燃料電池發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)具有輸入輸出通道多、控制變量多和控制算法復(fù)雜等特點(diǎn)。針對燃料電池分布式控制系統(tǒng)中的主控制器，提出了采用ARM系列單片機(jī)進(jìn)行上層算法的計算、采用MPC56x系列單片機(jī)進(jìn)行底層輸入輸出和外圍驅(qū)動接口、采用CAN總線進(jìn)行信息交互的雙核控制器的設(shè)計思路。設(shè)計了ARM和MPC56x兼容的數(shù)字核心接口板，并對雙核的燃料電池發(fā)動機(jī)主控制器進(jìn)行了驗證。

　　隨著清潔能源需求的增加，燃料電池發(fā)動機(jī)及其在汽車動力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越重要。燃料電池按電化學(xué)原理直接將等溫的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。由于不受熱機(jī)卡諾循環(huán)的限制，目前各類燃料電池實際的能量轉(zhuǎn)化率均可達(dá)40%～60%；燃料電池環(huán)境友好、工作安靜、噪聲很低。燃料電池發(fā)動機(jī)由空氣系統(tǒng)、氫氣系統(tǒng)、水熱管理系統(tǒng)、增濕系統(tǒng)和電堆等幾部分組成，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　1 分布式燃料電池發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)

　　針對燃料電池發(fā)動機(jī)的上述要求，清華大學(xué)和大連化學(xué)物理研究所合作，研制了分布式燃料電池控制系統(tǒng)。整個系統(tǒng)以燃料電池發(fā)動機(jī)主控制器為核心，包括了2個發(fā)動機(jī)的獨(dú)立控制子系統(tǒng)，每個發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)包括電堆控制器節(jié)點(diǎn)、增濕控制器節(jié)點(diǎn)、風(fēng)機(jī)控制器節(jié)點(diǎn)以及4個單片電壓測量節(jié)點(diǎn)等。加上燃料電池發(fā)動機(jī)的主控制器，整個控制系統(tǒng)共包括15個控制器節(jié)點(diǎn)。這些控制器以主控制器為核心，形成了整車動力系統(tǒng)時間觸發(fā)控制器局域網(wǎng)絡(luò)（TTCAN）通信協(xié)議。