摘要：近年来，随着社会发展水平的不断提速与升级，汽车产业发展实现了新的突破，就中国市场来说，整体汽车保有数量大幅度增加，但随之而来的出现了资源紧张问题。对于汽车生产和使用来说，能源和环境保护始终是制约产业长期有效发展的关键因素，为了有效破解以上问题屏障，新型氢氢燃料电池汽车应运而生。以氢燃料为主的电池轿车优势在于无污染、零排放，现如今，已然成为了日后汽车最为理想的状态。要想这类汽车实现广泛运用，动力系统作为燃料电池车辆的核心部件，应重视动力系统对于此类车辆的作用价值。本文将以氢燃料电池汽车为主要研究对象，从功能、性能等方面浅谈氢燃料电池汽车动力系统的设计要点。
关键词：氢气；氢燃料电池；汽车；试验体系
环境污染状况的日益严重，导致传统类型的汽车已然无法适应零污染、零排放的标准。而新能源汽车凭借着节能环保的优势正在逐渐代替传统类型的汽车，而动力系统作为新能源汽车稳定行驶的重要基准，需要根据实际情况以及具体需求，不断优化动力系统的各类细节。
一、我国现有氢燃料电池汽车产业发展概述
中国在氢燃料电池汽车产业发展方面起步较晚，但是经过多年来的努力和国家相关部门在政策、资金等方面的大力支持。目前中国市场氢氢燃料电池汽车产业也已经初见规模，形成了系统完善的产业链。
首先，从政策支持方面，有关部门对新能源电池汽车产业发展高度重视出台了多项政策支持文件，更是将政策的高度提升到了十三五发展规划中去。与此同时，还进一步加大了财政资金的补贴力度，推动氢氢燃料电池汽车的加速发展。
其次，在整体市场的产业发展情况上来看，目前以氢氢燃料电池汽车为主的产业链初现规模，在我国已经可以自主完成从制造氢气到储存氢气、再到氢燃料电池和整车制造这一环节的系统产业链。借助系统产业链的发展，我国在氢燃料电池汽车市场中形成了一定的规模效应，并且目前还有更多的综合性企业通过金融并购或持股等方式，正在逐渐地向氢燃料电池汽车产业进军，不断完善和丰富我国在该产业链条中的布局与版图规划。
再次，在技术支持方面，对于氢燃料汽车产业发展来说，只有掌握了自主化产权和相关的技术专利，才能掌握未来该领域的关键竞争力，目前我国在这一领域已经实现了新的突破，掌握了关键核心基础，同时还在这一基础之上形成了自主知识产权，具备了以千量氢
燃料为单位的整车生产平台与系统，和国际的领先水平与发展态势保持一致。
借助以上三方面的发展，当前我国氢氢燃料电池汽车的市场发展情况也日益向好，目前新能源汽车的购买量和持有量实现了大幅度提升，并且北京天津、华东等多个地区都形成了一定规模的汽车产业发展集。
二、氢燃料电池汽车动力系统试验体系设计
（一）氢燃料电池动力模块集成设计
1．确定结构形式
现如今，此种类型的汽车运用的电池大致分为纯燃料、燃料+超级电容以及燃料+蓄电池等各类系统结构形式。
其一，纯氢燃料电池车辆主要动力通常源自氢燃料电池，这种类型的汽车，不仅整体结构较为简单，并且管控系统极其简便，这就促使此种类型的汽车整体质量较轻。然而，此类汽车又有着极其严重的缺陷，例如，冷启动时间过长，需要氢燃料电池系统的整体性能达
到一定标准。这就导致此种类型的电池生产成本过高，也并不能在第一时间内回收相应的制动能量。
其二，氢燃料电池+超级电容。相较于纯氢燃料电池车辆，此种类型的车辆通常以氢燃料电池+超级电容最终显现的混合动力为主要辅助动力源。由于超级电容的整体功率密度较高，不仅能够适应较大功率的充放电电流，并且充电速度极快，此种类型的车辆主要优势在于，能够明显优化氢燃料电池车辆的瞬态特性，从多方面、多角度保证氢燃料电池更加稳定，当值电机发生较为严重的负荷状况，从而保证电池的使用时长达到预期标准。
2．确定设计目标
开展此项设计工作的主要目的在于将车辆内的各个系统（氢燃料电池、电驱动以及管控系统等）进行统一管控，并根据实际需求以及工作原理，将各个系统固定在相应位置，通过实施更加合理的连接方式，对各个子系统实施连接作业，最终根据机械机构将各个部件集合成一个刚性整体，大致情况如图1所示。
3．布置设计
从事设计工作的相关人员在具体实施布置设计作业时，应重视各个系统的功能原理以及物理结构等各项特征，将燃料电池动力模块包含的各种动力部件（PCU、空气压缩机以及驱动电机等）进行更为合理的空间布置，最终以相应的机械支撑结构将各个部件集合成一个物理模块。大致情况如图2所示。从另一种角度而言，最终显现的布置形式应充分满足以下几点内容：其一，最终显现的布置形式应充分满足在前舱各种碰撞安全需求；其二，形成的机械支撑结构应符合实际情况，并且显现的整体结构强度等相关内容也要达到预期标准；
其三，实时考虑动力模块与车辆连接情况，确保各个动力部件能够实现拆钻各方面，各类连接端口也更加便捷。
图2燃料电池动力模块布置图
三、氢氢燃料电池汽车动力系统模块化集成设计的关键内容
（一）安全性
此种形式的动力模块通常是在车辆上实现集成设计作业的，这就促使最终显现的集成设计方式已然成为了影响车辆碰撞安全性的重要因素之一。因此，从事设计工作的相关人员在具体开展集成设计作业时，应从多方面、多角度充分满足碰撞安全的各类需求。例如，CA
E技术能够给予整体的动力系统一个更加优秀的安全设计环境，如若设计人员能够合理运用此项技术，不仅能够在第一时间内合理判断系统内的各个子系统设计标准是否达到预期标准，还能确保最终显现的保护能力能够得到进一步提升。通常情况下，此种类型的动力模块应包含电机以及PCU等各类危险部件，这就需要确保车辆显现的碰撞性能不仅要达到预期标准，还要重视车辆传统行驶安全以外的重要因素。例如，高压电以及氢安全等相关内容，要想了解并掌握模块实时显现的安全性应从以下几点内容为侧重点。动力模块在对乘员舱侵入数值进行检测作业时；电推以及氢管路等各类部件实时的受损情况；高压线以及PCU等具体受损状况。
（二）机械性能
要想充分了解此种形式动力模块所具备的机械性能是否达到预期标准时，应以模块支撑的整体结构为侧重点。从另一种角度而言，模块支撑结构通常是指集成框架背景下车辆在正常行驶过程中所显现的结构强度等相关内容。由于此种形式的动力模块与传统种类汽车发动机以及变速箱动力大致相同，受到的机械荷载通常源自车身以及驱动轴显现的传到作用，因此，相关人员应对车辆正常行驶过程中各个典型工况进行详细分析，并且合理计算
出模块质心需要承受的加速度负荷数值，最终详细判断出此种形式的集成框架应要承受的强度应力等各类数值。除此之外，测试工况的形式理应包含极限、典型等相关内容，大致情况如表1所示。
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