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摘要燃料电池现在受到了人们的广泛，并且其应用也变得越来越广泛，正渐渐的改变人类的生活。其中，质子交换膜燃料电池（又称PEMFC）正发挥着越来越重要的作用。本文主要完成了 PEMFC 测控系统的硬件设计。首先按照顺序先介绍了燃料电池的研究背景、研究意义，阐述了燃料电池的重要性，接着分析了影响 PEMFC 系统性能的因素，采用STM32F103B芯片，提出了 PEMFC 测控系统的硬件设计方案，接着根据硬件设计方案，设计出了相关的硬件电路，并且编写了相关的软件程序，最后对上位机进行了调试，验证了实验通信协议的正确性，然后又对风扇控制系统进行了验证。最终经过一系列的调试与验证，证明了本文设计的测控系统是可以正常工作的。49153
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毕业论文关键词 质子交换膜燃料电池（PEMFC） STM32F103B 测控系统
Title Hardware design of fuel cell control system based on STM32
Abstract Fuel cells have been paid attention because of their high energy conversion efficiency and environmental friendliness. The performance of proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) is particularly prominent. The paper finished the hardware design of fuel cell control system. Firstly, paper introduces the significance and the main content of fuel cell research, and then makes a more detailed elaboration of the related concepts for the proton exchange membrane fuel cell (PEMFC), system components and working principle. According to the relevant analysis, using the chipSTM32F103B, the overall control scheme of proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) is presented and then the software initialization of parts of components is accomplished. Finally, through the initial verification, the hardware design based on the overall control scheme of the proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) monitoring system is completed with a summary of the content.
Keywords Proton exchange membrane fuel cell (PEMFC), Control system, STM32F103B
目次
1绪论1
1.1本文的研究背景1
1.2本文的研究意义2
1.3质子交换膜燃料电池测控研究现状2
1.4研究内容..4
1.5本章小结..4
2质子交换膜燃料电池（PEMFC）概述.5
2.1质子交换膜燃料电池（PEMFC）简介...5
2.2PEMFC性能的影响因素分析..8
2.3本章小结.11
3PEMFC测控系统的硬件设计方案...12
3.1PEMFC测控系统的总体设计方案.12
3.2PEMFC测控系统各控制单元的设计方案...14
3.3PEMFC测控系统的总体电路设计.16
3.4PEMFC测控系统各功能电路设计.17
3.5本章小节.28
4PEMFC测控系统的软件设计...29
4.1系统主程序设计...29
4.2电压电流采集软件设计.30
4.3温度采集软件设计.31
4.4调试与测量...33
4.5本章小结.42
结论...43
致谢...45
参考文献..46
附录49
1 绪论 1.1 本文的研究背景 燃料电池最近几年作为一种新兴领域正得到越来越广泛的关注，但是其实早在100多年前，就有人想要尝试这方面的实验，但是很可惜，受制于当时的科技与经济发展水平，这个实验也就未能成功。后来由于相关空间技术发展的需要，人们这才重新进入了燃料电池的领域。这些年，世界上正遭遇资源匮乏，能源短缺，可持续发展不断受阻等一系列问题。人们经过研究发现，合理使用燃料电池，可以大大节省其它公共资源。在这种大环境下，世界各国开始大量投入资金进行燃料电池的研究领域，由此，燃料电池也得到了不断长足的发展。科学家相信，在不久的将来，燃料电池必将在人们生活中扮演必不可少的重要作用，深刻改变人类的生活。 不同的燃料其达到燃烧所需的温度。也就是人们常说的燃点有高有低。当然，即使使用的是内部参数相同的电池，当外部条件如温度、压力、湿度等发生变化时，燃料电池的性能也会发生变化。因此这也就要求研究者在进行实验时，必须对燃料电池的每一个相关参数和性能进行测量和记录，因为这些数据稍有变化，可能就会对实验结果产生巨大的影响。 以上说明证明了实验时记录燃料电池的性能参数的重要性，也说明了燃料电池的实验结果受制于实验时对各种量精度的测量，因此对燃料电池进行测控就显得尤为重要。在现在世界上研制一个可靠、高效的燃料电池测控系统已经成为了世界各国致力于研究的重点，有越来越多的公司加入了对燃料电池监控系统的研究之中,源Z自L751W文~论`文]网[www.751com.cn，这也就催生了相关的燃料电池监控系统的市场的拓展。可以说，燃料电池的检测系统在不久的将来必将深刻的改变人类的生活，发挥越来越巨大的作用。 当然，燃料电池的监控系统的技术研发还不够成熟，人们对于燃料电池的研究还没有足够到位。这首先说明燃料电池的监控领域还有很大的潜力与前景。同时，这也激励了越来越多的科研工作者投身到相关的领域中，为了人类自己的未来的可持续发展贡献一份力量。