目前燃料电池车主要有纯燃料电池、燃料电池加动力电池、 燃料电池加超级电容、燃料电池加动力电池加超级电容、燃料电池加飞轮加动力电池、插电式等六大类动力配置方案。

1. 单一FC动力驱动系统

图1 单一燃料电池驱动形式动力系统结构图

单独采用燃料电池驱动系统结构最简单,在 Ballard公司较早开发的燃料电池大客车上采用此方案。由于燃料电池的功率需要满足所有工况的要求,所以其输出功率的峰值要求很大,而大功率的燃料电池制造困难,成本很高,所以采用单一燃料电池结构的逐渐减少。

2. 燃料电池和动力电池联合驱动(FC+B)系统

图2 燃料电池+动力电池驱动形式动力系统结构图

燃料电池和动力电池联合驱动是目前用的较多的一种驱动形式。这种结构形式与单一燃料电池的结构形式相比,多了一个用于减轻燃料电池负载压力的动力电池组,因此车辆对燃料电池功率密度和成本的要求没有单一FC高。

3. 燃料电池和超级电容联合驱动（FC+C)

图3 燃料电池+超级电容器驱动形式动力系统结构图

在这种系统中,燃料电池作为主动力源提供持续功率,超级电容器作为辅助动力源提供峰值功率。由于超级电容器具有功率密度大和工作温度范围宽的优点,超级电容系统比动力电池组功率性能好,解决了汽车冷启动和加速爬坡的问题。

4. 燃料电池、超级电容和动力电池混合驱动(FC+C+B)

图4 燃料电池+超级电容+动力电池驱动形式动力系统结构图

在这种集成了超级电容器和动力电池的驱动系统中,超级电容和动力电池以其各自在功率密度和能量密度两方面的优势起到了互补的作用。在这种结构中,可以由燃料电池单独或与动力电池共同提供持续功率,在燃料电池出现问题的情况下车辆依然可以行驶,而且在车辆起动、爬坡和加速等工况需求峰值功率时,动力电池和超级电容器可以单独或共同提供这部分功率,这样就可以更合理的分配需求功率而不至于对零部件的寿命产生影响。

5. 燃料电池，超高速飞轮和动力电池混合驱动

图5 燃料电池+超高速飞轮+动力电池驱动形式动力系统结构图

燃料电池加蓄电池加超高速飞轮 超高速飞轮是机械方式储能元件，具有高比能量、高比功率、长循环寿命、高效率、快速补充能量、免维护和环境友好等特点，可以应用到混合动力汽车中。超高速飞轮的加入可以提高系统的效率和输出。由于成本高、控制困难的原因，实际应 用较少。

6. 插电式动力配置方案

与传统的插电式混合动力汽车类似，该方案有两种驱 动模式，第一种蓄电池为主要动力来源，蓄电池外接充电器可 以为蓄电池充电，第二种是纯燃料电池驱动。其配置方案如图所示。

图6 插电式燃料电池动力配置方案图

7. 结语

本篇文章简要介绍了燃料电池汽车的几类动力配置方案。