為了發版本，上週末連續在公司住了兩個晚上，真的身心俱疲，不管咋滴，期望有個好結果吧。

2019年最火熱的話題非燃料電池汽車莫屬，無論從國家還是民間，上下都引起了一場全民的大討論（圖片來源於網路）。

有時我就胡思亂想，我是做電動汽車BMS的，如果突然大家都去搞燃料電池汽車，那我不是失業了，難道真的要去寫小說賺錢嗎，感覺不靠譜啊；所以，我就拋出個問題：燃料電池汽車上面需要BMS嗎？

與電池相似，「燃料電池」是一種通過化學反應產生電能的電化學裝置。電池和燃料電池最大的區別是後者只要為燃料電池提供燃料就能源源不斷地產生電能，而前者的電能是從存儲在儲能裝置的化學能中產生，並且需要頻繁地充電。

燃料電池如果按照電解質的種類來劃分，有以下幾個主要類型（圖片來源於網路）。

如果按照燃料類型來分類，則有氫、甲烷、甲醇和乙醇燃料電池等。

其中，質子交換膜氫燃料電池是燃料電池汽車的首選，下面的所有討論也只針對這一種電池來繼續展開。

氫燃料電池的基本結構如下圖（來源於網路），包括了陽極和陰極。提供給燃料電池的燃料分別是氫和氧，燃料電池的原理與電解水的原理相反，即氫氣和氧氣相結合產生電，同時生成水（詳細原理請自行查找）。

氫燃料電池每個單體最高電壓約為1V，但在實際中達不到這個值，下圖是燃料電池電壓和電流的曲線示意圖（圖片來源於網路）；由於內阻的存在，導致在大電流放電時，電壓會下降，所以與鋰離子電池相同，也需要很多節燃料電池串聯起來使用。

上面簡單介紹了氫燃料電池的基本知識，下面來介紹燃料電池汽車動力系統的組成部分，如下圖所示。

燃料電池單體電壓較低，所以需要串聯組合後獲得高電壓，成為燃料電池堆；

燃料電池堆通過DCDC變換後，進一步升高電壓，再輸入到電機控制器，轉變為交流（這樣看來，做MCU的同學不擔心失業了，哈哈）；

由於燃料電池的負載動態響應較慢，車輛在瞬態大功率的情況下，需要依靠額外的蓄電池組去提供這個瞬態功率；而且它還能吸收再生制動時的反向能量；正常工作時，由燃料電池堆對蓄電池進行充電。

所以，這個額外的蓄電池如果是鋰離子電池組，那麼，它就需要使用BMS。

除了這個蓄電池外，燃料電池堆自身需要BMS嗎？

負責燃料電池管理的部件叫做燃料電池控制器，它使用電壓和電流反饋的信息去調節燃料電池堆的氫氣流量，在滿足反應速度的情況下用盡量少的氫氣流量，提供電力供應。燃料電池控制器有許多感測器的輸入，除了我們所熟悉的電壓、溫度外，還要處理壓力、濕度、流量等感測器信息，控制電磁閥等開關，某種意義上，它就是BMS。（下圖來源於ecucoder.com/plus/list.）

總結：

本文的目的在於科普，也同時給自己掃盲；基本上對氫燃料電池有了一個粗淺的瞭解，它也是需要BMS的，只是這裡的BMS可能需要處理更多類型的輸入信號，更加複雜；至於未來不久氫燃料電池會取代目前的鋰離子電池嗎，反正我是不知道；以上所有，僅供參考。

參考文獻：

《純電動及混合動力汽車設計基礎》


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