CN113451619A - 一种质子交换膜燃料电池系统的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种质子交换膜燃料电池系统的控制装置。本发明中控制模块均与电源滤波转换电路、数据采集电路、通讯电路、驱动电路和PWM输出电路相连，数据采集电路与燃料电池系统中的传感器相连，通讯电路与燃料电池系统或上位机相连，驱动电路和PWM输出电路均与燃料电池系统中的外接设备相连，控制模块分析处理数据采集电路采集的传感器信号，并分别向通讯电路、驱动电路和PWM输出电路发送信号，通讯电路与燃料电池系统或上位机通讯，驱动电路和PWM输出电路驱动燃料电池系统中的外接设备，实现燃料电池系统的控制。本发明具有低成本、高集成度，实现质子交换膜燃料电池系统的智能运行。

Description

一种质子交换膜燃料电池系统的控制装置

技术领域

本发明涉及了新能源技术领域的一种控制装置，特别涉及了一种质子交换膜燃料电池系统的控制装置。

背景技术

氢能是一种清洁能源，在越来越倡导绿色、可持续发展的当下，氢能是一种对传统能源的一种很好的替代能源，而燃料电池是氢能高效利用的重要途径。

质子交换燃料电池(PEMFC)又称固体高分子电解质燃料电池，是一种以含氢燃料与氧气反应产生电力的燃料电池，以高分子质子交换膜为传导媒介，发电后产生纯水和热，不产生空气污染。

燃料电池系统控制装置是用来监测并控制燃料电池系统的最小系统。目前的燃料电池系统控制装置多采用商用数据采集系统或者分布式控制器来进行控制。前者的价格高昂、生态闭环，二次开发的难度较高；后者的控制器较多、接线复杂，对于各个控制器模块之间的通信稳定性要求高。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供了一种质子交换膜燃料电池控制装置，采用以下技术方案：

本发明包括控制模块、电源滤波转换电路、数据采集电路、通讯电路、驱动电路和PWM输出电路；控制模块均与电源滤波转换电路、数据采集电路、通讯电路、驱动电路和PWM输出电路相连，电源滤波转换电路均与数据采集电路、通讯电路、驱动电路和PWM输出电路相连，数据采集电路与燃料电池系统中的传感器相连，通讯电路与燃料电池系统或上位机相连，驱动电路和PWM输出电路均与燃料电池系统中的外接设备相连，控制模块分析处理数据采集电路采集的传感器信号，并分别向通讯电路、驱动电路和PWM输出电路发送信号，通讯电路与燃料电池系统或上位机通讯，驱动电路和PWM输出电路驱动燃料电池系统中的外接设备，实现燃料电池系统的控制。

所述电源滤波转换电路主要由24V电压输入保护与滤波电路、24V转5V电路和5V转3.3V电路依次连接组成。

所述24V电压输入保护与滤波电路包括保险丝F1、瞬态电压抑制管DZ1、场效应管Q1和齐纳二极管DZ2；

电容C1一端接电源Vin+，电容C1另一端经电容C2后接地，瞬态电压抑制管DZ1的阳极接地，阴极接电源Vin+，保险丝F1一端接电源Vin+，保险丝F1另一端分别与电阻R1和场效应管Q1的漏极相连，电阻R1经电容C3、电阻R2和电阻R3后接地，场效应管Q1的栅极和源极分别与电阻R2的两端相连，齐纳二极管DZ2的阴极和电容C4的一端均与场效应管Q1的源极相连，齐纳二极管DZ2的阳极和电容C4的另一端均与场效应管Q1的栅极相连；

电容C5、电容C6、电容E1、电容C7、电容E2和电容E3依次并联并且两端分别接电源PVCC和地，电感L1的一端接电源PVCC，电感L1的另一端经电容C8后接地，电容C9的一端接电源VCC，电容C9的另一端接地。

所述数据采集电路包括多路4-20mA电流测量电路、多路0-10V电压测量电路和多路PWM频率信号测量电路；多路4-20mA电流测量电路均与控制模块相连，多路0-10V电压测量电路均与控制模块相连，多路PWM频率信号测量电路均与控制模块相连，多路4-20mA电流测量电路分别与燃料电池系统中的输出信号为电流的传感器相连，用于采集燃料电池系统中的传感器发送的电流信号；多路0-10V电压测量电路分别与燃料电池系统中的输出信号为电压的传感器相连，用于采集燃料电池系统中的传感器发送的电压信号；多路PWM频率信号测量电路分别与燃料电池系统中的输出信号为PWM波的传感器相连，用于采集燃料电池系统中的传感器发送的频率信号。

每路所述PWM频率信号测量电路结构相同，具体为：

燃料电池系统中的外接设备与电阻R70的一端相连，电阻R70的一端还分别经电容C125和保护二极管DR16后接地，电阻R70的另一端经电阻R84后与三极管Q12的基极相连，三极管Q12的集电极与三极管Q13的基极相连，三极管Q12的集电极还经电阻R85后接3.3V电源，三极管Q13和三极管Q12的发射极均接地，三极管Q13的集电极与控制模块相连，三极管Q13的集电极还经电阻R86后接3.3V电源。

所述通讯电路包括CAN通讯电路、RS232/UART通讯电路、RS485通讯电路和JTAG电路；

CAN通讯电路、RS232/UART通讯电路、RS485通讯电路和JTAG电路均与控制模块相连，CAN通讯电路为两路，其中一路与上位机连接，另一路与燃料电池系统中的外接设备连接，RS232/UART通讯电路与上位机或燃料电池系统中的外接设备相连。

两路所述CAN通讯电路结构相同，具体为：

CAN通讯芯片U4的TXD引脚和RXD引脚与控制模块相连，CAN通讯芯片U4的GND引脚接地，CAN通讯芯片U4的VCC引脚接电源DVCC，CAN通讯芯片U4的GND引脚和VCC引脚之间接电容C50和电容C51，电容C50和电容C51并联；

CAN通讯芯片U4的STB引脚经电阻R13后接地，CAN通讯芯片U4的CANH引脚经电阻R15后与电容C53相连，CAN通讯芯片U4的CANL引脚经电阻R14后也与电容C53相连，电容C53接地；

CAN通讯芯片U4的CANH引脚还与共模扼流圈FL1一端的一个分支相连，CAN通讯芯片U4的CANL引脚还与共模扼流圈FL1一端的另一个分支相连，共模扼流圈FL1另一端的一个分支与瞬态电压抑制管TVS1的一个阴极引脚相连，共模扼流圈FL1另一端的另一个分支与瞬态电压抑制管TVS1的另一个阴极引脚相连，瞬态电压抑制管TVS1的阳极引脚接地；CAN通讯芯片U4的VIO引脚分别接电源DVCC和经电容C52后接地。

所述RS232/UART通讯电路具体为：

RS232芯片U6的V+引脚经电容C58后接地，RS232芯片U6的C1+引脚经电容C60后与RS232芯片U6的C1-引脚相连，RS232芯片U6的C2+引脚经电容C61后与RS232芯片U6的C2-引脚相连；

RS232芯片U6的DOUT2引脚经电阻R21后与控制模块相连，RS232芯片U6的RIN2引脚经电阻R22后与控制模块相连，RS232芯片U6的DOUT2引脚还分别经电容C63和静电保护二极管DR1后接地，RS232芯片U6的DOUT2引脚与燃料电池系统中的外接设备相连，RS232芯片U6的RIN2引脚还分别经电容C64和静电保护二极管DR2后接地，RS232芯片U6的RIN2引脚与燃料电池系统中的外接设备相连；

RS232芯片U6的VCC引脚分别接电源DVCC和经电容后接地，RS232芯片U6的DIN2引脚经电阻R19后接电源DVCC，RS232芯片U6的ROUT2引脚经电阻R20后接电源DVCC。

所述驱动电路包括大功率高边驱动电路、小功率高边驱动电路和H桥驱动电路；大功率高边驱动电路、小功率高边驱动电路和H桥驱动电路均与控制模块相连，大功率高边驱动电路、小功率高边驱动电路和H桥驱动电路均与燃料电池系统中的外接设备相连。

所述PWM输出电路主要由多路3.3V PWM波输出电路和多路24V PWM波输出电路并联设置组成；每路3.3V PWM波输出电路之间并联设置，每路24VPWM波输出电路之间并联设置；

每路3.3V PWM波输出电路结构相同，具体为：电阻R60的一端与控制模块相连，电阻R60的另一端与燃料电池系统中的外接设备相连，电阻R60的另一端还经电容C115后接地，电阻R60的另一端还经保护二极管DR6后接地；

每路24V PWM波输出电路结构相同，具体为：电阻R72的一端与控制模块相连，电阻R72的另一端与三极管Q4的基极相连，三极管Q4的集电极经电阻R73后接24V电源，三极管Q4的集电极与三极管Q5的基极相连，三极管Q4和三极管Q5的发射极均接地，三极管Q5的集电极经电阻R86后接24V电源，三极管Q5的集电极与电阻R65的一端相连，电阻R65的另一端与燃料电池系统中的外接设备相连，电阻R65的另一端还分别经电容C120和保护二极管DR11后接地。

本发明的有益效果为：

本发明的RS232/UART通讯电路进行RS232接口与UART接口的设置，能根据具体情况选择其中一种接口进行通讯，充分利用了控制芯片的串口资源。

本发明能采集燃料电池系统的电压、电流和频率三种传感器信号，覆盖信号范围全面，对燃料电池系统的状态监测更清晰，实现对燃料电池系统地精准控制。

本发明具备低成本、高集成度、安全性高等特点，能够进行质子交换膜燃料电池系统的实时状态监测、运算和控制，实现质子交换膜燃料电池的智能运行。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的24V电压输入保护和滤波电路原理图。

图3为本发明的PWM频率信号测量电路原理图。

图4为本发明的PWM输出电路原理图。

图5为本发明的CAN通讯电路原理图。

图6为本发明的RS232/UART通讯电路原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1所示，本发明包括控制模块、电源滤波转换电路、数据采集电路、通讯电路、驱动电路和PWM输出电路；控制模块均与电源滤波转换电路、数据采集电路、通讯电路、驱动电路和PWM输出电路相连，电源滤波转换电路均与数据采集电路、通讯电路、驱动电路和PWM输出电路相连，电源滤波转换电路用于供电，数据采集电路与燃料电池系统中的传感器相连，通讯电路与燃料电池系统或上位机相连，驱动电路和PWM输出电路均与燃料电池系统中的外接设备相连，控制模块分析处理数据采集电路采集的传感器信号，并分别向通讯电路、驱动电路和PWM输出电路发送信号，通讯电路与燃料电池系统或上位机通讯，驱动电路和PWM输出电路驱动燃料电池系统中的外接设备，实现燃料电池系统的控制。具体实施中，控制模块主要为主控芯片U3，采用MPC5744P。

电源滤波转换电路主要由24V电压输入保护与滤波电路、24V转5V电路和5V转3.3V电路依次连接组成。

如图2所示，24V电压输入保护与滤波电路包括保险丝F1、瞬态电压抑制管DZ1、场效应管Q1和齐纳二极管DZ2；

电容C1一端接电源Vin+，电容C1另一端经电容C2后接地，瞬态电压抑制管DZ1的阳极接地，阴极接电源Vin+，保险丝F1一端接电源Vin+，保险丝F1另一端分别与电阻R1和场效应管Q1的漏极相连，电阻R1经电容C3、电阻R2和电阻R3后接地，场效应管Q1的栅极和源极分别与电阻R2的两端相连，齐纳二极管DZ2的阴极和电容C4的一端均与场效应管Q1的源极相连，齐纳二极管DZ2的阳极和电容C4的另一端均与场效应管Q1的栅极相连；

电容C5、电容C6、电容E1、电容C7、电容E2和电容E3依次并联并且两端分别接电源PVCC和地，电感L1的一端接电源PVCC，电感L1的另一端经电容C8后接地，电容C9的一端接电源VCC，电容C9的另一端接地。

24V转5V电路包括芯片U1，芯片U1的型号为：TPS54360。保险丝F1、瞬态电压抑制管DZ1对输入电路进行保护，避免出现瞬态高电压或者大电流损伤控制装置。电阻R1、R2、R3，电容C3、C4以及场效应管Q1和齐纳二极管DZ2维持输出电压的稳定，电容C5～C9、E1～E3对输出电压进行滤波和稳压。

数据采集电路包括多路4-20mA电流测量电路、多路0-10V电压测量电路和多路PWM频率信号测量电路；多路4-20mA电流测量电路均与控制模块相连，多路0-10V电压测量电路均与控制模块相连，多路PWM频率信号测量电路均与控制模块相连，多路4-20mA电流测量电路分别与燃料电池系统中的输出信号为电流的传感器相连，用于采集燃料电池系统中的传感器发送的电流信号；多路0-10V电压测量电路分别与燃料电池系统中的输出信号为电压的传感器相连，用于采集燃料电池系统中的传感器发送的电压信号；多路PWM频率信号测量电路分别与燃料电池系统中的输出信号为PWM波的传感器相连，用于采集燃料电池系统中的传感器发送的频率信号；具体实施中，0-10V电压检测电压测量电路为两路，4-20mA电流检测电流测量电路为十二路，PWM频率信号测量电路为四路，具体实施中，电流检测电流测量电路中的同相比例放大器U14～U16型号为TLV2474，电压检测电压测量电路中的同相比例放大器U17型号为TLV2472。

如图3所示，每路PWM频率信号测量电路结构相同，具体为：

燃料电池系统中的外接设备与电阻R70的一端相连，电阻R70的一端还分别经电容C125和保护二极管DR16后接地，电阻R70的另一端经电阻R84后与三极管Q12的基极相连，三极管Q12的集电极与三极管Q13的基极相连，三极管Q12的集电极还经电阻R85后接3.3V电源，三极管Q13和三极管Q12的发射极均接地，三极管Q13的集电极与控制模块相连，三极管Q13的集电极还经电阻R86后接3.3V电源，每路PWM频率信号测量电路采集燃料电池系统中的外接设备发送的频率信号后将频率信号发送给控制模块进行处理。

通讯电路包括CAN通讯电路、RS232/UART通讯电路、RS485通讯电路和JTAG电路；

CAN通讯电路、RS232/UART通讯电路、RS485通讯电路和JTAG电路均与控制模块相连，CAN通讯电路为两路，其中一路与上位机连接，另一路与燃料电池系统中的外接设备连接，例如，上位机为电脑，外接设备为空气质量流量控制器，RS232/UART通讯电路与上位机或燃料电池系统中的外接设备相连，例如，外接设备为氢气质量流量控制器，RS232/UART通讯电路与上位机相连时，用于下载程序，RS232/UART通讯电路与外接设备相连时，用于驱动外接设备。JTAG电路用于控制模块的程序调试，具体实施中，CAN通讯芯片U4、U5的型号为：TJA1042，RS232/UART通讯电路中芯片U6型号为MAX3232。

如图5所示，两路CAN通讯电路结构相同，具体为：

CAN通讯芯片U4的TXD引脚和RXD引脚与控制模块相连，CAN通讯芯片U4为高速CAN通讯芯片，波特率最高可达5Mbps。CAN通讯芯片U4的GND引脚接地，CAN通讯芯片U4的VCC引脚接电源DVCC，CAN通讯芯片U4的GND引脚和VCC引脚之间接电容C50和电容C51，电容C50和电容C51并联；

CAN通讯芯片U4的STB引脚经电阻R13后接地，CAN通讯芯片U4的CANH引脚经电阻R15后与电容C53相连，CAN通讯芯片U4的CANL引脚经电阻R14后也与电容C53相连，电容C53接地；

CAN通讯芯片U4的CANH引脚还与共模扼流圈FL1一端的一个分支相连，CAN通讯芯片U4的CANL引脚还与共模扼流圈FL1一端的另一个分支相连，共模扼流圈FL1另一端的一个分支与瞬态电压抑制管TVS1的一个阴极引脚相连，共模扼流圈FL1另一端的另一个分支与瞬态电压抑制管TVS1的另一个阴极引脚相连，瞬态电压抑制管TVS1的阳极引脚接地，共模扼流圈FL1使得CAN通讯电路的通讯信号更稳定，不易受到外围信号干扰；CAN通讯芯片U4的VIO引脚分别接电源DVCC和经电容C52后接地，防止外界输入过高电压对CAN通讯电路造成损伤。

如图6所示，RS232/UART通讯电路具体为：

RS232芯片U6的V+引脚经电容C58后接地，RS232芯片U6的C1+引脚经电容C60后与RS232芯片U6的C1-引脚相连，RS232芯片U6的C2+引脚经电容C61后与RS232芯片U6的C2-引脚相连；

RS232芯片U6的DOUT2引脚经电阻R21后与控制模块相连，RS232芯片U6的RIN2引脚经电阻R22后与控制模块相连，RS232芯片U6的DOUT2引脚还分别经电容C63和5V静电保护二极管DR1后接地，RS232芯片U6的DOUT2引脚与燃料电池系统中的外接设备相连，RS232芯片U6的RIN2引脚还分别经电容C64和5V静电保护二极管DR2后接地，RS232芯片U6的RIN2引脚与燃料电池系统中的外接设备相连；

RS232芯片U6的VCC引脚分别接电源DVCC和经电容后接地，RS232芯片U6的DIN2引脚经电阻R19后接电源DVCC，RS232芯片U6的ROUT2引脚经电阻R20后接电源DVCC，RS232/UART通讯电路可以切换为RS232接口或UART接口。RS232/UART电路通过电阻R21和R22进行切换，电阻R21和电阻R22的阻值为0，当该控制装置需要RS232接口时，则不进行R21和R22的焊接；当该控制装置需要UART接口时，则进行R21和R22的焊接。其中，上拉电阻R19和R20使得RS232/UART通讯电路接收的信号更稳定，并且5V静电保护二极管DR1用于过压和静电保护，从而保护输入输出接口。

驱动电路包括大功率高边驱动电路、小功率高边驱动电路和H桥驱动电路；大功率高边驱动电路、小功率高边驱动电路和H桥驱动电路均与控制模块相连，大功率高边驱动电路、小功率高边驱动电路和H桥驱动电路均与燃料电池系统中的外接设备相连，例如，大功率高边驱动电路与燃料电池系统中的大功率驱动的指示信号灯相连，小功率高边驱动电路与燃料电池系统中的小功率驱动的电磁阀相连，H桥驱动电路与燃料电池系统中的比例阀或电机相连，大功率高边驱动电路支持的最大功率为120W；小功率高边驱动电路支持的最大功率为72W。具体实施中，大功率高边驱动电路中的芯片U8和U9型号为AUIPS7081S，小功率高边驱动电路的芯片U10和U11型号为BTS724G，H桥驱动电路的芯片U12和U13型号为TLE6209。

PWM输出电路与燃料电池系统中的外接设备相连，例如，燃料电池系统中的水泵和风扇，如图4所示，PWM输出电路主要由多路3.3V PWM波输出电路和多路24V PWM波输出电路并联设置组成；每路3.3V PWM波输出电路之间并联设置，每路24V PWM波输出电路之间并联设置；

每路3.3V PWM波输出电路结构相同，具体为：电阻R60的一端与控制模块相连，电阻R60的另一端与燃料电池系统中的外接设备相连，电阻R60的另一端还经电容C115后接地，电阻R60的另一端还经保护二极管DR6后接地；

每路24V PWM波输出电路结构相同，具体为：电阻R72的一端与控制模块相连，电阻R72的另一端与三极管Q4的基极相连，三极管Q4的集电极经电阻R73后接24V电源，三极管Q4的集电极与三极管Q5的基极相连，三极管Q4和三极管Q5的发射极均接地，三极管Q5的集电极经电阻R86后接24V电源，三极管Q5的集电极与电阻R65的一端相连，电阻R65的另一端与燃料电池系统中的外接设备相连，电阻R65的另一端还分别经电容C120和保护二极管DR11后接地。具体实施中，三极管均为NPN型，型号为2SC2714。

本具体实施方案设计合理，扩展性强，集成度高，能够实现质子交换膜燃料电池系统的智能运行。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受到上述说明书和实施方式的限制，上述描述只是说明本发明的原理，在不脱离本发明技术方案的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都会落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种质子交换膜燃料电池系统的控制装置，其特征在于：包括控制模块、电源滤波转换电路、数据采集电路、通讯电路、驱动电路和PWM输出电路；控制模块均与电源滤波转换电路、数据采集电路、通讯电路、驱动电路和PWM输出电路相连，电源滤波转换电路均与数据采集电路、通讯电路、驱动电路和PWM输出电路相连，数据采集电路与燃料电池系统中的传感器相连，通讯电路与燃料电池系统或上位机相连，驱动电路和PWM输出电路均与燃料电池系统中的外接设备相连，控制模块分析处理数据采集电路采集的传感器信号，并分别向通讯电路、驱动电路和PWM输出电路发送信号，通讯电路与燃料电池系统或上位机通讯，驱动电路和PWM输出电路驱动燃料电池系统中的外接设备，实现燃料电池系统的控制。

2.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池系统的控制装置，其特征在于：所述电源滤波转换电路主要由24V电压输入保护与滤波电路、24V转5V电路和5V转3.3V电路依次连接组成。

3.根据权利要求2所述的一种质子交换膜燃料电池系统的控制装置，其特征在于：所述24V电压输入保护与滤波电路包括保险丝F1、瞬态电压抑制管DZ1、场效应管Q1和齐纳二极管DZ2；

电容C1一端接电源Vin+，电容C1另一端经电容C2后接地，瞬态电压抑制管DZ1的阳极接地，阴极接电源Vin+，保险丝F1一端接电源Vin+，保险丝F1另一端分别与电阻R1和场效应管Q1的漏极相连，电阻R1经电容C3、电阻R2和电阻R3后接地，场效应管Q1的栅极和源极分别与电阻R2的两端相连，齐纳二极管DZ2的阴极和电容C4的一端均与场效应管Q1的源极相连，齐纳二极管DZ2的阳极和电容C4的另一端均与场效应管Q1的栅极相连；

电容C5、电容C6、电容E1、电容C7、电容E2和电容E3依次并联并且两端分别接电源PVCC和地，电感L1的一端接电源PVCC，电感L1的另一端经电容C8后接地，电容C9的一端接电源VCC，电容C9的另一端接地。

4.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池系统的控制装置，其特征在于：所述数据采集电路包括多路4-20mA电流测量电路、多路0-10V电压测量电路和多路PWM频率信号测量电路；多路4-20mA电流测量电路均与控制模块相连，多路0-10V电压测量电路均与控制模块相连，多路PWM频率信号测量电路均与控制模块相连，多路4-20mA电流测量电路分别与燃料电池系统中的输出信号为电流的传感器相连，用于采集燃料电池系统中的传感器发送的电流信号；多路0-10V电压测量电路分别与燃料电池系统中的输出信号为电压的传感器相连，用于采集燃料电池系统中的传感器发送的电压信号；多路PWM频率信号测量电路分别与燃料电池系统中的输出信号为PWM波的传感器相连，用于采集燃料电池系统中的传感器发送的频率信号。

5.根据权利要求4所述的一种质子交换膜燃料电池系统的控制装置，其特征在于：每路所述PWM频率信号测量电路结构相同，具体为：

燃料电池系统中的外接设备与电阻R70的一端相连，电阻R70的一端还分别经电容C125和保护二极管DR16后接地，电阻R70的另一端经电阻R84后与三极管Q12的基极相连，三极管Q12的集电极与三极管Q13的基极相连，三极管Q12的集电极还经电阻R85后接3.3V电源，三极管Q13和三极管Q12的发射极均接地，三极管Q13的集电极与控制模块相连，三极管Q13的集电极还经电阻R86后接3.3V电源。

6.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池系统的控制装置，其特征在于：所述通讯电路包括CAN通讯电路、RS232/UART通讯电路、RS485通讯电路和JTAG电路；

CAN通讯电路、RS232/UART通讯电路、RS485通讯电路和JTAG电路均与控制模块相连，CAN通讯电路为两路，其中一路与上位机连接，另一路与燃料电池系统中的外接设备连接，RS232/UART通讯电路与上位机或燃料电池系统中的外接设备相连。

7.根据权利要求6所述的一种质子交换膜燃料电池系统的控制装置，其特征在于：两路所述CAN通讯电路结构相同，具体为：

CAN通讯芯片U4的TXD引脚和RXD引脚与控制模块相连，CAN通讯芯片U4的GND引脚接地，CAN通讯芯片U4的VCC引脚接电源DVCC，CAN通讯芯片U4的GND引脚和VCC引脚之间接电容C50和电容C51，电容C50和电容C51并联；

CAN通讯芯片U4的STB引脚经电阻R13后接地，CAN通讯芯片U4的CANH引脚经电阻R15后与电容C53相连，CAN通讯芯片U4的CANL引脚经电阻R14后也与电容C53相连，电容C53接地；

CAN通讯芯片U4的CANH引脚还与共模扼流圈FL1一端的一个分支相连，CAN通讯芯片U4的CANL引脚还与共模扼流圈FL1一端的另一个分支相连，共模扼流圈FL1另一端的一个分支与瞬态电压抑制管TVS1的一个阴极引脚相连，共模扼流圈FL1另一端的另一个分支与瞬态电压抑制管TVS1的另一个阴极引脚相连，瞬态电压抑制管TVS1的阳极引脚接地；CAN通讯芯片U4的VIO引脚分别接电源DVCC和经电容C52后接地。

8.根据权利要求6所述的一种质子交换膜燃料电池系统的控制装置，其特征在于：所述RS232/UART通讯电路具体为：

RS232芯片U6的V+引脚经电容C58后接地，RS232芯片U6的C1+引脚经电容C60后与RS232芯片U6的C1-引脚相连，RS232芯片U6的C2+引脚经电容C61后与RS232芯片U6的C2-引脚相连；

RS232芯片U6的DOUT2引脚经电阻R21后与控制模块相连，RS232芯片U6的RIN2引脚经电阻R22后与控制模块相连，RS232芯片U6的DOUT2引脚还分别经电容C63和静电保护二极管DR1后接地，RS232芯片U6的DOUT2引脚与燃料电池系统中的外接设备相连，RS232芯片U6的RIN2引脚还分别经电容C64和静电保护二极管DR2后接地，RS232芯片U6的RIN2引脚与燃料电池系统中的外接设备相连；

RS232芯片U6的VCC引脚分别接电源DVCC和经电容后接地，RS232芯片U6的DIN2引脚经电阻R19后接电源DVCC，RS232芯片U6的ROUT2引脚经电阻R20后接电源DVCC。

9.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池系统的控制装置，其特征在于：所述驱动电路包括大功率高边驱动电路、小功率高边驱动电路和H桥驱动电路；大功率高边驱动电路、小功率高边驱动电路和H桥驱动电路均与控制模块相连，大功率高边驱动电路、小功率高边驱动电路和H桥驱动电路均与燃料电池系统中的外接设备相连。

10.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池系统的控制装置，其特征在于：所述PWM输出电路主要由多路3.3V PWM波输出电路和多路24VPWM波输出电路并联设置组成；每路3.3V PWM波输出电路之间并联设置，每路24V PWM波输出电路之间并联设置；

每路3.3V PWM波输出电路结构相同，具体为：电阻R60的一端与控制模块相连，电阻R60的另一端与燃料电池系统中的外接设备相连，电阻R60的另一端还经电容C115后接地，电阻R60的另一端还经保护二极管DR6后接地；

每路24V PWM波输出电路结构相同，具体为：电阻R72的一端与控制模块相连，电阻R72的另一端与三极管Q4的基极相连，三极管Q4的集电极经电阻R73后接24V电源，三极管Q4的集电极与三极管Q5的基极相连，三极管Q4和三极管Q5的发射极均接地，三极管Q5的集电极经电阻R86后接24V电源，三极管Q5的集电极与电阻R65的一端相连，电阻R65的另一端与燃料电池系统中的外接设备相连，电阻R65的另一端还分别经电容C120和保护二极管DR11后接地。

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