3KW质子交换膜燃料电池系统监控节点设计

论文摘要

当前,随着世界传统能源的日益短缺和生态环境的恶化,人们需要寻找一种新型环保的能源来代替传统能源。燃料电池（Fuel-Cell,FC）就是未来新型的高效,节能,环保的发电方式之一。它是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能通过电极反应直接转变成电能的电化学反应装置,其最大特点是不经过热机过程,因此不受卡诺循环限制,能量转换效率高,噪声低,污染小,被公认为是21世纪首选的清洁,高效的新型发电技术。质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell,简称PEMFC）是一种用固体高分子膜作电解质的氢氧型发电装置。它是继碱性燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池之后发展起来的一种新型燃料电池。作为高效清洁能源,PEMFC具有操作温度低、启动快和无电解质腐蚀等优点[1]。本文介绍了质子交换膜燃料电池（PEMFC）系统的原理与组成及其水、热、电、气的管理与控制,分析了电池组的控制量及控制量参数对系统性能的影响。在分析燃料电池发电系统的控制要求的基础上,提出控制系统的设计方案,即利用CAN总线技术设计模块化的分布式控制系统。将系统分为:氢气供给系统;空气供给系统;冷却水管理系统;PEMFC单池监测;液晶监视控制系统;基于DSP

论文目录

• 文摘
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 基本原理
• 1.1.2 特点
• 1.1.3 分类
• 1.1.4 燃料电池的研究方向
• 1.2 国内外发展现状及展望
• 1.3 课题研究意义及来源
• 1.4 主要研究内容
• 第二章 系统控制方案
• 2.1 系统控制量的管理
• 2.2 系统的组成
• 2.2.1 氢气供给系统
• 2.2.2 空气供给系统
• 2.2.3 冷却水管理系统
• 2.2.4 PEMFC单池监测系统
• 2.2.5 液晶监视控制系统
• 2.2.6 主控制器系统
• 2.2.7 CAN总线通讯系统
• 2.3 分布式控制方案
• 2.3.1 采用分布式控制的原因
• 2.3.2 分布式控制系统节点分布设计原则
• 2.3.3 分布式控制系统通讯管理设计原则
• 2.3.4 各子系统控制方式
• 第三章 CAN 总线通讯系统
• 3.1 CAN 总线原理
• 3.1.1 CAN层的定义
• 3.1.2 报文传送及其帧结构
• 3.2 CAN 通信接口设计
• 3.2.1 监控系统的CAN 接口设计
• 3.2.2 主控制器的CAN 接口设计
• 3.3 通讯策略的制定
• 第四章 主控制器系统
• 4.1 硬件总体设计
• 4.2 主控芯片的选择
• 4.3 主控制器各接口硬件设计
• 4.4 主控制器软件设计
• 4.4.1 软件开发环境
• 4.4.2 开发DSP 应用程序的步骤
• 4.4.3 软件流程
• 4.5 控制规则
• 第五章 监视与控制系统
• 5.1 总体设计
• 5.2 监控系统主要器件的选择
• 5.3 各接口设计
• 5.3.1 液晶接口
• 5.3.2 键盘和数码管接口
• 5.3.3 R5232接口
• 5.4 监控系统软件设计
• 5.4.1 软件开发环境
• 5.4.2 软件开发步骤
• 5.4.3 软件流程
• 5.4.4 软件调试
• 5.5 监控节点的抗干扰措施
• 5.5.1 硬件抗干扰
• 5.5.2 软件抗干扰
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在校期间发表的学术论文