1.研究的目的及意义：

当前，全球能源、环境问题日益严重，世界各国都在积极寻求应对方案，在汽车领域大力推进新能源汽车的目的也正是如此。据估计，全球石油储备仅够用50年左右，而我国的石油只能支持国内消耗30年。到2020年，我国机动车的燃油需求量将达到2.56亿吨左右。能源短缺目前是全人类面临的日益严重的问题。

燃料电池是一种不经过燃烧直接以电化学反应方式将燃料和氧化剂的化学能转变为电能的高效连续发电装置，理论上其能量转化效率可以达到90%，实际使用效率则是普通内燃机的2-3倍。另外，它还具有燃料多样性、噪声低、对环境污染小、可靠性与维修性好等优点。由燃料电池作为动力来源的燃料电池汽车不仅能够在燃料上实现对燃油的完全替代，而且具有“零排放”、能量转换效率高、燃料来源多样并可灵活取自于可再生能源等优势，因而被认为是实现未来汽车工业可持续发展的重要方向之一，也是解决全球能源和环境问题的理想方案之一。

目前随着城市的发展，公共交通作为治理城市环境和交通堵塞问题的关键，日渐成为城市交通的主流趋势。虽然目前传统燃油公交车给人们带来了诸多方便、实惠，但是也对城市环境造成了一定的危害。燃料电池公交被认为是作为未来公共交通领域零排放的最佳解决方案之一，对于节能减排，治理城市环境污染，打造绿色城市具有重要的意义。

汽车的总体设计是基于产品的前期市场调研、开发项目的可行性研究、设计任务书的要求，实现车辆功能和性能的总体结构参数和性能参数的选取和确定。总体设计统领汽车设计的全过程，反应产品的概念设计和工程设计的总体要求，其设计成果有些已提前进入到产品设计任务书，更多的是对产品工程设计的后续部分起到引导、甚至是约束的作用。传统客车的驱动系统是由发动机、离合器、变速器、主减速器、差速器等构成，对于发动机需要有燃油供给系统。而燃料电池客车的驱动系统是以燃料电池直接带动电机，电机将动力传递至主减速器再传递到车轮。另外，燃料电池需要有氢气作为能源。所以，在整车的总体设计上，驱动系统以及和其相关的部件和传统客车会有着很大不同，而这些变化也会影响到客车其他部件的种类和性能参数的选择，例如制动系统和转向系统。这就要求在燃料电池客车总体设计上不能完全参照传统客车的设计方法和理念，在设计时要结合实际情况，关键部位要有所创新。燃料电池客车的总体设计的好坏会直接影响到接下来客车各总成和零部件的设计的质量。若总体设计不合格，则最后整车在性能参数和成本方面都无法达到预期水准，影响整车质量。综上，燃料电池客车总体设计在整个产品开发流程上处于一个非常重要的位置。

2.国内外相关企业燃料电池客车发展状况：

中国：国内燃料电池客车主要以城市公交车为主，国内氢燃料电池汽车仍处研发试行阶段，车辆产业化及快速推广要到2020-2025年，市场普及预计要在2025-2030年。目前国内用于示范运行的的燃料电池客车数量在200余辆左右。

北美：美国和加拿大是燃料电池研发和示范的主要区域。北美地区有联合技术公司（UTC，美国）、巴拉德（Ballad，加拿大）等国际知名的燃料电池研发和制造企业。巴拉德公司目前是质子交换膜燃料电池(PEMFC)技术的全球领导者，是世界上最大的集设计、开发、生产、销售、服务为一体的质子交换膜燃料电池企业。到2016年底，美国燃料电池公共汽车的使用寿命达到2万~3万小时，车辆的性能达到传统柴油客车的水平，实现每天19小时的运行和出勤率，故障间隔里程大于4000英里。

日韩：日韩的燃料电池汽车以乘用车为主。从全球范围看，日本和韩国的燃料电池研发水平目前处于全球领先的水平，尤其是丰田、日产和现代汽车公司，在燃料电池电动汽车的耐久性、寿命和成本等方面逐步超越了美国和欧洲。燃料电池客车方面，截止到2016年，在日本只有2辆燃料电池大客车在东京和中部地区示范使用。

欧洲：欧洲的燃料电池客车示范计划（HYFLEET-CUTE）从2003年至2010年在10个城市示范运行了30辆第一代戴姆勒燃料电池客车，累计运行130万英里。目前欧洲一共有84辆燃料电池大中客车已经在用和近期将投放市场示范使用，分布在8个国家的17个城市和地区 ^[5]。