氢气被认为是内燃机最理想的替代燃料之一,尤其是作为燃料添加剂使用时节能减排效果显著,因此氢能汽车也被广泛研究。然而现阶段加氢站的建造和运营成本高昂,系统产业布局存在欠缺,纯氢汽车的推广和发展因加氢困难而受到阻碍。氢混合燃料汽车的氢气消耗量相对较少,可通过车载制氢的方式来解决氢气来源问题,具有一定的发展前景,但是车载制氢的相关规律和低温使用问题还有待研究和解决。本文通过试验的方法探究了操作条件对车载电解水制氢机的性能影响规律,并基于该结果为氢混合燃料汽车设计了一套插电式车载电解水制氢系统,该系统通过结构优化解决了水在低温环境下结冰致使制氢机无法使用的问题。最后,将该系统实际搭载到一台氢混合燃料汽车上进行了整车标定和测试。本文首先搭建了车载制氢机性能测试系统,利用该系统研究了电解液温度以及电源电压对车载制氢机的性能影响规律。实验时保持环境温度恒定为25°C,电解液温度试验范围为10～70°C,电源电压试验范围为11～15 V。试验结果表明,适当提高电解液温度可改善电化学反应,增加制氢速率,降低制氢装置能耗;提高电源电压虽可以大幅增加制氢速率,但同时也导致了制氢效率的快速下降。对于本系统中的制氢机来说,电解液的最佳工作温度应不低于50°C,而在满足制氢需求的前提下应尽量降低电源电压。通过对车载电解水制氢的能源消耗以及实际应用可行性的简单分析,选择引入电动汽车充电桩的电能来完成车载制氢过程。基于车载制氢机的技术参数和试验得出电源电压的参数范围,对充电插座以及车载充电机进行选型。充电插座选择国标慢充插座,车载充电机可将交流电转化至制氢机工作需要的直流电压范围。整个插电制氢的过程通过一套自主开发的氢气系统电子控制单元来进行实时监测与控制。为了解决车载电解水制氢机在冬季使用时水容易结冰的问题,设计了一套制氢机防冻系统。通过对制氢机内部结构进行优化,可在制氢结束后将电解槽中的电解液全部排出到制氢机内部水箱中,同时引入外部空气对电解槽进行吹扫以降低其含湿量,此方法可有效保证制氢机低温使用安全。此外,通过一套可控温加热系统,使制氢机在再次使用时快速恢复到工作状态。最后,基于北汽绅宝D50轿车将其改装成为氢混合燃料汽车,对其在各个运行工况下的氢气/汽油喷射参数进行标定,并在整车转毂测功机上对其进行NEDC循环测试。测试结果显示,氢混合燃料汽车所采用的纯氢冷启动、部分负荷掺氢以及大负荷适当降低掺氢比例甚至纯汽油运行相结合的运行模式,节能减排效果显著。与原车相比,氢混合燃料汽车在整个NEDC循环下的HC、CO和NO_X排放分别降低了70.27%、47.70%和58.62%,油耗降低了13.74%。