基于Mega-64的燃料电池控制系统设计.pdf

第31卷第7期实验室研究与探索Vo1．31NO．7

2012年7月RESEARCHANDEXPLORATIONINLABORATORYJul20l2

基于Mega64的燃料电池控制系统设计

任梦，田作华

(上海交通大学自动化系，系统控制与信息处理教育部重点实验室，上海200240)

摘要：针对目前燃料电池控制系统设计复杂、能耗高、价格贵等问题，提出一种基于Mega64单片机作

为核心控制单元的5kW质子交换膜燃料电池控制系统设计与实现方案。该方案采用工业传感器采集

燃料电池的各项参数，采取闭环PID控制保证输出电压稳定，实现了对燃料电池的氢气供给系统、氧气

供给系统、水温控制系统及逆变并网供电系统的检测与控制。系统具备在线设置运行参数，保存历史数

据等功能，并且具有良好的人机交互界面，方便进行实时监控。现场运行结果表明，该系统设计可靠，运

行稳定。

关键词：质子交换膜；燃料电池；Mega64；单片机；智能控制

中图分类号：TP391文献标志码：A文章编号：1006—7167(2012)07—0038—04

DesignofaFuelCellControlSystemBasedonMega64

RENMeng，TIANZuo—hua

(DepartmentofAutomation，ShanghaiJiaotongUniversity，KeyLaboratoryofSystemControland

InformationProcessing，MinistryofEducationofChina，Shanghai200240，China)

Abstract：Inviewofthecomplicacy，highenergyconsumptionandhighcostofthecontrolsystemofthefuelcell，this

paperproposesanoveldesignandimplementationschemebasedonMega64．Theschemecollectstheparametersneeded

byusingindustrialsensorsandkeepstheoutputvoltagestablebyusingtheclosed—circlePIDstrategy．Thesystemcan

modifytheoperationalparametersonlineandsavehistoricaldataeasily，whicheffectivelycontrolsthehydrogensupply

system，oxygensupplysystem，coolingsystemandtheloadsystem．Inaddition，ithashuman—computerinteractive

interface，whichprovidesconvenientreal-timemonitoring

stabilityoftheproposedsystem．

Keywords：PEMFC；fuelcell；Mega64；MCU；intelligentcontrol

控制核心广泛采用小型工控机或嵌入式硬件平台，导

0引言

致系统过于复杂，价格昂贵，增加了产品的生产成本，

质子交换膜燃料电池(ProtonExchangeMembrane不利于市场的推广，所以需要研制一种可靠性高、成本

FuelCell，PEMFC)是以氢气为燃料的发电装置，具有低廉的控制系统以满足市场的需求。

清洁高效、能量转化高、性能稳定，且工作温度低(一