燃料电池汽车的动力传动系统设计
初稿
一种低成本构型汽油机辅助动力单元控制系统设计摘要由于交通能源的枯竭与环境问题的日益严重，使传统内燃机汽车的发展面临前所未有的挑战，因而节能传动和清洁燃料的开发研制成为各国政府和研究机构积极探索的目标，而车用混合动力传动系统是解决节能和环保问题的有效途径之一。
混合动力电动车的特点是能量效率高、排放性能好、启动性能好。
它以内燃发动机为主动力源，其产生的能量用于驱动汽车或由蓄电池储存。
蓄电池作为辅助动力源，单独或与主动力源共同驱动汽车。
辅助动力单元APU作为混合动力电动汽车的重要组成部分，对于汽车的节能减排有着重要的意义。
因而，如何有效的控制APU工作将是混合动力系统发展的重要研究方向。
本文首先概括了混合动力汽车的优点及发展趋势，国内外混合动力电动车的发展现状。
然后针对混合电动汽车的关键技术部分APU的控制以及构型进行分析和部件的介绍并提出了本文的主要研究内容。
根据串联式混合动力驱动系统组成及APU工作特点，进行APU控制策略研究，重点阐述混合动力电动车APU控制系统的建模过程，按照设计策略建立APU控制系统单元的Matlab/Simulink仿真模型。
并对汽油发动机-永磁同步发电机-不可控整流器构成的APU进行工作状态分析；最后利用PID算法对APU系统仿真的输出功率的结果进行控制，仿真结果表明所设计的控制系统能够实现对APU的控制，验证了APU控制系统的控制算法。
关键词混合动力汽车；辅助动力单元；PID；仿真A low cost configuration gasoline engine auxiliary power unit control system designAbstractBecause of transportation energy depletion and environmental problemsare serious day by day, the traditional internal combustion engine development faced with hitherto unknown challenge, thus saving power and clean fuel development become each country governmet and research institutes active exploration targets, while the vehicle hybrid power transmission system is the solution to energy saving and environmental protection one of efficient ways of the problem. Hybrid electric vehicle is characterized by high energy efficiency, emission performance, good starting performance. It is the internal combustion engine as the main power source, the energy is used to drive the car or by a battery storage. Battery is used as an auxiliary power source, alone or in combination with active power source of common drive automobile. Auxiliary power unit of APU as a hybrid electric vehicle is an important part of the automobile, the energy-saving emission reduction has important significance. Therefore, how to effectively control the APU hybrid system development work will be the important research direction.This paper summarizes the advantages of hybrid car and development trend at home and abroad, the current situation of the development of hybrid electric vehicle. Then according to the mix of key technology of electric vehicle parts of APU control and configuration analysis and component describes and presents the main content of this article.Based on the series hybrid power drive system and APU features, APU control strategy of hybrid electric vehicle, and focuses on the APU control system modeling process, according to the design strategy of the establishment of control system of APU unit Matlab/Simulink simulation model. And on the gasoline engine - Permanent Magnet Synchronous Generator - rectifier consists of APU work state analysis;Finally using the PID algorithm on APU system simulation output power results in control, the simulation results show that the designed control system can realize the control of APU, verification of the APU control system control algorithm.Key words: hybrid electric vehicle; auxiliary power unit; PID; simulation第1章绪论1．1引言目前对于我们赖以生存的家园来说，节能环保是对其最有利的保护，因此在交通能源与环境问题的面前，以汽车排放洁净化、汽车燃料节约化、汽车能源多元化为主要特征的节能与新能源汽车技术迅速发展。
燃料电池汽车溷合动力系统参数匹配与优化
燃料电池汽车混合动力系统参数匹配和优化燃料电池作为车用动力电源有效率高、污染小、动力传动系统结构简单等诸多优点，但在实际使用中也存在一些问题。
（1)燃料电池的输出特性偏软，作为车用电源，无法满足负载频繁剧烈的变化，因此必须在电机控制器和燃料电池之间增加必要的功率部件进行阻抗匹配。
（2)车用燃料电池作为单一电源其启动时间长，动态响应速度较慢，无法满足车辆运行过程中负载的快速变化需求；燃料电池功率密度较低、成本高，若仅以燃料电池满足峰值功率需求，势必会造成整备质量和成本的增加；无法吸收回馈能量，不能实现制动能量的回收。
在燃料电池发动机(FCE)和电机控制器之间增加峰值功率系统(PPS)，不仅可以吸收回馈能量、降低成本，而且可以弥补FCE启动时间长、动态响应差的缺点。
采用这种结构的动力系统称为燃料电池混合动力系统。
“燃料电池+动力蓄电池”是目前研发的燃料电池混合动力系统主要构型，主要有如图1所示4种结构。
结构(a)、(b)和(c)中，燃料电池和驱动系统都是间接连接，可以在一些特定条件下的场地车上使用，但受目前燃料电池技术水平的限制，这3种动力系统结构难以在功率需求和功率波动都比较大的车型上实现。
结构(d)的优点是：蓄电池可回收再生制动的能量和吸收燃料电池富裕的能量；蓄电池组作为燃料电池发动机的输出功率平衡器，调节燃料电池发动机的效率和动态特性，改善整车燃料经济性，提高动态响应速度。
图1 燃料电池混合动力系统结构对于本文所研究的燃料电池汽车，其车型的整车参数及动力性指标如表1所示。
表1 整车参数和设计性能要求2 燃料电池混合动力系统参数匹配2.1 电机参数设计目前，可用作车用驱动电机的有直流电机、交流感应电机、永磁同步电机、直流无刷电机、开关磁阻电机等。
交流异步电机由于结构简单、坚固且控制性能好，被欧美国家广泛采用。
永磁同步电机和直流无刷电机能量密度和效率较高，在日本得到广泛使用。
开关磁阻电机使用较少。
新能源传动系统组成
新能源传动系统组成新能源传动系统是指利用新能源作为动力源，通过一系列的机械传动和控制装置，将能源转化为机械能，用于驱动车辆或其他设备的系统。
它是现代科技发展的产物，具有环保、高效、节能等优点。
本文将从新能源传动系统的组成、发展现状、技术挑战和未来发展等方面进行探讨。
一、组成新能源传动系统主要包括以下几个组成部分。
1. 新能源装置新能源装置是整个传动系统的核心部分，它包括太阳能电池板、燃料电池、储氢罐等。
太阳能电池板可以将太阳光转化为电力，并储存在电池中。
燃料电池则利用氢气和氧气进行反应产生电力，并以储氢罐中储存的氢气作为燃料。
2. 电机在新能源传动系统中，主要采用了直流无刷电机和交流异步驱动器。
直流无刷电机具有高效率、高转矩密度和长寿命等优点，在纯电驱动车辆中应用广泛。
交流异步驱动器则适用于混合动力和燃料电池车辆，它可以根据车辆的需求进行电能转换和能量回收。
3. 变速器新能源传动系统的变速器主要分为手动变速器和自动变速器。
手动变速器可以根据驾驶员的需求进行换挡操作，适用于传统燃油车辆。
自动变速器则可以根据车辆的工况和驾驶员的需求自主进行换挡，适用于新能源传动系统。
4. 控制系统控制系统是新能源传动系统中至关重要的一部分，它包括电控单元、传感器、执行机构等。
电控单元负责控制整个传动系统的工作状态，通过接收来自各个部件的信号，并做出相应的调整。
传感器则负责实时监测各个部件的工作状态，并将数据反馈给电控单元。
执行机构则负责执行电控单元下达的指令。
二、发展现状新能源传动系统是应对环境污染和资源短缺等问题而发展起来的一项重要技术。
目前，全球各国都在积极推广新能源汽车，并加大对新能源传动技术研发的投入。
特别是中国，作为全球最大的汽车市场，领导出台了一系列措施，推动新能源汽车的发展。
截至目前，中国已经成为全球新能源汽车最大的生产和销售国家。
在新能源传动系统的发展过程中，一些技术已经取得了重要突破。
例如，电池技术不断提升，电池容量和续航里程得到了大幅提高。
燃料电池电动汽车的主要结构和组成部分介绍
燃料电池电动汽车的主要结构和组成部分介绍燃料电池电动汽车是利用燃料电池作为能源，将化学能转化为电能驱动电动汽车运行的一种新型汽车。
它与传统的内燃机汽车相比，具有零排放、高效能、低噪音等优点，是未来新能源汽车发展的重要方向之一、下面将介绍燃料电池电动汽车的主要结构和组成部分。
1.燃料电池堆：燃料电池堆是燃料电池电动汽车的核心部分，它由多个燃料电池单元组成。
每个燃料电池单元由两个电极、电解质膜和电催化剂组成。
当燃料（常用的是氢气）和氧气通过不同的电极与电解质膜反应时，产生电子和离子。
电子通过外部电路传导出去驱动电动汽车运行，而离子则通过电解质膜传递，保持正负电荷平衡。
2.燃料供应系统：燃料供应系统主要包括氢气储存器、氢气传输管道和氢气喷射器。
燃料电池电动汽车使用氢气作为燃料，因此需要一个氢气储存器来存放氢气，并通过传输管道将氢气输送到燃料电池堆。
氢气喷射器将氢气注入燃料电池堆，参与反应转化为电能。
3.氧气供应系统：氧气供应系统主要包括氧气传输管道和氧气供应单元。
氧气传输管道将外界的空气输送到燃料电池堆，供给氧气参与反应。
氧气供应单元通常为污染物捕获装置，可以有效地过滤和吸收空气中的杂质和污染物，保证氧气的纯度和质量。
4.控制系统：燃料电池电动汽车的控制系统包括电池管理系统（BMS）、氢气控制系统和水管理系统。
电池管理系统主要用于监测和管理燃料电池堆的工作状况，保证系统的安全稳定运行。
氢气控制系统用于控制氢气的供给和喷射，确保燃料电池堆的正常运行。
水管理系统主要用于控制燃料电池堆内的水循环，保持电解质膜的湿润状态。
5.动力系统：燃料电池电动汽车的动力系统主要由电动驱动系统和能量回收系统组成。
电动驱动系统由电动机、电机控制器和传动装置组成，将电能转化为机械能驱动车辆前进。
能量回收系统通过回收制动能量和洗涤水的余热能量等，将废能量转化为电能，提高能源利用效率。
除了以上的主要结构和组成部分，燃料电池电动汽车还包括车身结构、悬挂系统、转向系统等其他常规汽车的组成部分。
车辆动力系统的优化设计与实验研究
车辆动力系统的优化设计与实验研究在当今社会，车辆作为人们出行和运输的重要工具，其性能的优劣直接影响着用户的体验和经济效益。
而车辆动力系统作为车辆的核心部分，对于车辆的动力性、经济性和排放性能等方面起着决定性的作用。
因此，对车辆动力系统进行优化设计和实验研究具有重要的现实意义。
车辆动力系统主要由发动机、变速器、传动轴、驱动桥等部件组成。
发动机作为动力源，其性能的好坏直接决定了车辆的动力性和经济性。
传统的燃油发动机在燃烧过程中会产生大量的废气排放，对环境造成污染。
随着环保要求的日益严格，新能源动力系统，如电动汽车和混合动力汽车，逐渐成为研究的热点。
在车辆动力系统的优化设计中，首先需要考虑的是发动机的优化。
通过改进发动机的进气系统、燃油喷射系统和燃烧过程，可以提高发动机的燃烧效率和功率输出。
例如，采用涡轮增压技术可以增加进气量，提高发动机的动力性能；采用缸内直喷技术可以使燃油更加均匀地喷射到气缸内，提高燃烧效率。
此外，优化发动机的配气机构和气门正时系统，也可以改善发动机的换气过程，提高发动机的性能。
变速器是车辆动力系统中的另一个重要部件，其作用是根据车辆的行驶工况，将发动机的动力合理地传递到驱动轮上。
对于手动变速器，通过优化齿轮比和换挡策略，可以提高换挡的平顺性和动力传递效率。
对于自动变速器，采用先进的控制策略和换挡逻辑，可以实现更加快速和平顺的换挡过程。
此外，无级变速器（CVT）由于其连续可变的传动比，可以使发动机始终工作在最佳工况点，从而提高车辆的燃油经济性。
除了发动机和变速器的优化，传动轴和驱动桥的设计也对车辆动力系统的性能有着重要影响。
合理设计传动轴的长度、直径和材料，可以减少传动过程中的能量损失；优化驱动桥的齿轮传动比和差速器结构，可以提高车辆的驱动力和通过性能。
在进行车辆动力系统的优化设计后，还需要进行实验研究来验证设计的效果。
实验研究通常包括台架实验和道路实验。
台架实验可以在实验室环境下对发动机、变速器等部件进行单独测试，获取其性能参数和工作特性。
新能源汽车——电动汽车动力及控制技术设计_毕业设计论文
济南职业学院毕业设计（论文）题目：新能源汽车电动汽车动力及控制技术设计系部：机械系济南职业学院毕业论文（设计）任务书课题名称：电动汽车动力及控制技术设计系部：_机械系专业：汽车检测与维修__________ 姓名：_ 学号：指导教师：_ 二〇一一年4月25 日毕业设计（论文）成绩评定表系部：机械系专业：汽车检测与维修班级：1班注：设计（论文）总成绩=指导教师评定成绩（30%）＋评阅人评定成绩（30%）＋答辩成绩（40%）新能源汽车电动汽车动力及控制技术设计摘要随着世界环境的污染、全球石油危机日益严重而带动的石油价格不断上涨给汽车工业带来了不可忽视的冲击，也增强了人们开发新能源的意识，而新能源汽车更是人们关注的一大焦点。
目前电瓶式纯电动汽车以噪音小、耗能低、无污染、成本低、结构简单而成为新能源汽车发展的主流，世界很多国家都投入了大量的人力、财力去开发电动汽车。
本文主要围绕电动汽车的电动机以及目前普遍使用的电动车控制系统主要参数作出分析，例如转速与转矩的关系、转速与功率的关系、功率与转矩的关系以及传动比、蓄电池的比能量等，设计出合理的电动车动力系统和控制系统。
本文主要采用的技术有：1、电动机的转矩、转速、功率。
2、电动机的主要调速方式。
关键词：电动机、发动机、转矩、变频调速、交流电动机、EV目录第一章前言 (1)第二章电动汽车构造与原理 (2)第一节电动车的种类 (2)第二节蓄电池电动车 (4)第三节燃料电池电动车 (10)第三章电动车动力及控制设计 (12)第一节电动车驱动电机种类 (12)第二节直流驱动电动机 (14)第三节交流驱动电动机 (18)第四节直流电动机的控制 (21)第五节三项交流电动机的控制 (24)第四章我国电动汽车的缺陷 (27)第五章电动汽车的发展趋势 (29)致谢 (31)附录一 (32)附录二 (33)参考文献 (39)第一章前言汽车工业的告诉发展，汽车带来的环境污染、能源短缺、资源枯竭和安全等方面的问题越来越突出。
新能源汽车技术概论 第七章 燃料电池电动汽车
本章课程结束
3）需要配备辅助电池系统
燃料电池可以持续发电，但不能充电和回收再生制动的反馈能量。通常在燃料电池汽 车上须增加辅助电池，来储存燃料电池富裕的电能和在燃料电池汽车减速时接受再生 制动时的能量。
燃料电池电动汽车基本机构
纯燃料电池电动汽车只有燃料电池一个动力源，汽 车的所有功率负荷都由燃料电池承担。其主要缺点有： 燃料电池的功率大，成本昂贵。
（1）当输入直流电压在一定范围内变化时，能输出负载要求的变化范围的 直流电压。
（2）输出负载要求的直流电流（范围）：能够输出足够的直流负载电流， 并且能够允许在足够宽的负载变化范围的情况下设备能正常运行。
（3）变换器是能量传递部件，因此需要转换效率高，以便提高能源的利用 率；
（4）为了降低对燃料电池的输出电压要求，变换器应具有升压功能； （5）由于燃料电池输出的不稳定，需要变换器闭环运行进行稳压，为了给 驱动器稳定的输入，需要变换器有较好的动态调节能力；
燃料电池发动机系统
驱动电机 DC/DC变换器的基本功能：
（1）直流电机驱动系统采用换向器和电刷，保证了励磁磁动势与电枢磁动 势的严格正交，易于控制。但直流电机结构复杂，其高速性能和可靠性受换 向器和电刷的影响较大。 （2）交流电机坚固耐用、结构简单、技术成熟、免维护、成本低，尤其适 合恶劣的工作环境。其缺点在于损耗大、效率低、功率因数低，进而导致控 制器容量增加，成本上升。
功率跟随模式 开关模式。
五、 典型的氢燃料电池汽车
图7-14 2017款本田FCX Clarity燃料电池车
Honda FCX Clarity主要动力部件的整车布置图
Honda FCX Clarity动力系统结构主要由动力控制单元 （Power Control Unit），燃料储气罐（Hydrogen Storage Tank），驱动 电机（Electric Motor），燃料电池堆（Fuel Cell Stack ），高功率的锂
新能源燃料电池电动汽车基本结构及其传动系统讲义
联合驱动的FCEV
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这种结构的优点相比燃料电池+蓄电池的结构形式的优点更加明 显，尤其是在部件效率，动态特性，制动能量回馈等方面。而其 缺点也一样更加明显：
（1）增加了超级电容，系统质量将可能增加；
（2）系统更加复杂化，系统控制和整体布置的
难度也随之增大。
1.2 燃料电池电动汽车的特点
15
1.燃料电池汽车的优点： （1）效率高：可以达到30%以上； （2）续驶里程长； （3）绿色环保：生成物只有水，属于零排放； （4）过载能力强； （5）低噪音：运行过程中噪音和振动都较小； （6）设计方便灵活。
2.2 辅助动力源
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（1）在FCEV起动时，由辅助动力源提供电能带动燃料电池发动机起动， 或带动车辆起步。
这种结构形式与燃料电池+蓄电池结构相似，只是把蓄电池换成超级电 容。
相对于蓄电池，超级电容充放电效率高，能量损失小，比蓄电池功率 密度大，在回收制动能量方面比蓄电池有优势，循环寿命长，但是超级电 容的能量密度较小。
4．燃料电池与辅助蓄电池和超级电容 联合驱动的FCEV
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燃料电池与蓄电池和超级电容联合驱动的电动汽车的动力系统结构也 为串联式混合动力结构。
（3）各种结构件有足够的强度和可靠性, 可以在负荷变化情况下正常运转。 并能够耐受FCEV行驶时的振动和冲击。
1.3 燃料电池电动汽车对燃料电池的基 18
本要求
（4）FCEV除排放达到零污染的要求外, 动力性能要求基本达到或接近内燃 机汽车的动力性能的水平, 性能稳定可靠。
（5）各种辅助技术装备的外形尺寸和辅助技术装备的质量应尽可能地减小, 以符合FCEV的装车要求。
１驱动轮 ２驱动系统 ３驱动电动机 ４ＤＣ／ＡＣ逆变器 ５辅助电源装置 ６燃料电池发动机 ７空气压缩机 8 重整器 9 甲醇罐 ９氢气供应系统辅助装置 １０中央控制器 11 ＤＣ／ＤＣ变换器
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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 protectionInternal combustion engineShori peicxlMid peitxlLong pei<Kl图1_[liversificalion 胡储?臨聽和侍友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，并传统汽汗待 化石燃料 内燃机混合动丿J 11、bri （Jpover短期中期长期黑样化的燃料利动力瑕统!4!已取得了显著的进步。
但与传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变化，主要表现在：电动机替代内燃机成为驱动动力源 ；离合器与扭转减振器被省略；多挡变速器通常被替换为减速器。
因此，燃料电池汽车的动力传动系统总体得到简化。
但在行驶 时,燃料电池是主要的动力来源，蓄电池为辅助能量来源。
汽车需要的功率主要由燃料电池提供。
可以说，车用燃料电池的选取，对于燃料电池汽车的性能至关重要。
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。
2动力传动系统拓扑构架设计燃料电池汽车的运行并不是一个稳态情况 ，频繁的启动、加速和爬坡使得汽车动态工况非常复杂。
燃料电池系统的动态响应比较慢，在启动、急加速或爬陡坡时燃料电池的输出特性无法满足车辆的行驶要求。
在实际燃料电池汽车上 ，常常需要使用燃料电池混合电动汽车 设计方法，即引入辅助能源装置（蓄电池、超级电容器或蓄电池十超级电容器 ）通过电力电子 装置与燃料电池并网，用来提供峰值功率以补充车辆在加速或爬坡时燃料电池输出功率能力 的不足。
另一方面，在汽车怠速、低速或减速等工况下 ，燃料电池的功率大于驱动功率时 ，存储富余的能量，或在回馈制动时，吸收存储制动能量，从而提高整个动力系统的能量效率。
2.1直接燃料电池混合动力系统结构直接燃料电池混合动力系统式结构中采用的电力电子装置只有电机控制器 ，燃料电池和辅助动力装置都直接并接在电机控制器的入口。
如丰田的 FCHV-4, FIAT-Elettra 和日产X-TrailFCV 等都采用这种类似的结构设计。
车辆附件X'cliictc accessaries燃料电池的能量一辅助储能系统的能处 -年辆反馈回收的能戢 ffl 2 FIAT- E kttra 动力传动系统站构[17]丁 r Pou ertraint辅助动力装置扩充了动力系统总的能量容量，增加了车辆一次加氢后的续驶里程；扩大了系统的功率范围，减轻了燃料电池承担的功率负荷。
许多插电混合的燃料电池汽车也经常辅助储能 Auxiliarxpower storage采用这样的构架，美国Ford公司Edge Plug-in 燃料电池轿车和GM公司Volt Plug-in 燃料电池车。
这种插电式混合动力汽车将有效的减少氢燃料的消耗。
另外 ，辅助动力装置的存在使得系统具备了回收制动能量的能力，并且增加了系统运行的可靠性。
燃料电池和辅助动力 装置之间对负载功率的合理分配还可以提高燃料电池的总体运行效率。
在系统设计中,可以在辅助动力装置和动力系统直流母线之间添加了一个双向 DC/DC 变换器。
使得对辅助动力装置充放电的控制更加灵活、易于实现。
由于双向DC/DC 变换器可以较好地控制辅助动力装置的电压或电流 ，因此它还是系统控制策略的执行部件。
22 并联式动力系统结构另一种构架是并联式的燃料电池混合动力系统的结构。
这种构建通常在燃料电池和电机控制器之间安装了一个 DC/DC 变换器,燃料电池的端电压通过 DC/DC 变换器的升压或降压来 与系统直流母线的电压等级进行匹配。
这种系统与上述构架不同之处还在于 ，这种动力系统的设计没有考虑能量的回馈回收，因此系统虽然简单，但效率比较低下。
尽管系统直流母线的电压与燃料电池功率输出能力之间不再有耦合关系 ，但DC/DC 变换器必须将系统直流母线的电压维持在最适宜电机系统工作的电压点 （或范围），对于交流电机驱动系统，通常还需要安装一个 DC/AC 转换器。
目前这类构架系统只在一些小型或者实验的 车上使用，如2002年通用汽车公司开发的 Autonomy 和Hy-wire 两种车都是基于该中构架的。
2008年，同济大学-蒂森克虏伯联合实验室采用这种架构开发了小型燃料电池汽车 ，并研究了燃料电池电堆系统对整车性能的影响。
*控制信号 Control signal O 电能 Elcciric ciieri ：） 机械能 Nkchanical energyX V PG 的动力僧动系雄构架［⑼P«w«rtriun 软得竦強1咽曲祁谭歩烧友3燃料电池汽车多能源系统管理与优化燃料电池不适合作为动力系统的单一驱动能源，必须选用辅助能源系统合理补充驱动电动汽车所需的能量，覆盖功率波动，提高峰值功率，吸收回馈能量，改善燃料电池输出功率的 瞬态车轮\ehick wheel料电池 电堆系统Fuel cellStack s\ stem片” ---------- -- ---- ■ -- 十—*——F ------- ”十 ------DC AC驱动 M 电机 「Drive 亠motor电池 BATTERY II- TW 3 FiR 3DGDC特性。
目前各大汽车开发商采用了辅助动力，来提高燃料电池汽车的性能（表1所示）。
其充电放电动态过程可以用 Thevenin 模型来如下3.1 动力电池辅助能源系统表1典型的燃料电池汽车镍氢电池属于碱性电池，具有不易老化，无需预充电以及低温放电特性较好等优点。
其能量密度可超过80 Wh/kg, —次充电的行驶距离长,在大电流工作时能够平稳放电。
FCHV-4,High-la nder FCHV-adv 和通用 Chevrolet Equ in ox 的动力系统都是燃料电池和镍氢电池集成的。
但，镍氢在高温环境下，电池电荷量会急剧下降，并且具有记忆效应和充电发热 等方面的问题。
在燃料电池混合动力系统中镍氢电池SOC 应保持在40%-60沱间，充放电电流应处于160-240 A 的范围，温度应维持在常温附近，以确保系统安全性和经济性。
锂离子电池具有体积小，能量密度高(>120Wh/kg)、高安全性和无污染性等优点。
本田 FCXClarity,通用Chevrolet Sequel 锂和日产X-Trail FCV 等都采用锂离子电池作为燃料电 池汽车的辅助能源系统。
离子电池的能量密度是镍氢电池的1.5-3倍。
其单体电池的平均电 压为3.2V,相当于3个镍锌或镍氢电池串接起来的电压值 ,因而能够减少电池组合体的数量降低单体电池电压差所造成的电池故障发生概率，从而提高了电池组的使用寿命。
锂离子电池具备自放电低(仅为5%-10%)的优点，当在非使用状态下贮存，内部相当稳定 几乎不发生任何化学反应。
由于锂离子电池不含有镉、汞和铅等重金属 ，因而在使用过程中 不会对环境造成污染。
对于电动汽车而言，锂离子电池易于车载布置安装 ，是较为理想的能量 存储媒介。
常常使用 Simulink 和Dymola 等工具来对电池系统进行仿真分析，提高电池的使 用效率和寿命。
目前铅酸电池由于比能量及比功率均较低 有镍氢电池和锂离子电池等。
,已经淘汰。
在汽车上常用的动力蓄电池主要_ RM + R d C~ C P<7；= 一 上4十-厶 U > U1心-RM n t c c »“其中m 和Rd 分别表示充放电过程的电阻.C 为电池极化电容.e 和t 占分别为理想电用和负载 电压M 为电流,U P 等效动.劇年用MSE3.2超级电容系统超级电容器是一种新型储能元件 ，它既像静电电容一样具有很高的放电功率 ，又像电池 一样具有很大的电荷储存能力。
由于其放电特性与静电电容更为接近 ，所以仍然称之为“电容”。
如果仅采用超级电容作为唯一辅助能源还存在诸多不足之处 ，如：电动汽车长时间停机后再次启动，由于超级电容的自放电效应，在燃料电池的能量输出尚未稳定时车载辅助系统 的供电将无法保障。
况且超级电容能量密度很低，若要达到一定的能量储备能力其设备体积势必加大。
当前超级电容都是与其他动力电池一起购车辅助电源系统 ，在燃料电池汽车上使 用的。
为了克服精确的描述超级电容的特性 ，可以采用阻抗法进行建模代替简单 RC 回路模 型。
超级电容当前 SOC 主要基于超级电容的输出电压 ：3.3 多源能量的组合与控制燃料电池电动汽车安装上述两种拓扑构型，与动力电池和超级电容进行组合 ，才能达到比较好的效果。
目前，主要采用的三种能量组合方式有：1）燃料电池+动力电池，通用Chevrolet Equinox 等就采用这种组合方式；2）燃料电池+超级电容，如本田的FCV-3和马自 达FC-EV 等;3）燃料电池+动力电池+超级电容，如本田FCHV-4Tadaichi 研究了不同状况下 能量的流动方式。