燃料电池是一种高效、低噪音的洁净能源,是新型能源发展的一个重要方向。研究和开发新型的燃料电池监控系统是燃料电池实用化的一个重要方面。在燃料电池电堆运行的过程中,监控系统能够根据电池的实际运行状态提供所需的原料和合适的反应环境,以保证燃料电池能够可靠高效地运行。本课题开发了10KW级的燃料电池测试平台,利用测试平台来研究燃料电池堆的机理,并在此基础上设计了一个嵌入式控制系统。本课题主要完成以下的工作:(1)搭建了一个10KW级的质子交换膜燃料电池测试平台。该平台以工控机为核心,采用LabVIEW进行软件设计,利用该平台可以测试10KW及以下的燃料电池堆的性能和运行状态,全面监测各种参数与电池堆性能之间的关系,为大功率燃料电池堆机理的研究和开发提供了基础。(2)设计了一个基于AT91RM9200的燃料电池嵌入式控制系统。移植了Linux 2.4操作系统,设计了相关的硬件电路,驱动程序和应用程序,实现燃料电池的稳定高效控制,该系统接口丰富,扩展性强,软件配置灵活,便于各种控制算法的实现。(3)提出了一种基于GPC预测控制的温度控制算法。在对燃料电池堆温度模型特点分析的基础上,提出了燃料电池温度控制的GPC算法,用Matlab进行了仿真,由仿真结果看出该算法显著的改善了系统的性能。此燃料电池监控系统已经成功应用于上海交大燃料电池所和无锡日新电机有限公司,取得了良好的效果。