摘 要

燃料电池的研究和发展在能源的使用和研究上起着重要的作用，它具有的优势使得所有能源研究机构热情空前。当然，简单的将燃料电池的组件拼装起来是没有办法取得我们需要的稳定的电能的。我们需要一套科学的辅助设备还有合理的控制策略才能使燃料电池正常工作产生电能。同时，燃料电池的工作效率和制作成本还和燃料电池控制器设计时采用的材料和工艺有关。因此本文就燃料电池的工作环境和硬件需求设计了燃料电池控制器硬件结构。

文中首先就燃料电池多方面的工作环境对燃料电池控制器硬件结构进行了总体设计。简单的介绍了燃料电池工作的原理和燃料电池最关键的控制芯片选择。然后对燃料电池控制器整体结构进行了规划设计。

再之，本文根据总体的方案，设计了以TMS320F28335作最小系统核心的控制系统核心。再根据系统输入输出特点选择合适器件设计了DA输出模块和路继电器输出模块。根据几种输入输出信号的特点，选用了485和CAN通信作为通信总线。最后根据控制器供电需求设计了控制器供电模块。

本文的特色：控制器硬件设计采用模块化，结构简单，稳定性强，电路板排线简单。

关键词：燃料电池控制器，通讯，模块化

Abstact

The research and development of fuel cells plays an important role in the use and research of energy, and its advantages make all energy research institutions enthusiastic. Of course, simply assembling the fuel cell components is no way to get the power we need to stabilize. We need a set of scientific aids and a reasonable control strategy to make the fuel cell work properly to generate electricity. At the same time, the fuel cell efficiency and production costs and fuel cell controller design and materials used in the process. Therefore, this paper designs the hardware structure of the fuel cell controller for the working environment and hardware requirements of the fuel cell.

In this paper, the hardware structure of fuel cell controller is designed based on the working environment of fuel cell. A brief introduction to the principle of fuel cell work and fuel cell the most critical control chip selection. Then the overall structure of the fuel cell controller is planned and designed.

Furthermore, according to the overall scheme, this paper designs the core of the control system with TMS320F28335 as the minimum system core. And then select the appropriate device according to the system input and output characteristics of the design of the DA output module and the relay output module. According to the characteristics of several input and output signals, 485 and CAN communication as the communication bus. Finally, the controller power supply module is designed according to the controller power supply demand.

The characteristics of this article: controller hardware design modular, simple structure, strong stability, simple circuit board cable.

Keywords: fuel cell controller；communication；modularity

目录

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 课题目的和意义 2

1.3 国内外研究现状 3

1.4 本文的主要研究内容 5

1.5 预期目标 5

第2章 控制器硬件总体设计 6

2.1 燃料电池系统原理 6

2.2 控制器结构设计 7

2.3控制器芯片 7

2.4 本章总结 8

第3章 控制器的硬件电路设计 9

3.1 最小应用系统 9

3.1.2 复位电路的设计 9

3.1.3 时钟电路 10

3.1.4 仿真接口电路 10

3.1.5 注意事项 11

3.2 通讯模块的设计 11

3.2.1 通讯模块总体设计 11

3.2.2 485模块设计 12

3.2.3 CAN模块设计 13

3.3 DA输出模块的设计 14

3.4 15路继电器输出设计 14

3.5 供电模块设计 16

3.5.1芯片介绍 16

3.5.2 核心、485、CAN供电模块电路图 17

3.5.3 15路继电器输出供电电路图 17

3.6 本章总结 18

第4章 全文总结与展望 19

4.1 全文内容总结 19

4.2 未来展望 19

参考文献 21

致谢 23

第1章 绪论

1.1 引言