前言
PREFACE

本书是围绕我国“碳中和”发展目标和《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》发展愿景，为构建“碳中和”交通体系而编写的“碳中和交通出版工程·氢能燃料电池动力系统系列”的第一部。

车用燃料电池的应用和推广对改善交通能源结构和治理空气污染有重大意义，是“碳中和交通”实现的途径之一。我国车用燃料电池技术经过二十多年的发展，性能有了长足的进展，已经可以满足交通工具用动力系统的大部分性能需求，与国际先进水平之间的差距正在逐步缩小，但围绕进一步提高燃料电池性能、延长寿命和降低成本的研究仍然任重而道远。

本书可以让读者对氢能及燃料电池汽车动力系统具备基础认知，首先从能量转换的角度，介绍了燃料电池汽车动力系统各种能量转换的原理，包括从氢能到电能的转换、锂离子电池的电化学储能、DC/DC变换器的电流变换、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，让读者对燃料电池汽车动力系统中的能量转换过程建立基本的概念。

在上述基础上，本书介绍了电化学电源的原理、质子交换膜燃料电池和锂离子电池的结构，深入介绍了基于机理的电化学电源建模的方法，针对燃料电池汽车动力系统的瓶颈问题，提出了燃料电池汽车动力系统中燃料电池-锂离子电池复合电源系统的概念，系统介绍了氢电复合及多模块复合的电源设计技术、复合电源状态估计及管控技术等。

在车用燃料电池技术和产业发展的牵引下和可再生能源发电技术的推动下，氢能的重要性日益凸显，本书介绍了支撑燃料电池汽车所需的氢能的制备、存储、运输、加注等关键技术的发展现状、存在的重大挑战等。最后，对基于可再生能源发电制氢及氢电二元网络的构建做出了展望，并提出了基于绿氢和绿电的零碳交通能源系统的构思，希望氢电二元网络为零碳交通能源体系奠定基础，并以交通零碳化为先导，带动整个能源体系的低碳化发展。

本书的目标是成为一部该领域的“知识地图”，让从事某一特定领域的科研工作者了解全貌，适合机械、能源、车辆、电气或者化学等专业的研究生及相关领域的专业技术人员阅读。

恳请读者对本书的内容和章节安排等提出宝贵意见，并对书中存在的不当之处提出批评和建议，以便本书再版修订时参考。

著者