大创 新链进行任务部署，支持燃料电池全产业链技术攻关。在财政补贴方面，2016-2020年持续实 施燃料电池汽车推广应用补助政策，根据 2020 年发布的后续通知，将对燃料电池汽车的购置 补贴调整为选择有基础、有积极性、有特色的城市或区域，重点围绕关键零部件的技术攻关和 产业化应用开展示范，中央财政将采取“以奖代补”方式对示范城市给予奖励。 表8:2016-2020燃料电池新能源汽车推广应用财政支持政策

国外燃料电池汽车发展现状

国外燃料电池汽车发展现状（转贴） －－2010年世界上氢燃料电池汽车时代序幕早已拉开 2010-04-15 11:59 关键字：燃料电池汽车燃料电池车燃料电池技术 当前在可用于替代汽油和柴油发动机的技术中，最被看好的是燃料电池技术。燃料电池汽车具有安静、高效和零污染（或低污染）排放的特点，同时续驶里程完全可以和内燃机汽车相媲美，具有结束内燃机汽车百年统治地位的潜力。但各国政府在对研发燃料电池技术上也存在分歧，在支持力度上也各不相同。 （下图：通用为宜家制造的“氢动3号”燃料电池示范车）

在日本，日本经济产业省前几年就对燃料电池汽车开发与推广制定了时间表，其战略目标是：到2020年,日本使用的燃料电池汽车达到500万辆；到 2030年，要全面普及燃料电池汽车。近期，日本又计划在 5 年内斥资 2090 亿日元开发以天然气为原料的液体合成燃料技术、车用电池，以及氢燃料电池科技。 在美国，燃料电池电动车曾被美国前总统布什作为“氢经济”论的“法宝”大肆宣传，但2006年2月他已改变了腔调，承认燃料电池电动车“不是近期的解决方法，也不是中期的解决方法，而确实是远期的方法”。在布什第二任总统任期的后3年里，“氢经济”论在美国已气息奄奄，燃料电池的研发重点已转向了基础性研究。2009年5月，美国政府正式宣布停止支持燃料电池电动车的研发。 美国燃料电池汽车FreedomCAR协作计划 美国燃料电池汽车FreedomCAR协作计划是美国政府 于2002年初提出的一项由美国能源部与美国汽车研究理 事会（USCAR）合作开发经济上可承受的氢气燃料电池汽车技术及相关氢气供应基础设施技术的合作研发项目。美国

燃料电池汽车的动力传动系统设计

燃料电池汽车的动力传动系统设计 1引言 燃料电池汽车是电动汽车的一种。 燃料电池发出的电，经逆变器、控制器等装置，给电动 机供电，再经传动系统、驱动桥等带动车轮转动 ，就可使车辆在路上行驶，燃料电池的能量转 换效率比内燃机要高 2-3倍。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物 ，因此燃料电池车 辆是无污染汽车。随着对汽车燃油经济性和环保的要求 ，汽车动力系统将从现在以汽油等化 石燃料为主慢慢过渡到混合动力 ，最终将完全由清洁的燃料电池车替代。 近几年来，燃料电池系统和燃料电池汽车技术已经取得了重大的进展。世界著名汽车制 造厂，如丰田、本田、通用、戴姆勒-克莱斯勒、日产和福特汽车公司已经开发了几代燃料电 池汽车，并宣布了各种将燃料电池汽车投向市场的战略目标。 目前，燃料电池轿车的样车正在 进行试验，以燃料电池为动力的运输大客车在北美的几个城市中正在进行示范项目。其中本 田的FCX Clarity 最高时速达到了 160 km/h[8];丰田燃料电池汽车 FCHV-adv 已经累计运行 了 360,000 km 的路试,能够在零下37度启动，一次加氢能够从大阪行驶到东京 （560公 里）。 在我国科技部的支持下，燃料电池汽车技术得到了迅速发展。 2007年，我国第四代燃料电池 轿车研制成功，该车最高时速达150 km/h,最大续驶里程319 km 。2008年,20燃料电池示范 汽车又 在北京奥运进行了示范运行。 2010年，包括上汽、奇瑞等国内汽车企业共有 196辆燃 料电池汽车在上海世博园区进行示范运行。 燃油绘济性 排放环保 l ;uel economic exhaust eih ironmen(al protection Internal combustion engine Shori peicxl Mid peitxl Long pei

燃料电池汽车项目可行性研究报告

燃料电池汽车项目 可行性研究报告 xxx集团

第一章项目概况 一、项目概况 （一）项目名称 燃料电池汽车项目 近年来，能源安全问题和环保压力愈发凸显，全球各国都在大力推动新能源汽车发展。纯电动汽车和插电混动汽车因技术相对简单而获得了快速发展，燃料电池汽车相较于纯电动汽车，具有续驶里程更高、加氢速度快等特点，但技术难度高，已经成为各国和龙头车企接下来产业化发展的重点方向之一。 （二）项目选址 某临港经济技术开发区 场址选择应提供足够的场地用以满足项目产品生产工艺流程及辅助生产设施的建设需要；场址应具备良好的生产基础条件而且生产要素供应充裕，确保能源供应有可靠的保障。 （三）项目用地规模 项目总用地面积49504.74平方米（折合约74.22亩）。 （四）项目用地控制指标 该工程规划建筑系数58.79%，建筑容积率1.01，建设区域绿化覆盖率7.38%，固定资产投资强度166.75万元/亩。

（五）土建工程指标 项目净用地面积49504.74平方米，建筑物基底占地面积29103.84平 方米，总建筑面积49999.79平方米，其中：规划建设主体工程32810.84 平方米，项目规划绿化面积3687.99平方米。 （六）设备选型方案 项目计划购置设备共计168台（套），设备购置费4370.39万元。 （七）节能分析 1、项目年用电量412444.25千瓦时，折合50.69吨标准煤。 2、项目年总用水量24696.55立方米，折合2.11吨标准煤。 3、“燃料电池汽车项目投资建设项目”，年用电量412444.25千瓦时，年总用水量24696.55立方米，项目年综合总耗能量（当量值）52.80吨标 准煤/年。达产年综合节能量21.57吨标准煤/年，项目总节能率27.80%， 能源利用效果良好。 （八）环境保护 项目符合某临港经济技术开发区发展规划，符合某临港经济技术开发 区产业结构调整规划和国家的产业发展政策；对产生的各类污染物都采取 了切实可行的治理措施，严格控制在国家规定的排放标准内，项目建设不 会对区域生态环境产生明显的影响。 （九）项目总投资及资金构成

燃料电池汽车关键技术介绍及其应用

119 1 燃料电池乘用车的发展必要性及战略意义 新能源汽车主要包括纯电动汽车（BEV），插电式混合动力电动汽车（PHEV）和燃料电池乘用车（FCEV）。由于燃料电池乘用车的唯一排放物是水，没有污染物排放，加氢时间段、续航里程长，能量转化效率高，被认为最有前景的新能源汽车发展方向之一。作为新能源汽车的重要技术方向，发展燃料电池乘用车对稳定能源供给，发展低碳交通，保持汽车产业持续发展，具有非常重要的意义。 2 燃料电池乘用车关键零部件介绍 2.1 燃料电池电堆 燃料电池主要有四种类型，分别是碱性燃料电池（AFC）、磷酸燃料电池（PAFC），固体氧化物燃料电池（SOFC），质子交换膜燃料电池（PEMFC），从燃料的种类、工作的温度、质量功率密度和燃料电池特性等因素综合考虑，质子交换膜燃料电池具有功率密度高、体积小、启动速度快，低腐蚀性、反应温度适中等特点，因此最适合应用于燃料电池乘用车领域。 质子交换膜燃料电池的基本反应原理是氢气在阳极发生氧化反应分解成H +和e ?，电子不断地输出到外部回路进行供电，氧离子穿过电解质膜到达阴极，阳极发生的 化学反应为：222H H e +? →+。 阴极发生的是原反应，氧气和氢离子在阴极结合产生水，阴极发生的化学反应为22 222O e H H O ?+++→。质子交换膜燃料电池的总反应为： 22 2 12H O H O +→。燃料电池电堆由端板、绝缘板、集流板以及多个单电池组成。单电池主要由双极板和膜电极组成。膜电极包含了质子交换膜、催化剂和气体扩散层。单电池双极板主要作用是隔绝燃料和空气、收集电流、传递热量，同时为反应气体提供通道。质子交换膜主要作用是为电解质提供氢离子通道，隔离阴阳极反应气体，同时对催化剂层起支撑作用。质子交换膜用催化剂为Pt 基催化剂，最常用的是商业化Pt/C 催化剂。气体扩散层主要作用为支撑催化层，稳定电极结构,提供气、电、热量的通道。 图1 燃料电池乘用车结构 2.2 车载供氢系统 在燃料电池乘用车上，车载供氢系统的功能类似于传统内燃机汽车的燃油储存与供给系统，其作用就是为燃料电池发动机提供燃料供给。其组成主要包含三部分，第一部分是氢气的储存及供给系统，包括储氢瓶、减压阀、管路等。第二部分是氢气管理系统，主要用于和整车控制器的通信，包括储氢瓶电磁阀开关、储氢瓶内气体温度的采集与显示、储氢瓶内气体压力的采集与显示等。第三部分是氢安全部分，包括氢气

燃料电池汽车的介绍

燃料电池汽车的介绍 ?燃料电池汽车是电动汽车的一种，其电池的能量是通过氢气和氧气的化学作用，而不是经过燃烧，直接变成电能或的。它的最大特点也在于此，能量转换效率不受“卡诺循 环”的限制，其能量转换效率可高达60%~70%，实际使用效率则是普通内燃机的2倍左右。 燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物，因此燃料电池车辆是无污染汽车，燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2～3倍，因此从能源的利用和环境保护方面，燃料电池汽车是 一种理想的车辆。 燃料电池汽车的氢燃料能通过几种途径得到。有些车辆直接携带着纯氢燃料，另外一些车辆有可能装有燃料重整器，能将烃类燃料转化为富氢气体。 单个的燃料电池必须结合成燃料电池组，以便获得必需的动力，满足车辆使用的要求。燃料电池汽车的优点 ?与传统汽车相比，燃料电池汽车具有以下优点： 1、提高了燃烧效率。 2、减少了机油泄露带来的水污染。 3、降低了温室气体的排放。 4、提高了燃油经济性。 5、零排放或近似零排放。 6、运行平稳、无噪声。 燃料电池汽车的关键技术 ?电动汽车的关键技术包括电动技术、自动化技术、电子技术、信息技术及化学技术，虽然能源是最首要的问题，但是车身结构、电力驱动以及能源管理系统的优化同样至关重要。 与内燃机车相比，电动汽车的行驶里程较短，因此为了尽可能地利用车载的储存能量，必须选用合适的能量管理系统。可以在汽车的各个子系统安装传感器，包括车内外温度传感器、

充放电时间的电流电压传感器、电动机的电流电压传感器、车速传感器、加速度传感器及外部气候和环境传感器。能量管理系统可实现9 个功能： 1）优化系统能量流； 2）预计所生的能量来估计还能行驶的路程； 3）提供参考以便进行有效操作； 4）直接从制动中获取能量存入储能元件，例如：蓄电池； 5）根据外界的气候调节温度控制； 6）根据外界环境调节灯光亮度； 7）估计合适的充电算法； 8）分析能源，尤其是蓄电池的工作记录； 9）诊断能源的任何不恰当或者无效的操作。 把能源管理系统和导航系统结合起来，就可以规划能源效率的路径，锁定充电站的位置并可以根据交通状态预测可行驶里程。总之，能源管理系统综合了多功能、灵活和可变的显着优点，从而可以合理利用有限的车载能源 1 燃料电池 同电化学电池相比，燃料电池的显着优点在于燃料电池电动汽车可达到与燃油车一样的续驶里程，这是因为燃料电池电动汽车的行驶里程仅与燃料箱中的燃料多少有关，而与燃料电池的尺寸无关。实际上，燃料电池的尺寸仅与电动汽车的功率需求水平有关。 燃料电池的优点： 1）反应物加料时间远远短于电化学电池的充电时间（机械充电式电池除外）； 2）使用寿命长于电化学电池并且电池维护工作量更小。同普通电池相比，燃料电池是一个能量生成装置，并且一直产生能量直至燃料用尽。