基于ARM9和MPC56x的燃料动力电池发动机主控制器

随着清洁能源需求的新增，燃料动力电池发动机及其在汽车动力系统中的应用越来越重要。燃料动力电池按电化学原理直接将等温的化学能转化为电能。由于不受热机卡诺循环的限制，目前各类燃料动力电池实际的能量转化率均可达40%～60%；燃料动力电池环境友好、工作安静、噪声很低。燃料动力电池发动机由空气系统、氢气系统、水热管理系统、增湿系统和电堆等几部分组成，其结构如图1所示。

1分布式燃料动力电池发动机控制系统针对燃料动力电池发动机的上述要求，清华大学和大连化学物理研究所合作，研制了分布式燃料动力电池控制系统。整个系统以燃料动力电池发动机主控制器为核心，包括了2个发动机的独立控制子系统，每个发动机控制系统包括电堆控制器节点、增湿控制器节点、风机控制器节点以及4个单片电压测量节点等。加上燃料动力电池发动机的主控制器，整个控制系统共包括15个控制器节点。这些控制器以主控制器为核心，形成了整车动力系统时间触发控制器局域网络（TTCAN）通信协议。2基于ARM+MpC561双单片机的主控制器设计2.1控制器硬件框架控制器的硬件框架如图2所示。该控制器采用MpC56x和AT91SAM9261S单片机双核处理器的模式，其中底层IO驱动采用MpC56x单片机，而控制算法采用ARM9单片机。采用ARM9单片机进行控制算法的优点是：

(1)ARM的主频高、运算速度快，最高主频可以达到190MHz，运算速度可达210MIpS，大大高于MpC56x的56MHz；(2)可以配套的内存大，拥有丰富的内存扩展接口，不但能实现与MpC56x相同的SRAM扩展，还拥有专门的SDRAM管理模块，能进行SDRAM扩展，其容量可以轻易达到100MB以上；