1、课题背景：随着近现代工业的发展，人类对生活质量有了更高的追求，汽车行业也在不断发展之中。人类对于出行的便捷性要求已经使汽车进入千家万户。据不完全统计，2016年全球汽车的销量已达到惊人的9385.64万辆，全球汽车每年的销量还在稳步增长。随着汽车数量的不断增加，汽车尾气大量排放，环境问题越来越严重，能源危机日益凸显。因此大力发展环境友好型的汽车以此减少对环境的污染已成为汽车发展的重要方向^[1]。燃料电池电动汽车作为新能源汽车对环境的污染几乎为零，而且具有能量转化率相对较高、噪音小等优点，其发展已经得到了各国政府的大力支持和众多汽车厂商的青睐。燃料电池电动汽车的优点主要有以下几点^[2]：

(1)节约能源、有较高的转化率、不需要石油等一次能源。

(2)能够实现排放“零污染”，有利于解决环境污染问题。

(3)充能时间短，续驶里程长，性能接近内燃机。

(4)噪音小，运行平稳。

2、课题研究的目的和意义：燃料电池具有动态响应慢，动态特性偏软等弊端，尤其在汽车起步、加速、爬坡时影响整车的性能^[3]。同时燃料电池只能单向供电，不能回收和储存汽车再生制动产生的能量，严重影响整车的经济性。超级电容虽然拥有极高的功率密度，且充放电效率高，循环寿命长，但其比能量低，不适合单独做汽车的电源，适合作为混合动力电动汽车辅助的功率源。因此基于燃料电池与超级电容的混合动力汽车应运而生。燃料电池和超级电容混合动力汽车将功率密度和能量密度有机结合起来实现优势互补，有效改善汽车在冷启动、急加速和爬陡坡时的运动特性^[4]。

3、国内外研究现状：我国对新能源汽车的发展起步相对较晚，在“九五”期间，燃料电池技术开始受到国家的重视，被列入到国家重大发展项目之中。1999年，在富源燃料电池公司和清华大学电气工程系的大力合作下，第一台采用质子交换膜燃料电池的电动汽车问世，开启了燃料电池电动汽车的先河。“十一五”期间，燃料电池技术得到飞速发展。之后燃料电池电动汽车被作为重要发展对象列入到国家863重大专项。2008年北京举办奥运会期间，20辆燃料电池轿车和3辆燃料电池大巴车出现在了人们的视野之中，为新能源汽车做了很好的宣传。上海世博会期间，大批燃料电池混合动力汽车亮相，其中作为主动力系统的燃料电池的功率为50kW，而锂电池作为辅助动力系统，其功率为20kW。在国家公布的《中国制造2025》重点技术领域技术路线中，我国政府对新兴能源汽车的发展进行了新一轮定义，并且提出了明确的发展目标：在2020年实现对燃料电池关键材料的批量生产和技术保证；在2025年之前，全面完善燃料电池电动汽车的相关配套措施，大力发展制氢技术及其相关产业，对相关的符合标准加氢站实行补贴，以此来促进燃料电池电动汽车的普及与发展^[5-7]。

在国外，燃料电池的产生要追溯到1839年，著名科学家W.R.Grove 将氢气和氧气作为原料而用铂作为电极材料发明了首个燃料电池，并在伦敦进行了照明实验，使燃料电池映入了人们的眼帘。1993年加拿大的巴拉德公司推出了第一辆由其设计并生产的燃料电池汽车。通用汽车2009年在燃料电池汽车的氢燃料电池系统上取得了重大进步，将原燃料电池车体积缩减为原来的一半。同时将铂金的用量大大减少，使燃料电池的成本大大降低。日本公司于2015年设计了新概念燃料电池车，去掉了传统的燃料电池汽车的加湿模块，大大降低了车身体积，同时也提高了车辆的经济性，使燃料电池汽车能够更好地服务于人类，其2017款燃料电池汽车Mirai输出可达155马力，一次充氢时间仅仅需要3分钟。

2. 研究的基本内容与方案

4、课题研究或设计的内容：

研究思路及目标：针对燃料电池输出特性偏软，难以满足电动汽车需求的现状，采用燃料电池与超级电容复合电源。燃料电池作为主要能源，超级电容作为辅助能源，改善电动汽车性能。在ADVISOR软件中建立燃料电池与超级电容复合电源电动汽车仿真模型，开展参数设计及仿真研究。