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謝邀，先說結論目前燃料電池本身由於性能、壽命、效率等問題不適合直接驅動汽車，因此通過與輔助電源協同也就是類似混合動力的方式共同驅動汽車比單一燃料電池驅動更優。

首先，性能問題，相比於發動機和鋰電池來說，目前燃料電池的輸出偏「軟」，就像100ms延遲下玩FPS一樣，響應較慢。功率輸出難以直接跟隨較大功率變化的需求。急加速性能差。所以從動力性能的角度不適合直接驅動汽車。

第二，壽命問題，就拿目前最常見的質子交換膜燃料電池來說，其使用壽命一般2000-5000小時，即使每天通勤時間兩小時算，其使用壽命也不樂觀。另外較大的功率波動會大大減少質子交換膜的使用壽命，而燃料電池本身成本很高。所以從使用壽命和經濟角度直接驅動不合適。

第三，效率問題，和發動機一樣，燃料電池也有其最佳功率的區間，處於最佳工作溫度，最佳功率輸出的燃料電池其工作效率最高、使用壽命也最長。如果直接用燃料電池驅動汽車，其功率波動大工作效率低，另外還有一個關鍵點就是無法進行能量回收。

因此，目前常見的燃料電池汽車就是燃料電池與輔助電源(超級電容、動力電池等)通過串聯或者並聯的方式一起給汽車提供動力。你所說的燃料電池給鋰電池充電就是燃料電池與動力電池串聯的作為汽車的動力源。

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先給出一個FCV動力系統結構圖。

這個圖是個輪轂電機驅動的動力系統，把電機控制器和輪轂電機看成一套，就比較好理解了，直流母線上並了3個主要設備，電機控制器，動力電池，DC/DC，其中電機控制器是用電設備，動力電池是儲能設備，DC/DC是穩壓設備。燃料電池其實是在DC/DC後面的。

為什麼要這樣的結構，首先看為什麼要一個DC/DC，因為燃料電池目前還無法提供穩定的電壓，其電壓波動範圍比較寬，也就是產生的電無法直接使用，必須經過一個DC/DC經行穩壓，才能使用。一般改DC/DC功率較大，純電動車上的DC/DC一般是用來提供12/24V低壓電的，功率一般在幾百瓦到3000瓦之內，而燃料電池的DC/DC用來做穩壓或者升壓的，功率要與電堆匹配，比如一個額定60kW的電堆，就要配一個不小於60kW的DC/DC。

再看為什麼要配一塊動力電池？燃料電池的峯值輸出能力很差，可以近似的認為，燃料電池只有額定功率，沒有峯值功率，而電動汽車的驅動特性對峯值功率的要求還很高，比如啟動時，一般需要峯值轉矩啟動，這個時候，電機的功率是額定的2倍甚至更高。汽車爬坡，汽車跑在高轉速區間，都是需要高於額定功率的，這個時候，光靠燃料電池是無法滿足動力需求的，而鋰電池可以補充超出額定功率的部分。當輸出功率低於額定功率時，燃料電池可以給鋰電池充電。這個鋰電池不同於一般的動力電池，他的特性更像PHEV,HEV的電池，需要有高倍率充放、長壽命的特點。長期工作在淺充淺方區間。這個時候可能有人問，把燃料電池的額定功率做到電機的峯值功率不就可以去掉鋰電池了嗎?沒錯，可以（實際上目前的然燃料電池還有相應速度慢的問題），但是不經濟了。就像有人問，多加電池是否可以讓電動車需要超過1000公里，當然可以了，但是不經濟，做出來也沒人買單。產品設計出來是給人用的，帶來價值的，那麼就要評估值不值。目前燃料電池車配鋰電池是最經濟的做法。

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存在就是合理嗎？還要給他找合理的理由？

増程式汽車瞭解一下。

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有答案已經寫了，現在的氫燃料汽車實際上屬於增程式電動汽車的一種。

一、所謂增程式電動汽車？就相當於給每輛電動車上安裝一個小型發電機。這個發電機可以是汽油發電（汽油增程式）、氫發電等等。

二、為什麼採用增程式？主要是現在的電動汽車電池還處於發展階段，續航無法短時間滿足需求，增程式可以通過攜帶燃料的方式等效增加汽車攜帶的能量，增加續航。

三、能不能不要電池？發電機有以下問題導致無法單獨用於供給汽車動力：1、啟動慢 2、汽車行駛中功率需求變化很快，一會大功率加速，一會停車。而通常對於單一用電器，發電機都無法快速調整發電的功率（越龐大的用電分佈消耗越平穩，不會劇烈變化，反之用電器越少，消耗變化越不穩定，越難以控制發電功率，這就是為什麼國家鼓勵使用谷電）。比如一腳油門下去，發電機來不及發出電，就會導致加速很慢，一個急停，發電功率還來不及降下來，多出來的電沒處去（有電池的話就充進電池了）。 3、如果沒有電池，發電機就需要大功率型號，成本就很高（尤其是氫反應堆），因為你要滿足汽車最大消耗時的功率。而搭載了電池，發電機就可以適當選擇小型號，大功率消耗的時候可以暫靠電池放電助力，等車輛消耗小的時候再給電池充回來。

四、如果續航問題解決了，是不是就不用這麼麻煩了？

個人見解，按照趨勢，如果里程焦慮已經漸漸不是問題，就沒必要採用增程模式了。

如果真的想用氫能，還不如直接建造氫發電站，把發出來的電直接接到電網。這樣集中處理的效率和成本明顯比分散處理有優勢。還不用到處建造加氫站，節約土地，安全隱患也少很多。

技術發展的趨勢都是集中處理代替分散處理，從發電站到互聯網，都是如此。

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你把燃料電池想像成一條河，動力電池當成一個水庫，下游用水的人想成電機。

一條河的流量基本是穩定的，可能大點小點，但是基本還算穩定，調節能力差。下游用水的人一會多一會少，每時每刻都在變（想像你開車剎車油門換擋一頓操作猛如虎）。直接用河水來不及反應，跟不上，也很難跟。因此你需要一個水庫把水存起來，再在水庫上安個閘口，每次檸閘口就行，河流小點沒事，細水長流都行，保證水庫充足

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