燃料电池汽车结构多种多样，可从供给燃料角度和能源配置角度对其进行分类。
1）按主要供给燃料分类
（1）以氢气为燃料的FCV。
（2）以醇类和烃类等重整后产生的氢气为燃料的FCV。
2）按能源配置模式分类
（1）纯燃料电池（FC）的FCV。
（2）燃料电池与动力电池相混合（FC+B）的FCV。
（3）燃料电池与超级电容相混合（FC＋C）的FCV。
（4）燃料电池与动力电池和超级电容相混合（FC+B+C）的FCV。
目前，后三种多能源的配置方式是FCV的主要配置方式。下面对这三种混合驱动配置方式做简单介绍。
图1−2所示为采用“燃料电池+动力电池（FC+B）”配置模式的燃料电池汽车动力系统结构。该燃料电池汽车整车系统主要由整车控制器（包括整车控制单元和能量控制单元）、燃料电池发动机、DC/DC双向变换器、动力电池系统、辅助系统、驱动系统等模块组成，各个模块之间由电气或机械部件连接形成一个整体。考虑到目前燃料电池系统自身的一些特殊要求，例如在起动时空压机需要供电、电堆需要加热（特别是温度低于冰点以下的工况）、氢气和空气需要加湿等，该模式中的动力电池可以为车辆在行驶过程中提供峰值电流，从而降低对燃料电池功率和动态特性的要求；还可以通过制动能量回馈减少耗氢量，以提高整车效率和行驶里程。目前，该混合驱动模式被较多的燃料电池汽车所采用，本书所阐述的燃料电池整车模型也采用这种模式。
采用“燃料电池+超级电容（FC+C）”配置模式的燃料电池汽车动力系统结构如图1−3所示。当车辆起动时，超级电容快速放电，使汽车起动；在正常工作状态下，燃料电池供给汽车所需能量，并利用多余电能给超级电容充电；在车辆加速和上坡时，超级电容与燃料电池同时工作，提供峰值功率；在减速、下坡、制动时，由超级电容吸收制动回馈能量。
图1−2 FC+B燃料电池汽车动力系统结构
图1−3 FC+C燃料电池汽车动力系统结构
由于燃料电池要达到其工作温度需要一定时间，而超级电容放电做功可使燃料电池很快达到工作温度，并同时提供车辆起动所需电能，因此燃料电池和超级电容的组合是较理想的混合动力驱动模式，也是未来混合动力汽车的发展方向之一，尤其适用于轿车和城市公交车。但目前该类混合驱动技术尚处于研究阶段。
图1−4所示为采用“燃料电池+动力电池+超级电容（FC+B+C）”配置模式的燃料电池汽车动力系统结构。该系统同时加入了动力电池和超级电容。在混合动力汽车和纯电动汽车中，要求尽可能多地利用制动回馈能量。目前，通常采用为动力电池充电来吸收制动回馈能量，但动力电池充放电循环次数有限并难以实现短时间大功率充电，从而导致其循环寿命大大缩短，成本增加。而超级电容具有比电解电容高得多的能量密度（比能量）和比动力电池高得多的功率密度（比功率），适合用作短时间功率输出源。此外，因具有比功率高、一次储能多等优点， FC+B+C 的配置结构可以大大提高混合动力汽车、纯电动汽车的续驶里程，并能在汽车起动、加速、爬坡时有效改善混合动力汽车的动力特性[3]。但是，由于这种结构过于复杂，对整车控制和参数匹配提出了较大挑战。
图1−4 FC+B+C燃料电池汽车动力系统结构
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