1. 研究目的与意义（文献综述）

国内外研究现状
目前世界各国政府及各大汽车厂商都在进行燃料电池汽车的研发，而且取得了不同程度的进展，目前已经推出各种型号的概念车，并且已经有进入商业化示范运行的成功范例。下面具体介绍国内外的实际情况。
北美影响最大的开发项目有两个：一个是由美国能源部组织的国家燃料电池汽车研究计划；第二个是以巴拉德动力系统公司的技术为依托，由戴姆勒克莱斯勒公司、福特汽车公司等跨国公司投资合作的燃料电池汽车项目。2009年，欧盟批准燃料电池和氢能技术项目行动计划，计划从欧盟第七框架计划中拿出4.7亿欧元，持续资助燃料电池汽车及基础设施技术研发。2011年1月，奔驰公司研发的3辆燃料电池原型车，横跨4大洲、14个国家，完成绕地球行驶1周的创举。此外，奔驰在德国还有36辆氢燃料电池大巴，已收集到200万千米的运行数据，目前的氢料燃大巴比早期的燃料消耗降低了50%，性能和行驶里程均显著提高。据美国汽车媒体近日报道，日本将大力发展燃料电池汽车，计划在2030年之前燃料电池汽车保有量达到80万辆。丰田fcv及mirai 的总设计师田中义和证实了这一观点，他表示，丰田将大力发展氢燃料电池汽车。
在国家"十五""863"计划电动汽车关键技术重大科技专项和"十一五"节能与新能源汽车重大项目支持下，我国燃料电池汽车技术研发取得重要进展，基本掌握了整车、动力系统与关键零部件的核心技术。
“九五”期间，国家科技部将燃料电池关键技术研究列入国家攻关计划。在国家科技部、中科院、北京市和上海市政府的支持下，中科院大连化学物理研究所、北京世纪富源燃料电池公司、北京飞驰绿能电源技术有限责任公司、上海神力科技有限公司等分别研制出5kw～30kw质子交换膜燃料电池。我国由上海汽车集团、同济大学等10多家单位联合开发首辆燃料电池和锂离子电池混合动力轿车“超越一号”，已接受国家科技部的验收。之后又成功研制出“超越二号”、“超越三号”。同济大学研制的“春晖三号”四轮驱动微型概念车，运用燃料电池与蓄电池组成的混合驱动系统。
燃料电池汽车是"十五"期间全国12个重大研究专项之一。其中，质子膜关键技术被列为山东省第一号科技攻关项目，取得了重大突破。辽宁新源动力股份有限公司承接国家"863"重大科研项目，研制了200kw、110kw、60kw、30kw、10kw、5kw燃料电池系统、燃料电池电站、便携式电源等产品。

选题意义
目前，汽车的主要动力源还是以石油为主，汽车已经成为大气污染的主要来源。为了降低汽车的燃油消耗，减少有害的排放生成物，各国相继出台了更严格的排放法规。
纯电动汽车在使用中可实现零排放，在运行中无排放污染，电动汽车具有低噪声、低热辐射、易操纵和易维护等优点是解决问题最有效的途径之一。燃料电池汽车更是各国看好的对象。
我国的传统汽车工业远落后于当代世界先进水平，同时我国的石油资源比较匮乏，仅居世界第十位。电动汽车，特别是燃料电池汽车是实现我国汽车工业跨越式发展的战略选择。

2. 研究的基本内容与方案

本文主要研究内容和基本方法如下：
（1）车用燃料电池系统控制器，其功能是接收传感器传过来的各部件的工作状态信息，然后对信息进行处理判断，虽然单片机能够完成以上的功能，但单片机的存储空间非常的有限，而且不易扩展，工作频率也很难提高，因此难以对系统进一步的升级。目前DSP不仅有更高的工作频率，较大的片存储空间，而且价格也与单片机无异，甚至更低。本次的控制器设计以DSP为cpu,设计DSP最小系统。
（2）控制系统的其它部件设计与问题。A/D变换电路设计：ADC采集数据时不经过任何处理采集数据会有很大的波动，带来很大的后续影响，要注意采样处理。I/O接口设计：外设要经过接口电路才能与CPU交换信息。通信问题：SCI通信接口电路设计、CAN通信接口电路设计。另外因为难免会有外界干扰和内部干扰，注意抗干扰问题也是必要的。考虑的抗干扰措施：硬件抗干扰，软件抗干扰。
（3）DSP最小系统：DSP芯片不能够独立运行，为了能够让其运行，要提供电源电路，时钟复位等信号，同时设计程序下载调试的接口（JTAG），将这些基本的外围电路构成DSP最小系统，另外根据实际情况来考虑存储器扩展的问题。电源为整个系统提供能量，是整个应用系统良好工作的基础，此次的设计采用TMS320F2812，用TI公司的电源芯片TPS73HD318PW直接设计DSP芯片的电源。设计时钟电路有两种方法，此次为了增强系统对数据处理的速度，使用外部有源晶振为F2812提供时钟信号。由于微控制器在上电时状态并不能确定，故有必要设计一个上电复位电路，为了适应高速的F2812DSP系统，使用具有看门狗输入和手动复位功能的电源电压监控器TPS3823-33。关于外部扩展存储器的问题，可以外扩一个SRAM存储器。F2812有5个XINTF接口，可以扩展大约1M*16位的存储空间。
（4）A/D转换：本次设计中的模拟信号需要转换成离散的数字信号，DSP才能够进行处理。TMS320F28X的片内ADC是一个分辨率为12位且具有流水线结构的模数转换器，主要用来实现外部输入的各种模拟信号到数字信号的转换。
（5）在设备间进行串行数据通信时一般不使用SCI口直接相连，而是采用RS232接口进行电平转换，此次设计使用MAX232芯片把F2812SCI接口的CMOS电平转换成RS232标准的负逻辑电平。eCAN模块是TMS32OF2812DSP片上的增强型CAN控制器，其性能较之已有的DSP内嵌CAN控制器有较大的提高数据传输更加灵活方便数据量更大可靠性更高功能更加完备，SN65HVD232是驱动CAN控制器和物理总线间的接口，提供对总线的差动发送和接收功能，由于SN65HVD232是提供3.3V电源供电 F2812也是用3.3V电源供电故可以直接相连。

3. 研究计划与安排

3月2日~3月8日：明确毕业设计内容及任务，查阅相关资料，翻译英文文献，完成开题报告；
3月9日~3月15日：参考文献，了解分析以DSP为核心的控制器硬件；
3月16日~3月31日：设计其它电路，包括A/D变换电路设计、I/O接口设计、SCI通信接口电路设计、CAN通信接口电路设计
4月1日~4月20日：设计控制器电路原理图，设计方案应体现节能环保意识和技术经济性能。

选择并使用电路仿真软件，对方案进行预测与模拟，并分析其局限性；
4月21日~4月30日：设计控制器PCB，掌握调试方法；
5月1日~5月14日：对控制器以及各电路进行整改简化，使之其功能更强大，更环保经济；
5月15日~5月31日：撰写毕业设计论文；
6月1日~6月7日：检查修改毕业设计论文；
6月8日：毕业设计的答辩。

4. 参考文献（12篇以上）

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