燃料电池是一种高效、低噪音和少污染的洁净能源。在能源问题层出不穷的今天，燃料电池由于自身的优点已经成为全球能源研究的热点，其在固定电站，汽车及消费类电子中已经开始应用。在过去的几十年里质子交换膜燃料电池(PEMFC)技术已经有了很大的进展，其具有在室温下快速启动、排水方便、使用寿命长以及比功率、比能量高等突出特点，特别适合为电动汽车、便携设备等提供动力。 除了内部电极性能和电池制造工艺外，监控系统也是影响PEMFC性能的一个重要因素。在电池运行时，监控系统能够根据电池的实际运行状态、负载的要求等随时调节燃料的流量、电机的转速以及风扇的开和关，以保证燃料电池能够高效的运行。 本文的研究就是基于用良好的监控系统来提高电池性能的目的，在实验室最新研发的6KW PEMFC电池系统的基础上，进行了PEMFC监控系统的开发： 首先，为了实现PEMFC监控系统能够满足开机后自动运行，根据系统状态能够自动调整系统内部燃料供应、电机转速、温度压力等目标，本监控系统将划分成五个部分：主控子系统、电机控制子系统、系统电压电流子系统、温度压力子系统、单体电压检测子系统。系统之间通过现场总线通讯来实现整个系统的联动，达到显示PEMFC系统状态，控制内部电机转速，采集系统各类数据的目的。 其次，根据各子系统中数据处理和命令执行速度不同，我们分别使用了DSP和MCS-51系列的单片机两种控制芯片。高速系统和低速系统有序地协调运作，提高了整个控制系统的稳定性和可靠性，也大大降低了控制系统的成本。 再次，研究开发的PEMFC 单体电池电压的检测法给电堆提供了更加全面的保护，使电堆的运行更安全，也方便后续的燃料电池研究。 最后， CAN总线通讯的控制方式使整个监控系统的可扩展能力大大加强，可以根据电堆大小的需要方便地添加相应的智能节点，而不需要大面积的改动控制方案，缩短了开发周期。 综上，我的主要工作是：(1)设计6KW PEMFC监控系统，实现电堆的自动控制；(2) 主控子系统、电机控制子系统、系统电流电压子系统、温度压力子系统、单体电压检测子系统的硬件和软件设计；(3)在监控系统正常运行的基础上，探讨进一步的优化方案，进一步提升系统的可靠性和经济性。 此燃料电池监控系统已经成功应用于上海交大6KW PEMFC系统，运行良好。