PEMFC船舶监控系统设计与性能优化研究

本篇硕士学位论文深入探讨了船用燃料电池监控系统的研究，主要针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)在船舶电力推进中的应用。作者俞毅在黄允千老师的指导下，针对燃料电池的环保特性，如无污染、高效能、低噪音和高可靠性，提出将其作为未来绿色能源的前景广阔。关键的运行参数，如温度和湿度，对燃料电池性能和寿命有着显著影响，因此监控和控制这些参数是当前研究的重要课题。 论文首先介绍了燃料电池监控系统的设计背景和意义，详细阐述了PEMFC的工作原理和系统组成。作者通过对影响系统性能的关键因素进行深入研究，提出了针对PEMFC的监控总体控制方案，包括下位机系统的设计。下位机采用AT89C52单片机为核心，配备HS101湿度传感器和DS18820温度传感器，用于实时监测湿度和温度，通过PWM控制冷却风扇保持恒定温度。数据采集、控制和定时器单元协同工作，确保系统的精确调控。 上位机系统部分，论文构建了与下位机的串行通信机制，使得监控系统能实时显示燃料电池堆的温度、湿度和电压数据。通过PID算法处理温度数据，以实现最优控制效果。上位机界面采用VB软件开发，设计简洁、操作友好且具有实时性，便于调试。此外，论文还设计了ACCESS数据库，存储实时监控数据，方便用户查阅历史参数。 系统集成调试阶段，作者通过示波器观察PWM波形、数码管显示以及串口调试助手验证了设计的正确性和可行性。最后，论文总结了研究成果，并对未来监控系统优化方向和燃料电池在船舶监控领域的应用前景进行了展望。 本文的核心知识点包括：燃料电池技术的发展趋势、PEMFC的基本原理与应用、下位机与上位机系统设计、温度与湿度监控策略、PID控制算法的应用、VB编程与数据库管理，以及系统集成与调试方法。这些内容对于推动绿色能源船舶的发展和燃料电池技术的实际应用具有重要意义。