KR100646543B1 - 연료전지 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연료전지 시스템에 관한 것으로 특히, 멀티플렉서에 의하여 스택을 구성하는 다수의 각 단위셀에 선택적으로 연결되어 전압을 측정하는 전압측정모듈을 구비함으로써 단위셀의 이상여부를 확인할 수 있는 연료전지 시스템에 관한 것이다.
연료전지, 스택, 단위셀 전압, 멀티플렉서

Description

연료전지 시스템{Fuel Cell System}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 2는 도 1의 스택과 전압측정부의 연결관계를 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료전지 시스템에서 전압측정부의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연료전지 시스템에서 전압측정부의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연료전지 시스템에서 전압측정부의 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 - 스택 20 - 주변장치(BOP)
30, 130, 230, 330 - 전압측정부
40 - 제어부 50 - 표시부
본 발명은 연료전지 시스템에 관한 것으로 특히, 멀티플렉서에 의하여 스택 을 구성하는 다수의 각 단위셀에 선택적으로 연결되어 전압을 측정하는 전압측정모듈을 구비함으로써 단위셀의 이상여부를 확인할 수 있는 연료전지 시스템에 관한 것이다.
연료 전지(Fuel cell)는 메탄올, 에탄올, 천연기체와 같은 탄화수소 계열의 물질 내에 함유되어 있는 수소와 산화제의 화학 반응 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 발전 시스템이다.
이러한 연료전지는 연료 전지 시스템은 대표적으로 고분자 전해질형 연료전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell : 이하 "PEMFC"라 한다.) 시스템과 직접메탄올 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell : 이하 "DMFC"라 한다) 시스템을 들 수 있다.
일반적으로 PEMFC 시스템은 수소와 산소의 반응에 의해 전기에너지를 발생시키는 스택과 연료를 개질하여 수소를 발생시키는 개질기를 포함하여 구성된다. 이러한 PEMFC 시스템은 에너지 밀도가 크고, 출력이 높다는 장점을 가지고 있으나, 수소 가스의 취급에 주의를 요하고 연료가스인 수소를 생산하기 위하여 메탄이나 메탄올 및 천연 가스 등을 개질하기 위한 연료 개질 장치 등의 부대 설비를 필요로 하게 된다.
이에 비하여 DMFC 시스템은 스택에 직접 메탄올 연료와 산화제인 산소를 공급하여 전기화학반응에 의해 전기를 생성하게 된다. 이러한 DMFC 시스템은 에너지밀도 및 전력밀도가 매우 높으며, 메탄올 등 액체연료를 직접 사용하기 때문에 연료개질기(reformer) 등 부대 설비가 필요치 않으며 연료의 저장 및 공급이 쉽다는 장점을 가지고 있다.
이러한 DMFC 시스템에 있어서 전기를 실질적으로 발생시키는 스택은 막-전극 어셈블리(Membrane Electrode Assembly: 이하 "MEA"라 한다)와 세퍼레이터(Separator)(또는 바이폴라 플레이트(Bipolar Plate))로 이루어진 단위셀이 한 개 또는 한 개 이상이 적층된 구조를 가진다. 상기 MEA는 애노드 전극(anode electrode)과 캐소드 전극(cathode electrode) 사이에 전해질막(membrane)이 개재되어 형성된다. 또한, 각 애노드 전극과 캐소드 전극의 구조는 연료의 공급 및 확산을 위한 연료확산층(diffusion layer)과 연료의 산화/환원 반응이 일어나는 촉매층, 그리고 전극 지지체를 구비하여 이루어진다.
DMFC 시스템의 스택에서의 전극반응은 공급되는 연료가 산화되는 애노드 반응과 공급되는 공기 중의 산소가 애노드에서 이동되는 수소이온과 반응하여 환원되는 캐소드 반응으로 구성된다. 따라서,
a. 애노드 전극 반응
CH3OH +H2O → CO2 +6 H+ + 6 e- (반응식 1)
b. Cathode reaction
3/2 O2 +6 H+ + 6 e- → 3 H2O (반응식 2)
c. Overall reaction
CH3OH + 3/2 O2 → 2 H2O + CO2 (반응식 3)
산화반응(반응식 1)이 일어나는 애노드 전극에서는 메탄올과 물의 반응에 의하여 이산화탄소, 수소이온 및 전자가 생성이 되며, 생성된 수소이온은 전해질막을 통해서 캐소드 전극으로 전달된다. 환원반응(반응식 2)이 일어나는 캐소드 전극에서는 수소이온과 외부 회로를 통해 전달된 전자 및 산소의 반응에 의해 물이 생성된다. 이러한 애노드 전극과 캐소드 전극의 반응에 의하여 연료전지 시스템은 대략 0.3 내지 0.5V의 전압을 발생시키게 된다.
상기 연료전지 시스템의 스택은 상기에서 살펴본 바와 같이 MEA와 바이폴라플레이트로 구성되는 단위셀이 다수개가 적층되어 형성된다. 상기 스택은 바이폴라플레이트에 형성되는 통로를 이용하여 각 단위셀의 애노드와 캐소드에 연료와 공기를 공급하게 된다. 상기 연료전지 시스템은 스택의 출력단자에서 측정된 출력전압으로부터 정상적인 작동여부를 판단하게 되며, 이러한 출력전압은 스택을 구성하는 단위셀의 상태나 특성을 반영할 수 없게 된다. 따라서, 상기 스택은 특정 단위셀이 열화되는 등 문제가 생긴 경우에도 일정 기간동안은 출력전압이 일정 값 이상으로 나오게 되므로, 연료전지 시스템은 그대로 사용될 수 있다. 그러나, 상기 스택의 특정 단위셀에 열화와 같은 문제가 발생된 경우에, 열화된 단위셀은 다른 셀에 비하여 더 급속하게 열화가 진행된다. 상기 연료전지 시스템은 특정 단위셀이 열화되는 경우에 보다 빠른 시간 내에 작동이 정지되어 시스템 전체의 수명을 단축시키는 문제점이 있다. 또한, 상기 연료전지 시스템은 사용 중에 갑자기 작동이 정지되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서 멀티플렉서에 의하여 스택을 구성하는 다수의 각 단위셀에 선택적으로 연결되어 단위셀의 전압을 측 정할 수 있는 전압측정모듈을 포함하며, 측정된 단위셀의 전압으로부터 단위셀의 이상여부를 확인할 수 있는 연료전지 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해서 안출된 본 발명의 연료전지 시스템은 막-전극 어셈블리와 상기 막-전극 어셈블리의 양측에 배치되는 바이폴라 플레이트를 구비하는 다수의 단위셀이 순차적으로 적층되어 형성되는 스택과 연료공급수단과 공기공급수단을 포함하는 주변장치와 상기 주변장치를 제어하는 제어부를 구비하는 연료전지 시스템에 있어서, 상기 단위셀의 출력전압을 측정하여 상기 제어부로 전송하는 전압측정부를 더 포함하며, 상기 전압측정부는 상기 단위셀의 출력전압을 측정하는 전압측정모듈과 상기 제어부의 제어에 의하여 상기 단위셀의 바이폴라 플레이트와 상기 전압측정모듈을 전기적으로 연결하는 멀티플렉서를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 멀티플렉서는 아날로그 멀티플렉서로 형성될 수 있다. 또한, 상기 멀티플렉서는 적어도 상기 스택을 구성하는 단위셀에 상응하는 수의 입력채널과 하나의 출력채널과 선택신호입력채널을 구비하는 제1멀티플렉서와 제2멀티플렉서를 구비하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1멀티플렉서는 상기 각 입력채널이 상기 스택의 바이폴라 플레이트에 상부로부터 순차적으로 연결되고 상기 출력채널이 상기 전압측정모듈에 연결되고 상기 선택신호입력채널이 상기 제어부에 연결되며, 상기 제2멀티플렉서는 상기 각 입력채널이 상기 스택의 바이폴라 플레이트에 하부로부터 순차적으로 연결되고 상기 출력채널이 상기 전압측정모듈에 연결되고 상기 선택신호입력채널이 상기 제어부에 연결되도록 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 전압측정모듈은 상기 단위셀의 출력전압을 직접 측정하는 전압측정기 를 포함하며, 상기 제1멀티플렉서와 제2멀티플렉서의 출력채널이 각각 전압측정기의 입력단자에 연결되도록 형성될 수 있다. 상기 전압측정모듈은 상기 전압측정기에 연결되어 출력전압을 디지털 값으로 변환하는 아날로그-디지털 변환기를 더 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 전압측정모듈은 상기 분압저항과 비교기와 기준전압원을 포함하며, 상기 분압저항은 직렬로 연결되는 적어도 2개의 저항을 구비하고 양측이 상기 제1멀티플렉서와 제2멀티플렉서의 출력채널에 각각 연결되며, 상기 비교기는 상기 분압저항의 저항사이에 연결되는 비반전단자와 상기 기준전압원에 연결되는 반전단자 및 상기 제어부에 연결되는 출력단자를 포함하여 형성될 수 있다. 상기 분압저항은 상기 제2멀티플렉서에 연결되는 일측이 접지에 연결되도록 형성될 수 있다. 상기 기준전압원은 상기 스택의 단위셀이 정상적으로 작동하는 상태에서 상기 분압저항의 저항에 걸리는 전압에 상응하는 전압을 출력하도록 형성될 수 있다. 상기 비교기는 상기 비반전단자로 입력되는 전압이 상기 기준전압원의 전압보다 낮은 경우에 반전신호를 상기 제어부로 전송하도록 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 전압측정모듈은 비교기와 기준전압원을 포함하며, 상기 비교기는 상기 제1멀티플렉서에 연결되는 비반전단자와 상기 기준전압원에 연결되는 반전단자 및 상기 제어부에 연결되는 출력단자를 구비하며, 상기 제2멀티플렉서의 출력채널은 기준전압원의 일측과 함께 접지에 연결되도록 형성될 수 있다. 상기 기준전압원은 상기 스택의 단위셀이 정상적으로 작동하는 상태에서 출력되는 출력전압에 상응하는 전압을 출력하도록 형성될 수 있다. 상기 비교기는 상기 비반전단자로 입력되는 전압이 상기 기준전압원의 전압보다 낮은 경우에 반전신호를 상기 제어부로 전송하도록 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에서 멀티플렉서는 제1멀티플렉서와 제2멀티플렉서를 포함하며, 상기 제1멀티플렉서는 각 입력채널이 상기 스택의 바이폴라 플레이트에서 상부로부터 홀수 번째 적층되는 바이폴라 플레이트에 순차적으로 연결되고 출력채널이 상기 전압측정모듈에 연결되고 선택신호채널이 상기 제어부에 연결되며, 상기 제2멀티플렉서는 각 입력채널이 상기 스택의 바이폴라 플레이트에서 상부로부터 짝수 번째 적층되는 바이폴라 플레이트에 순차적으로 연결되고 출력채널이 상기 전압측정모듈에 연결되며 선택신호채널이 상기 제어부에 연결되도록 형성될 수 있다. 상기 전압측정모듈은 상기 단위셀의 출력전압을 직접 측정하는 전압측정기를 포함하며, 상기 제1멀티플렉서와 제2멀티플렉서의 출력채널이 각각 전압측정기의 입력단자에 연결되도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 전압측정모듈은 비교기와 기준전압원을 포함하며, 상기 비교기는 상기 제1멀티플렉서에 연결되는 비반전단자와 상기 기준전압원에 연결되는 반전단자 및 상기 제어부에 연결되는 출력단자를 구비하며, 상기 제2멀티플렉서의 출력채널은 기준전압원의 일측과 함께 접지에 연결되도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 전압측정모듈은 상기 분압저항과 비교기와 기준전압원을 포함하며, 상기 분압저항은 직렬로 연결되는 적어도 2개의 저항을 구비하고 양측이 상기 제1멀티플렉서와 제2멀티플렉서의 출력채널에 각각 연결되며, 상기 비교기는 상기 분압저항의 저항사이에 연결되는 비반전단자와 상기 기준전압원에 연결되는 반전단자 및 상기 제어부에 연결되는 출력단자를 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 제어부는 제1멀티플렉서와 제2멀티플렉서의 출력채널이 출력전압을 측정하고자 하는 단위셀의 각 바이폴라 플레이트에 전기적으로 연결되도록 상기 선택신호입력채널에 선택신호를 입력하도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 연료전지 시스템은 상기 제어부로부터 상기 단위셀의 출력전압 또는 이상여부에 대한 신호를 수신하여 표시하는 표시부를 더 포함하여 형성될 수 있다.
이하에서, 첨부된 도면과 실시예들을 통하여 본 발명에 따른 연료전지 시스템을 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 시스템의 전체적인 구성도를 나타낸다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 시스템에서 스택과 전압측정부의 연결관계를 나타낸다.
본 발명의 실시예에 따른 연료전지 시스템은, 도 1과 도 2를 참조하면, 스택(10)과 주변장치(balance of plant ; 이하 "BOP"라 한다)(20)와 전압측정부(30)와 제어부(40)를 포함하여 형성된다. 또한, 상기 연료전지시스템은 표시부(50)를 더 포함하여 형성될 수 있다. 상기 연료전지 시스템은 스택(10)을 구성하는 각 단위셀의 전압을 전압측정부(30)에서 선택적으로 또는 순차적으로 측정하여 단위셀의 이 상여부를 판단하게 된다. 따라서, 상기 연료전지 시스템은 전체적인 출력전압에 이상이 없더라도 개별적인 단위셀에 이상이 있는 경우에 이를 감지하여 사전에 조치를 취할 수 있도록 하여준다. 이하에서 상기 스택(10)은, 도 2를 참조하면, 4개의 단위셀(10a)로 구성되는 경우를 중심으로 설명한다. 그러나, 상기 스택(10)은 필요한 출력전압에 따라 4개 이상의 단위셀(10a)로 구성될 수 있으며, 이하에서 설명되는 내용이 적용될 수 있음은 물론이다.
상기 스택(10)은 막-전극 어셈블리(Membrane-Electrode Assembly : 이하 "MEA"라 한다)(12)와 MEA의 양측에 배치되는 바이폴라 플레이트(Bipolar Plate)(16)로 구성되는 단위셀(10a)이 4개로 적층되어 형성된다. 즉, 상기 스택(10)은 하나의 바이폴라 플레이트(16)의 양측에 각 MEA(12)가 배치되어 형성된다. 또한, 상기 스택(10)은 양측의 최외곽에 위치하는 바이폴라 플레이트인 엔드 플레이트(End Plate)(16a)를 통하여 외부의 부하에 전기를 공급하게 된다. 이하에서는 상기 엔드플레이트(16a)를 다른 바이폴라플레이트와 동일하게 간주하여 설명한다. 상기 단위셀(10a)은 스택(10)에서 전기를 발생시키는 최소 단위를 구성하게 된다. 또한, 상기 스택(10)은 단위셀(10a)이 직렬 연결되므로 적층 되는 단위셀(10a)의 수에 의하여 출력전압이 결정된다. 즉, 상기 스택(10)은 적층 되는 단위셀(10a)의 수와 각 단위셀(100a)의 단위 출력전압의 곱에 의하여 출력전압이 결정된다. 상기 스택은 별도의 출력단자(5a, 5b)가 부하에 연결되며 전기를 공급하게 된다.
상기 MEA(12)는 애노드 전극(anode electrode)(13)과 캐소드 전극(cathode electrode)(15) 사이에 전해질막(membrane)(14)이 적층되어 형성된다. 여기서, 상기 애노드 전극(13)과 캐소드 전극(15)은 연료의 공급 및 확산을 위한 연료확산층(diffusion layer)과 연료의 산화/환원 반응이 일어나는 촉매층, 그리고 전극 지지체를 구비하여 이루어진다. 상기 애노드 전극(13)은 공급되는 연료로부터 전자와 수소이온을 분리시키며, 전해질막(14)은 수소 이온을 캐소드 전극(15)으로 이동시키게 된다. 상기 캐소드 전극(15)은 애노드 전극(13)으로부터 공급된 전자와 수소 및 산소를 반응시켜 물을 생성하게 된다. 따라서, 상기 스택(10)은 수소와 산소의 전기화학적 반응을 통하여 전기 에너지를 발생시키게 된다.
상기 바이폴라 플레이트(16)는 MEA(12)의 양측에 밀착되어 적층되며, 양측에 각각 연료통로(도면에 도시하지 않음)와 공기 통로(도면에 도시하지 않음)가 형성된다. 즉, 상기 바이폴라 플레이트(16)는 애노드 전극(13)과 밀착되는 측에 연료통로(도면에 도시하지 않음)가 형성되어 애노드 전극(13)에 연료를 지속적으로 공급하게 된다. 또한, 상기 바이폴라 플레이트(14)는 캐소드 전극(15)과 밀착되는 측에 공기통로(도면에 도시하지 않음)가 형성되어 캐소드 전극(15)에 공기를 지속적으로 공급하게 된다. 또한, 상기 바이폴라 플레이트(16)는 양측에 적층 되는 MEA(12)으로부터 발생되는 전기를 순차적으로 전달하여 최외곽에 위치하는 엔드 플레이트(16a)로 전달하게 된다. 상기 바이폴라 플레이트(16)는 금속 소재 예를 들면 알루미늄, 구리, 철과 같은 금속 또는 이들의 합금, 그라파이트(graphite) 또는 카본 합성물과 같은 도전성 재료로 형성된다.
상기 주변장치(20)는 연료공급수단(도면에 도시하지 않음)과 공기공급수단(도면에 도시하지 않음)을 포함하여 형성된다. 상기 연료공급수단은 연료탱크와 연료공급펌프를 포함하며, 공기공급수단은 공기를 흡입하여 공급하는 공압펌프 또는 팬을 포함하여 형성된다. 또한, 상기 주변장치(20)는 연료원액을 소정 농도로 희석하여 사용하는 경우에 연료원액을 저장하는 연료원액저장탱크와 연료원액을 연료탱크로 공급하는 연료원액공급펌프를 더 포함하여 형성된다. 이때, 상기 연료탱크는 스택(10)으로부터 배출되는 미반응연료와 반응 부산물인 물이 회수되어 연료의 농도를 조절하는데 사용된다. 상기 주변장치(20)는 연료전지 시스템의 형식, 용량 등에 따라 다양하게 형성될 수 있으며, 여기서 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 전압측정부(30)는 멀티플렉서(31)와 전압측정모듈(35)을 포함하여 형성된다. 또한, 상기 전압측정부(30)는 전압측정모듈(35)이 전압측정 결과를 아날로그 값으로 출력하는 경우에 이를 디지털 값으로 변환하기 위한 아날로그-디지털 컨버터(A/D Converter)를 더 포함할 수 있다. 상기 전압측정부(30)는 제어부(40)의 제어에 따라 순차적으로 단위셀(10a)의 전압을 측정하여 전압 값 또는 특정 신호를 제어부(40)로 전송하게 된다.
상기 멀티플렉서(31)는 아날로그 멀티플렉서로 이루어지며, 제1멀티플렉서(31a)와 제2멀티플렉서(31b)를 포함하여 형성된다. 상기 제1멀티플렉서(31a)와 제2멀티플렉서(31b)는 적어도 스택(10)을 구성하는 단위셀(10a)의 수에 상응하는 수의 입력채널(31a - a1, a2, a3, a4 ; 31b - b1, b2, b3, b4)과 하나의 출력채널(Oa, Ob)을 포함하여 형성된다. 또한, 상기 제1멀티플렉서(31a)와 제2멀티플렉서(31b)는 제어부(40)로부터 선택신호가 입력되는 선택신호입력채널(Ca, Cb)을 더 포함하여 형성된다. 일반적으로 멀티플렉서는 2채널, 4채널, 8채널과 같이 배수로 증가하는 입력채널을 보유하게 되므로, 스택의 단위셀(10a) 수에 따라 적정한 입력채널을 갖는 멀티플렉서를 선택하게 된다. 상기 멀티플렉서(31)는 다양한 전기 전자 소자로 구성될 수 있으며, 여기서 상세한 회로구성에 대하여는 설명하지 않는다. 그러나, 이러한 분야에 종사하는 당업자는 필요에 따라 이러한 멀티플렉서(31)의 회로를 용이하게 구성할 수 있음은 자명하다.
상기 제1멀티플렉서(31a)와 제2멀티플렉서(31b)는 각 입력채널이 스택(10)의 바이폴라 플레이트(16)에 전기적으로 연결되어 전압측정을 위한 (+)단자와 (-)단자의 역할을 하게 된다. 즉, 상기 제1멀티플렉서(31a)와 제2멀티플렉서(31b)는 제어부의 선택신호에 의하여 각각 전압을 측정하고자 하는 단위셀(10a)의 바이폴라 플레이트(16)에 연결된 입력채널과 출력채널이 전기적으로 연결되어 전압측정을 위한 (+)단자와 (-)단자의 역할을 하게 된다.
상기 제1멀티플렉서(31a)는 4개의 입력채널(a1, a2, a3, a4)이 각각 스택(10)의 바이폴라 플레이트(16)에 전기적으로 연결된다. 설명의 편의를 위하여 상기 스택(10)은 상부에 적층 되는 바이폴라 플레이트부터 각각 BP1, BP2, BP3, BP4, BP5로 명명한다. 즉, 상기 제1멀티플렉서(31a)의 각 입력채널(a1, a2, a3, a4)은 상부로부터 적층되는 바이폴라 플레이트인 BP1, BP2, BP3, BP4에 순차적으로 연결된다. 상기 제1멀티플렉서(31a)는 제어부(40)의 선택신호에 의하여 내부적으로 각 입력채널 중의 어느 하나와 출력채널(Oa)을 전기적으로 연결하게 된다. 또한, 상기 출력채널(Oa)은 전압측정모듈(35)의 입력단자에 전기적으로 연결된다. 따라서, 상기 제1멀티플렉서(31a)는 스택(10)의 바이폴라 플레이트(16)중의 어느 하나와 전압측정모듈(35)을 전기적으로 연결하게 된다.
상기 제2멀티플렉서(31b)는 4개의 입력채널(b1, b2, b3, b4)이 각각 스택(10)의 바이폴라 플레이트(16)에 전기적으로 연결된다. 보다 상세하게는 상기 제2멀티플렉서(31b)의 각 입력채널(b1, b2, b3, b4)은 하부로부터 적층되는 스택의 바이폴라 플레이트인 BP2, BP3, BP4, BP5에 순차적으로 연결된다. 이때, 상기 바이폴라 플레이트(16)중에서 BP2와 BP3 및 BP4는 제1멀티플렉서(31a)와 제2멀티플렉서(31b)에 동시에 전기적으로 연결된다. 상기 제2멀티플렉서(31b)는 제어부(40)의 선택신호에 의하여 내부적으로 각 입력채널 중의 어느 하나와 출력채널(Ob)을 전기적으로 연결하게 된다. 상기 출력채널(Ob)은 전압측정모듈(35)의 입력단자에 전기적으로 연결된다. 따라서, 상기 제2멀티플렉서(31b)는 스택(10)의 바이폴라 플레이트(16)중의 다른 하나와 전압측정모듈(35)을 전기적으로 연결하게 된다. 한편, 상기 제2멀티플렉서(31b)는 제1멀티플렉서(31a)의 출력채널(Oa)에 연결된 바이폴라 플레이트(16)에 동시에 출력채널(Ob)이 연결되지 않도록 제어된다.
예를 들어, 상기 바이폴라 플레이트(16) 중에서 BP2와 BP3을 포함하는 단위셀(10a)의 전압을 측정하는 경우에 대하여 설명한다. 상기 제1멀티플렉서(31a)의 출력채널(Oa)은 입력채널(a2)에 전기적으로 연결되며, 제2멀티플렉서(31b)의 출력채널(Ob)은 입력채널(b2)에 전기적으로 연결된다. 따라서, 상기 제1멀티플렉서 (31a)의 출력채널(Oa)은 바이폴라 플레이트 BP2와 전기적으로 연결되며, 바이폴라 플레이트 BP2를 전압측정모듈(35)의 한 입력단자와 연결시키게 된다. 또한, 상기 제2멀티플렉서(31b)의 출력채널(Ob)은 바이폴라 플레이트 BP3와전기적으로 연결되며, 바이폴라 플레이트(16) BP3을 전압측정모듈(35)의 다른 입력단자와 연결시키게 된다.
상기 전압측정모듈(35)은 전압을 직접적으로 측정할 수 있는 전압측정기를 포함하며, 멀티플렉서(31)의 출력채널에 각각 입력단자가 전기적으로 연결되어 스택(10)의 단위셀(10a) 전압을 측정하게 된다. 상기 전압측정모듈(35)은 제어부(40)에 전기적으로 연결되며, 특정 단위셀(10a)의 전압측정 결과를 제어부(40)로 전송하게 된다. 상기 전압측정모듈(35)은 전압측정 결과를 디지털 값으로 변환하여 제어부(40)로 전송하게 된다. 따라서, 상기 전압측정모듈(35)의 전압측정기가 전압측정 결과를 아날로그 값으로 출력하는 경우에 이를 디지털 값으로 변환하기 위한 아날로그-디지털 컨버터(A/D Converter)를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 전압측정모듈(35)은 측정하고자 하는 전압이 전압측정기의 용량을 초과하는 경우에 측정 전압을 감소시키기 위한 별도의 분배저항을 전압측정기의 입력 부분에 포함할 수 있다.
상기 제어부(40)는 연료전지 시스템의 전반적인 작동을 제어하게 된다. 보다 상세하게는 상기 제어부(40)는 주변장치(20)에 포함되는 연료펌프와 공기펌프에 전기적으로 연결되어 이들의 작동을 제어하게 된다. 또한, 상기 제어부(40)는 연료원액펌프가 사용되는 경우에 이의 작동을 제어하게 된다. 또한, 상기 제어부(40)는 전압측정부(30)의 멀티플렉서(31)에 전기적으로 연결되며, 전압을 측정하고자 하는 단위셀(10a)의 바이폴라 플레이트(16)를 선택하기 위한 선택신호를 전송하게 된다. 이때, 상기 제어부(40)는 스택(10)을 구성하는 다수의 단위셀(10a)에 대하여 순차적으로 전압을 측정하거나, 특성 단위셀(10a)에 대하여 전압을 측정하도록 선택신호를 전송할 수 있다. 상기 제어부(40)는 전압측정모듈(35)에 전기적으로 연결되어 선택된 단위셀(10a)의 전압측정 결과를 수신하게 된다. 상기 제어부(40)는 연료전지 시스템이 표시부(50)를 포함하는 경우, 표시부(50)에 전압이 측정된 단위셀(10a)과 전압측정결과를 전송하게 된다.
상기 표시부(50)는 제어부(40)로부터 전송되는 전압이 측정된 단위셀(10a)과 전압측정결과에 대한 정보를 디스플레이하며, 바람직하게는 액정디스플레이(LCD), 유기이엘(OLED)과 같은 평면디스플레이장치를 포함하여 형성된다.
다음은 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료전지 시스템에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료전지 시스템에서 전압측정부의 구성도이다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료전지 시스템은 전압측정부를 제외한 구성요소가 도 1과 도 2의 실시예와 동일하거나 유사하게 구성되므로, 여기서 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 연료전지 시스템은 스택(10)과 주변장치(20)와 전압측정부(130)와 제어부(140)를 포함하여 형성된다. 또한, 상기 연료전지시스 템은 결과표시부(50)를 더 포함하여 형성될 수 있다. 한편, 상기 전압측정부(130)는 제어부(140)와 함께 하나의 집적 회로로 구현될 수 있음은 물론이다.
상기 전압측정부(130)는 멀티플렉서(31)와 전압측정모듈(135)을 포함하여 형성된다. 상기 전압측정부(130)는 스택(10)을 구성하는 각 단위셀(10a)의 전압을 기준전압과 비교하여 기준전압보다 낮은 경우에 반전신호를 제어부(140)로 전송하게 된다.
상기 멀티플렉서(31)는 제1멀티플렉서(31a)와 제2멀티플렉서(31b)를 포함하여 형성된다. 상기 멀티플렉서(31)는 도 1과 도 2의 실시예와 동일하므로 여기서 상세한 설명은 생략한다.
상기 전압측정모듈(135)은 분압저항(136)과 비교기(137) 및 기준전압원(138)을 포함하여 형성된다. 상기 전압측정모듈(135)은 스택(10)의 단위셀(10a)의 출력전압이 비교기(137)의 허용전압보다 큰 경우에 유용하게 사용될 수 있다.
상기 분압저항(136)은 적어도 2개의 저항(R1, R2)이 직렬로 연결된다. 또한, 상기 분압저항(136)은 일측이 접지에 연결될 수 있다. 따라서, 상기 분압저항(136)의 타측은 제1멀티플렉서(31a)의 출력채널(Oa)에 전기적으로 연결되며, 일측은 제2멀티플렉서(31b)의 출력채널(Ob)에 전기적으로 연결된다. 상기 분압저항(136)을 구성하는 각 저항(R1, R2)은 각 단위셀(10a)의 출력전압과 기준전압원(138)의 전압에 따라 그 크기가 결정된다. 또한, 상기 분압저항(136)은 비교기(137)로 입력되는 전압이 비교기(137)의 허용 전압 보다 작게 되도록 결정된다.
상기 비교기(137)는 반전단자와 비반전단자 및 출력단자를 포함하여 형성된 다. 상기 반전단자는 기준전압원(138)에 연결되며, 기준전압원(138)에서 출력되는 전압(Vr)이 입력된다. 상기 비반전단자는 분압저항(136)을 구성하는 저항(R1, R2) 사이에 연결되며, 분압저항 R2에 걸리는 전압이 입력된다. 따라서, 상기 비교기(137)는 분압저항 R2에 걸리는 전압이 기준전압원(138)보다 작게 되면 반전 신호를 제어부(140)로 출력하게 된다. 상기 제어부(140)는 반전신호를 수신하여 특정 단위셀(10a)에 이상이 있음을 감지하게 된다.
상기 기준전압원(138)은 소정 전압을 발생시키는 소스로 구성되며, 일측은 비교기(137)의 반전단자에 연결되며, 타측은 접지에 연결된다. 상기 기준전압원(138)은 단위셀(10a)이 정상적으로 작동하는 과정에서 출력하는 가장 낮은 출력전압을 출력할 때 분압저항 R2에 걸리는 전압을 출력하도록 형성된다. 예를 들면, 상기 단위셀(10a)은 정상적인 작동상태에서 0.3V의 출력전압을 출력하게 되므로, 상기 기준전압원(138))은 출력전압 0.3V가 분압저항 R2에 걸리는 전압을 출력하도록 설정된다. 또한, 상기 기준전압은 연료전지 시스템의 설계과정에서 설정되는 안전계수를 더 고려하여 소정의 전압을 출력하도록 형성될 수 있다.
상기 제어부(140)는 전압측정부(130)에서 반전신호가 전송되는 경우에 해당 단위셀(10a)에 이상이 있음을 감지하여 연료전지 시스템의 작동을 정지시키게 된다. 또한, 상기 제어부(140)는 표시부(50)에 해당 단위셀(10a)에 이상이 있음을 표시하게 된다.
다음은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연료전지 시스템에 대하여 설명한 다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연료전지 시스템에서 전압측정부의 구성도이다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연료전지 시스템은 전압측정부를 제외한 구성요소가 도 3의 실시예와 동일하거나 유사하게 구성되므로, 여기서는 다른 점을 중심으로 설명한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연료전지 시스템은 스택(10)과 주변장치(20)와 전압측정부(230)와 제어부(240)를 포함하여 형성된다. 또한, 상기 연료전지시스템은 결과표시부(50)를 더 포함하여 형성될 수 있다. 한편, 상기 전압측정부(230)는 제어부(240)와 함께 하나의 집적 회로로 구현될 수 있음은 물론이다.
상기 전압측정부(230)는 멀티플렉서(31)와 전압측정모듈(235)을 포함하여 형성된다. 상기 전압측정부(230)는 스택(10)을 구성하는 각 단위셀(10a)의 전압을 기준전압과 비교하여 기준전압보다 낮은 경우에 반전신호를 제어부(240)로 전송하게 된다.
상기 멀티플렉서(31)는 제1멀티플렉서(31a)와 제2멀티플렉서(31b)를 포함하여 형성된다. 상기 제1멀티플렉서(31a)의 출력채널은 전압측정모듈(235)에 연결되며, 제2멀티플렉서(31b)의 출력채널은 접지에 연결된다.
상기 전압측정모듈(235)은 비교기(237) 및 기준전압원(238)을 포함하여 형성된다. 상기 전압측정모듈(235)은 스택(10)의 단위셀(10a)의 출력전압이 비교기(137)의 허용전압보다 작은 경우에 유용하게 사용될 수 있다.
상기 비교기(237)는 반전단자와 비반전단자 및 출력단자를 포함하여 형성된 다. 상기 반전단자는 기준전압원(238)에 연결되며, 기준전압원(238)에서 출력되는 소정의 전압(Vr)이 입력된다. 상기 비반전단자는 제1멀티플렉서(31a)의 출력채널(Oa)이 직접 연결되어 제1멀티플렉서(31a)에 연결되는 소정 단위셀(10a)의 출력전압이 입력된다. 따라서, 상기 비교기(237)는 제1멀티플렉서(31a)에 연결된 출력전압이 기준전압원(238)보다 작게 되면 반전 신호를 제어부(240)로 출력하게 된다. 상기 제어부(240)는 반전신호를 수신하여 특정 단위셀(10a)에 이상이 있음을 감지하게 된다.
상기 기준전압원(238)은 소정 전압을 발생시키는 소스로 구성되며, 일측은 비교기(237)의 반전단자에 연결되며, 타측은 접지에 연결된다. 상기 기준전압원(238)은 단위셀(10a)이 정상적으로 작동하는 경우에 출력되는 출력전압에 상응하는 전압(Vr)을 출력하도록 형성된다. 또한, 상기 기준전압은 연료전지 시스템의 설계과정에서 설정되는 안전계수를 반영한 전압이 출력되도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 단위셀(10a)은 정상적인 작동상태에서 0.3V의 출력전압을 출력하게 되므로, 상기 기준전압은 0.3V 또는 0.3V 보다 낮은 전압으로 설정된다.
상기 제어부(240)는 전압측정부(230)에서 반전신호가 전송되는 경우에 해당 단위셀(10a)에 이상이 있음을 감지하여 연료전지 시스템의 작동을 정지시키게 된다. 또한, 상기 제어부(240)는 표시부(50)에 해당 단위셀(10a)에 이상이 있음을 표시하게 된다.
다음은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연료전지 시스템에 대하여 설명한 다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연료전지 시스템에서 전압측정부의 구성도이다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연료전지 시스템은 전압측정부를 제외한 구성요소가 도 1과 도 2의 실시예와 동일하거나 유사하게 구성되므로 여기서 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연료전지 시스템은 스택(10)과 주변장치(20)와 전압측정부(330)와 제어부(340)를 포함하여 형성된다. 또한, 상기 연료전지시스템은 결과표시부(50)를 더 포함하여 형성될 수 있다.
상기 전압측정부(330)는 멀티플렉서(331)와 전압측정모듈(335)을 포함하여 형성된다. 또한, 상기 전압측정부(330)는 전압측정모듈(335)이 전압측정 결과를 아날로그 값으로 출력하는 경우에 이를 디지털 값으로 변환하기 위한 아날로그-디지털 컨버터(A/D Converter)를 더 포함할 수 있다.
상기 멀티플렉서(331)는 아날로그 멀티플렉서로 이루어지며, 제1멀티플렉서(331a)와 제2멀티플렉서(331b)를 포함하여 형성된다. 상기 제1멀티플렉서(331a)와 제2멀티플렉서(331b)는 적어도 스택(10)을 구성하는 단위셀(10a)의 수에 따라 적정한 수의 입력채널(331a - a1, a2, a3 ; 331b - b1, b2)과 하나의 출력채널(Oa, Ob)을 포함하여 형성된다. 일반적으로 멀티플렉서는 2채널, 4채널, 8채널과 같이 배수로 증가하는 입력채널을 보유하게 되므로, 스택의 단위셀(10a) 수에 따라 적정한 입력채널을 갖는 멀티플렉서를 선택하게 된다. 예를 들면, 상기 제1멀티플렉서(331a)는 적어도 3개의 입력채널이 필요하므로 4개의 입력채널을 갖는 멀티플렉서 를 사용하게 된다. 또한, 상기 제1멀티플렉서(331a)와 제2멀티플렉서(331b)는 제어부(340)로부터 선택신호가 입력되는 선택신호입력채널(Ca, Cb)을 더 포함하여 형성된다.
상기 제1멀티플렉서(331a)는 3개의 입력채널(a1, a2, a3)이 각각 스택(10)의 바이폴라 플레이트(16)에 전기적으로 연결된다. 이때, 상기 제1멀티플렉서(331a)의 입력채널(a1, a2, a3)은 상부로부터 홀수 번째에 적층 되는 바이폴라 플레이트, 즉 BP1, BP3, BP5에 전기적으로 연결된다. 상기 제1멀티플렉서(331a)는 제어부(340)의 선택신호에 의하여 내부적으로 각 입력채널 중의 어느 하나와 출력채널(Oa)을 전기적으로 연결하게 된다. 또한, 상기 출력채널(Oa)은 전압측정모듈(335)의 입력단자에 전기적으로 연결된다. 따라서, 상기 제1멀티플렉서(331a)는 스택(10)의 바이폴라 플레이트(16)중의 어느 하나와 전압측정모듈(335)을 전기적으로 연결하게 된다.
상기 제2멀티플렉서(331b)는 2개의 입력채널(b1, b2)이 각각 스택(10)의 바이폴라 플레이트(16)에 전기적으로 연결된다. 이때, 상기 제2멀티플렉서(331b)의 각 입력채널(b1, b2)은 상부로부터 짝수 번째에 적층 되는 바이폴라 플레이트인 BP2, BP4에 순차적으로 연결된다. 상기 제2멀티플렉서(331b)는 제어부(340)의 선택신호에 의하여 내부적으로 각 입력채널 중의 어느 하나와 출력채널(Ob)을 전기적으로 연결하게 된다. 상기 출력채널(Ob)은 전압측정모듈(335)의 입력단자에 전기적으로 연결된다.
따라서, 상기 바이폴라 플레이트인 BP2와 BP3을 포함하는 단위셀(10a)의 전압을 측정하는 경우에 제1멀티플렉서(331a)의 출력채널(Oa)은 입력채널(a2)에 전기 적으로 연결되고, 제2멀티플렉서(331b)의 출력채널(Ob)은 입력채널(b1)에 전기적으로 연결된다.
상기 전압측정모듈(335)은 전압을 직접적으로 측정할 수 있는 전압측정기를 포함하며, 멀티플렉서(331)의 출력채널에 각각 전기적으로 연결되어 스택(10)의 단위셀(10a)의 전압을 측정하게 된다. 상기 전압측정모듈(335)은 제어부(340)에 전기적으로 연결되며, 특정 단위셀(10a)의 전압측정 결과를 제어부(340)로 전송하게 된다. 또한, 상기 전압측정모듈(335)은 전압측정 결과를 디지털 값으로 변환하여 제어부(340)로 전송하게 된다.
한편, 상기 전압측정모듈(335)은 도 3과 도 4에 따른 실시예의 비교기를 사용하는 전압측정모듈(135, 235)이 사용될 수 있음은 물론이다.
따라서, 상기 멀티플렉서(331)는 스택의 각 바이폴라 플레이트(16)에 제1멀티플렉서(331a) 또는 제2멀티플렉서(331b)의 입력채널 중에 어느 하나만이 연결되므로 멀티플렉서(331)의 입력채널 수를 줄일 수 있는 효과가 있다. 다만, 상기 전압측정모듈(335)은 적층되는 순서에 따라 단위셀(10a)의 전압이 반대로 측정되므로, 정해진 기준에 따라 반전시켜 아날로그-디지털 컨버터로 전송하는 것이 필요하게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실 시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
본 발명에 따른 연료전지 시스템에 의하면 스택을 구성하는 다수의 각 단위셀의 전압 측정결과로부터 이상이 있는 단위셀이 있는지 여부와 연료전지 시스템의 작동 상태를 확인할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 전압측정결과로부터 이상이 있는 단위셀을 교체하거나 수리하여 연료전지 시스템이 작동 중에 갑자기 정지되는 것을 방지하며, 전체적인 수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (19)

  1. 막-전극 어셈블리와 상기 막-전극 어셈블리의 양측에 배치되는 바이폴라 플레이트를 구비하는 다수의 단위셀이 순차적으로 적층되어 형성되는 스택과 연료공급수단과 공기공급수단을 포함하는 주변장치와 상기 주변장치를 제어하는 제어부를 구비하는 연료전지 시스템에 있어서,
    상기 단위셀의 출력전압을 측정하여 상기 제어부로 전송하는 전압측정부를 더 포함하며,
    상기 전압측정부는 상기 단위셀의 출력전압을 측정하는 전압측정모듈과 상기 제어부의 제어에 의하여 상기 단위셀의 바이폴라 플레이트와 상기 전압측정모듈을 전기적으로 연결하는 멀티플렉서를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 멀티플렉서는 아날로그 멀티플렉서로 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 멀티플렉서는 적어도 상기 스택을 구성하는 단위셀에 상응하는 수의 입력채널과 하나의 출력채널과 선택신호입력채널을 구비하는 제1멀티플렉서와 제2멀 티플렉서를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1멀티플렉서는 상기 각 입력채널이 상기 스택의 바이폴라 플레이트에 상부로부터 순차적으로 연결되고 상기 출력채널이 상기 전압측정모듈에 연결되고 상기 선택신호입력채널이 상기 제어부에 연결되며,
    상기 제2멀티플렉서는 상기 각 입력채널이 상기 스택의 바이폴라 플레이트에 하부로부터 순차적으로 연결되고 상기 출력채널이 상기 전압측정모듈에 연결되고 상기 선택신호입력채널이 상기 제어부에 연결되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 전압측정모듈은 상기 단위셀의 출력전압을 직접 측정하는 전압측정기 를 포함하며, 상기 제1멀티플렉서와 제2멀티플렉서의 출력채널이 각각 전압측정기의 입력단자에 연결되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 전압측정모듈은 상기 전압측정기에 연결되어 출력전압을 디지털값으로 변환하는 아날로그-디지털 변환기를 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 전압측정모듈은 상기 분압저항과 비교기와 기준전압원을 포함하며,
    상기 분압저항은 직렬로 연결되는 적어도 2개의 저항을 구비하고 양측이 상기 제1멀티플렉서와 제2멀티플렉서의 출력채널에 각각 연결되며,
    상기 비교기는 상기 분압저항의 저항사이에 연결되는 비반전단자와 상기 기준전압원에 연결되는 반전단자 및 상기 제어부에 연결되는 출력단자를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 분압저항은 상기 제2멀티플렉서에 연결되는 일측이 접지에 연결되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 기준전압원은 상기 스택의 단위셀이 정상적으로 작동하는 상태에서 상기 분압저항의 저항에 걸리는 전압에 상응하는 전압을 출력하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 비교기는 상기 비반전단자로 입력되는 전압이 상기 기준전압원의 전압 보다 낮은 경우에 반전신호를 상기 제어부로 전송하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  11. 제 4항에 있어서,
    상기 전압측정모듈은 비교기와 기준전압원을 포함하며,
    상기 비교기는 상기 제1멀티플렉서에 연결되는 비반전단자와 상기 기준전압원에 연결되는 반전단자 및 상기 제어부에 연결되는 출력단자를 구비하며
    상기 제2멀티플렉서의 출력채널은 기준전압원의 일측과 함께 접지에 연결되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 기준전압원은 상기 스택의 단위셀이 정상적으로 작동하는 상태에서 출력되는 출력전압에 상응하는 전압을 출력하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 비교기는 상기 비반전단자로 입력되는 전압이 상기 기준전압원의 전압보다 낮은 경우에 반전신호를 상기 제어부로 전송하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 멀티플렉서는 제1멀티플렉서와 제2멀티플렉서를 포함하며,
    상기 제1멀티플렉서는 각 입력채널이 상기 스택의 바이폴라 플레이트에서 상부로부터 홀수 번째 적층되는 바이폴라 플레이트에 순차적으로 연결되고 출력채널이 상기 전압측정모듈에 연결되고 선택신호채널이 상기 제어부에 연결되며,
    상기 제2멀티플렉서는 각 입력채널이 상기 스택의 바이폴라 플레이트에서 상부로부터 짝수 번째 적층되는 바이폴라 플레이트에 순차적으로 연결되고 출력채널이 상기 전압측정모듈에 연결되며 선택신호채널이 상기 제어부에 연결되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 전압측정모듈은 상기 단위셀의 출력전압을 직접 측정하는 전압측정기 를 포함하며, 상기 제1멀티플렉서와 제2멀티플렉서의 출력채널이 각각 전압측정기의 입력단자에 연결되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 전압측정모듈은 비교기와 기준전압원을 포함하며,
    상기 비교기는 상기 제1멀티플렉서에 연결되는 비반전단자와 상기 기준전압원에 연결되는 반전단자 및 상기 제어부에 연결되는 출력단자를 구비하며,
    상기 제2멀티플렉서의 출력채널은 기준전압원의 일측과 함께 접지에 연결되 도록 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  17. 제 14항에 있어서,
    상기 전압측정모듈은 상기 분압저항과 비교기와 기준전압원을 포함하며,
    상기 분압저항은 직렬로 연결되는 적어도 2개의 저항을 구비하고 양측이 상기 제1멀티플렉서와 제2멀티플렉서의 출력채널에 각각 연결되며,
    상기 비교기는 상기 분압저항의 저항사이에 연결되는 비반전단자와 상기 기준전압원에 연결되는 반전단자 및 상기 제어부에 연결되는 출력단자를 구비하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  18. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는 제1멀티플렉서와 제2멀티플렉서의 출력채널이 출력전압을 측정하고자 하는 단위셀의 각 바이폴라 플레이트에 전기적으로 연결되도록 상기 선택신호입력채널에 선택신호를 입력하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  19. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부로부터 상기 단위셀의 출력전압 또는 이상여부에 대한 신호를 수신하여 표시하는 표시부를 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
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