摘要在能源和环保形势日益严峻的今天，燃料电池电动汽车以其特有的优势成为未来环保汽车的首选之一。
本文以研究电动汽车为背景，以燃料电池电动汽车为研究对象，开展对整车控制器及能量管理的研究。
本文对燃料电池电动汽车整车电控系统作了分析，讨论整车控制系统的结构，包括燃料电池，蓄电池组，燃料电池控制器，整车控制器，DC-DC变换器，数字电机控制器，电机等。
介绍了各组成部分的特性和功能，分析了燃料电池电动汽车的能量控制策略和行驶控制策略，通过结合能量管理的任务和实际运行情况来制定整车控制器的控制策略。
以8位微控制器为核心，设计车辆控制关键参量的采集与输出控制模块以及与其他通信模块。
关键参量包括油门电压、档位信号、刹车信号、总线电压等。
结合整车控制器的控制策略，基于VW开发平台，采用汇编语言对整车控制器软件系统进行了研究设计。
同时，将CAN总线引入了车辆控制系统，用于实现基于CAN总线的VCU与FCU 间的通信，改变了以往的通信方式。
此外，专门研究了蓄电池组的管理问题，结合蓄电池组管理任务和实际情况设计了目前的蓄电池组管理系统。
主要包括蓄电池电压和温度的管理、充放电控制。
关键词：燃料电池，车控制器，字电机控制器，CAN总线，电池管理AbstractIn nowadays, with the situation of energy and environmental protection has became austere day by day, the fuel cell electric vehicle will become one of the first choices of environmental protection vehicle in future because of its unique superiority. This dissertation takes the research and develops of electric vehicle as a background, then the vehicle control unit and the energy management are researched and developed for fuel cell car.This dissertation analyzes the whole vehicle control system of fuel cell electric vehicle in detail and discusses the configuration of vehicle control system, which includes fuel cell, battery package, fuel cell control unit, vehicle control unit, DC-DC converter, digital motor controller, motor and so on. The characteristic and function of each unit are introduced specifically, and the energy control strategy and driving control strategy of fuel cell electric vehicle are analyzed, and also the control strategy about vehicle control unit is completed based on the task of vehicle energy management and the actual situation.Using 8-bit micro controller as the core, the collecting of key parameter of vehicle control and output control module is designed. The key parameters include accelerator voltage, shift position signal, brake signal, the voltage of DC BUS and so on. Under the VW platform, the software system of vehicle control unit was designed based on the control strategy of vehicle control.At the same time, the CAN BUS is introduced in the vehicle control system, to realized the communication between VCU and FCU witch based on CAN BUS. It changes the former communications mode. In addition, study on battery management is put forwarded specially. Based on the task of battery management system and the actual situation, the management system of battery package is discussed. The system mainly includes the monitoring of the voltage and the temperature of battery, the control of charge and discharge, the malfunction alarm and diagnosis.Key words：Fuel cell，vehicle control unit，digital motor controller，can bus，the management of battery package目录1绪论 (1)1.1课题研究的背景及重要意义 (1)1.2燃料电池汽车的国内外发展现状 (2)1.3燃料电池汽车关键技术 (4)1.4论文主要的研究内容 (6)2燃料电池电动汽车控制系统 (7)2.1燃料电池电动汽车整车电控系统的结构 (7)2.2燃料电池电动汽车整车电控系统的控制策略 (10)本章小结 (13)3关键参量 (14)3.1 VCU主控芯片 (14)3.2关键参量 (20)本章小结 (24)4 VCU与FCU通信 (25)4.1 CAN总线通信技术 (26)4.2 CAN主要功能模块 (28)4.3 CAN总线智能节点 (30)本章小结 (31)5电池组的管理系统的设计 (32)5.1电池管理系统概述 (32)5.2电池组管理模块设计 (33)本章小结 (36)6软件系统设计 (37)6.1系统软件语言及编译环境 (37)6.2软件系统总体设计 (37)本章小结 (44)7总结与展望 (45)7.1总结 (45)7.2展望 (45)参考文献 (46)致谢 (48)附录 (49)1 系统主电路原理图 (49)2蓄电池组温度和电压采集电路原理图 (50)1绪论1.1课题研究的背景及重要意义1.1.1课题研究的背景汽车工业是国民经济的支柱产业，是衡量一个国家工业化水平的重要标志。
经济的迅速发展和城市人口的增加，促使了交通运输业的极大发展，汽车带给人们方便、快捷和舒适的现代生活。
2006年我国汽车的销售量已突破700多万辆。
经济发达国家在世界经济中的地位与其在世界汽车工业中的排名顺序是基本吻合的。
迄今为止，还没有任何一种商品能够取代汽车在全球出口贸易中第一大商品的地位[1]。
汽车工业的发展将带动相关产业的技术创新和产业本身的发展。
然而，随着汽车日益增多，以石油产品为动力源的车辆所排放的废气成了影响地球气候和污染城市自然环境的主要来源。
同时也带来了潜在的能源危机问题，特别是最近十年，环境污染和能源危机已经成为世界各国面临的两大问题。
2000年以来，车用汽油、柴油年消费约占我国汽油、柴油消费总量的一半，石油消费的1/3左右。
我国是石油生产大国，年产石油达1.6亿吨，居世界第五位。
但是人均占有量仅为世界平均水平的1/10。
近些年来，随着国民经济的持续发展，我国对石油的需求不断增加，供需缺口增大，迫使我国从国外进口大量石油。
据权威组织预测，地球上已探明的石油储量在50年内将耗尽，而在各种石油消耗中，汽车消耗占50%以上。
寻找新型能源已经成为人类社会发展的必经之路。
目前，汽车的主要动力源还是以石油为主，汽车已经成为大气污染的主要来源。
特别对于汽车密集、交通拥挤的大城市而言，汽车在停停走走的工况下运行，使汽车经常处于怠速状态，不仅增加了油耗，也使汽车的排放恶化。
进入21世纪，随着经济对可持续发展的追求和人们对生活环境提出了越来越高的要求，为了降低汽车的燃油消耗，减少有害的排放生成物，各国相继出台了更严格的排放法规。
汽车工作者对传统内燃机汽车采取了复杂的技术改造，这些技术的应用大大降低了汽车的尾气污染和燃油消耗。
但是传统的内燃机汽车由于其固有的燃烧和排放特性，对燃油消耗和排放的解决有一定的局限性。
同时复杂技术改造的直接后果是使得传统汽车的造价不断上升，利润空间越来越小，长此以往，不利于汽车工业的发展，也不利于汽车的普及。
因此需要寻找一个新型的“清洁”车型来逐渐取代传统的内燃机汽车。
纯电动汽车在使用中可实现零排放，在运行中无排放污染，如果发电厂以核能、水力、太阳能、风能或天然气为能源发电，对大气的污染会很小，并可利用煤炭、水力等其它非石油资源。
电动汽车具有低噪声、低热辐射、易操纵和易维护等优点是解决问题最有效的途径之一。
然而，由于电动汽车的关键技术-蓄电池技术的制约，电动汽车的性能价格比远远不能达到推广应用的标准。
其主要障碍是电池的能量密度极低，因此导致电池组的质量较大，电动汽车一次充电的续驶里程无法达到当前内燃机汽车水平，电池组价格昂贵，循环寿命有限，充电时间太长，频繁更换电池的成本也是难以接受的。
在传统内燃机汽车致命的缺点不能从根本上解决，而电动汽车由于技术问题在目前难以推广的情况下，人们提出了混合动力汽车这一概念。
它采用内燃机和电动机作为混合动力源，改善了整车的排放性能和燃油经济性，弥补了电动车辆续驶里程短的不足[2]。