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随着社会经济的发展和城市化进程的加快，无接触网式有轨电车已成为近年来城市轨道交通发展的重要方向。在现有燃料电池发电系统中，质子交换膜燃料电池因其低噪声、零污染、工作温度低、能量转换率高和功率可随意调节等优点，非常适合应用在车辆中，引起来社会各界的广泛关注。基于质子交换膜燃料电池的新能源混合动力有轨电车是一种全新的交通工具，因其具有高效率和环境友好性在轨道交通领域具有很大的发展潜能。相比于储能式、第三轨、感应式等无接触网式有轨电车，燃料电池混合动力有轨电车自身携带燃料电池发电系统，即可实现全程无接触网，也完全摆脱了有轨电车对于牵引供电系统的依赖。 本文主要针对新一代质子交换膜燃料电池混合动力有轨电车燃料电池发电系统进行研究: (1)介绍车载大功率燃料电池系统的结构及发电原理，包含燃料电池各子系统及其控制系统，研制一套基于150kW FCVelocityTM-HD6 V2型的质子交换膜燃料电池发电系统。 (2)针对所搭建的车载大功率燃料电池发电系统，首先分析系统内部多控制器之间的协调工作原理，然后针对燃料电池发电系统启动、运行、待机停机等工作模式匹配了最优的控制策略; (3)通过西门子S7-1200型PLC梯形图编程语言完成该发电系统控制程序的编写，并利用西门子TP-700智能型触摸屏设计该燃料电池发电系统监控界面，通过该界面可以实时显示并更改控制系统内部参数。