KR100717783B1 - Fuel cell system and driving method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 개질부의 온도를 일정하게 유지하는 것으로 안정적인 구동이 가능하도록 개선한 연료전지 시스템 및 그 구동 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel cell system and a driving method thereof improved to enable stable driving by maintaining a constant temperature of a reforming unit.

본 발명에 따른 연료전지 시스템은 연료를 저장하는 연료저장부, 상기 연료저장부로부터 공급되는 연료를 화학 촉매 반응으로 개질하여 수소를 발생시키는 개질부, 상기 연료저장부에서 상기 개질부로 연료를 공급하는 펌프, 공기를 공급하는 공기흡입부, 상기 개질부에서 공급되는 수소와, 상기 공기흡입부에서 공급되는 공기를 전기 화학적으로 반응시켜 전기 에너지를 발생시키는 연료전지부, 상기 개질부의 온도 상태를 센싱하는 온도 센서 및 상기 온도 상태에 따른 제어 신호를 상기 펌프로 입력해서 상기 개질부에 입력되는 연료의 유량을 조절하는 제어부를 포함해서 구성된다.A fuel cell system according to the present invention includes a fuel storage unit for storing fuel, a reforming unit for generating hydrogen by reforming a fuel supplied from the fuel storage unit by a chemical catalytic reaction, and supplying fuel from the fuel storage unit to the reforming unit. A fuel cell unit for generating electrical energy by electrochemically reacting a pump, an air intake unit for supplying air, hydrogen supplied from the reformer, and air supplied from the air intake unit, for sensing the temperature state of the reforming unit And a control unit for inputting a temperature sensor and a control signal according to the temperature state to the pump to adjust the flow rate of the fuel input to the reforming unit.

연료전지, 개질부, 촉매, 반응 온도 Fuel cell, reforming unit, catalyst, reaction temperature

Description

연료전지 시스템 및 그의 구동방법{Fuel cell system and driving method thereof}Fuel cell system and driving method thereof

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 구성되는 연료전지 시스템의 개략적인 구성을 보여주는 블록도이다.1 is a block diagram showing a schematic configuration of a fuel cell system constructed according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시하는 스택의 구성을 보여주는 분해 사시도이다.FIG. 2 is an exploded perspective view showing the configuration of the stack shown in FIG. 1. FIG.

도 3은 본 발명의 구동 방법에 따라 개질부가 촉매의 반응 온도로 일정하게 유지되는 과정을 설명하는 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a process in which the reforming unit is constantly maintained at the reaction temperature of the catalyst according to the driving method of the present invention.

본 발명은 연료전지 시스템에 관한 것으로, 보다 상세히는 개질기(reformer)의 반응 온도를 일정하게 유지하는 연료전지 시스템 및 그 구동 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel cell system, and more particularly, to a fuel cell system and a driving method thereof for maintaining a constant reaction temperature of a reformer.

알려진 바와 같이, 연료 전지(Fuel Cell)는 메탄올, 에탄올, 천연 가스와 같은 탄화수소 계열의 연료에 함유되어 있는 수소와, 별도로 공급되는 산소의 화학 반응 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 발전 시스템이다.As is known, a fuel cell is a power generation system that directly converts chemical reaction energy of hydrogen contained in a hydrocarbon-based fuel such as methanol, ethanol, and natural gas into oxygen directly.

이러한 연료 전지에 있어, 근래에 개발되고 있는 고분자 전해질형 연료 전지 (Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell : PEMFC, 이하 편의상 PEMFC라 한다)는 다른 연료 전지에 비하여 출력 특성이 탁월하며 작동 온도가 낮고 아울러 빠른 시동 및 응답 특성을 가지며, 자동차와 같은 이동용 전원은 물론, 주택, 공공건물과 같은 분산용 전원 및 전자기기용과 같은 소형 전원 등 그 응용 범위가 넓은 장점을 가진다.In such fuel cells, recently developed polymer electrolyte fuel cells (PEMFCs, hereinafter referred to as PEMFCs for convenience) have superior output characteristics than other fuel cells, have a low operating temperature, fast startup and It has responsive characteristics and has a wide range of applications such as mobile power supplies such as automobiles, as well as distributed power supplies such as homes and public buildings, and small power supplies such as electronic devices.

이러한 PEMFC는 기본적으로 시스템을 구성하기 위해 스택(stack), 개질기(Reformer), 연료 탱크, 및 연료 펌프 등을 구비한다. 스택은 수소와 산소의 반응에 의해 전기 에너지를 발생시키는 연료 전지의 본체를 형성하며, 연료 펌프는 연료 탱크에 저장된 연료를 개질기로 공급한다. 그리고 개질기는 연료를 개질하여 수소를 발생시키고 이 수소를 스택으로 공급한다.Such a PEMFC basically includes a stack, a reformer, a fuel tank, a fuel pump, and the like to constitute a system. The stack forms a body of a fuel cell that generates electrical energy by reaction of hydrogen and oxygen, and the fuel pump supplies the fuel stored in the fuel tank to the reformer. The reformer then reforms the fuel to generate hydrogen and supplies this hydrogen to the stack.

상기와 같이 구성되는 연료 전지 시스템에 있어 개질기는 열 에너지에 의한 화학 촉매 반응을 통해 연료로부터 수소를 발생시키는 바, 이 과정에서 반응열이 발생되어 개질기의 온도를 변화시키게 된다. 때문에, 개질기의 내부 온도는 개질기 내부에서 일어나는 화학 촉매 반응에 의존해서 달라지게 된다.In the fuel cell system configured as described above, the reformer generates hydrogen from the fuel through a chemical catalytic reaction by thermal energy. In this process, heat of reaction is generated to change the temperature of the reformer. Therefore, the internal temperature of the reformer will depend on the chemical catalysis that occurs inside the reformer.

그런데, 주지하는 바처럼 촉매 반응은 일정한 반응 온도에서 일어나는 화학 반응인데, 이 반응 온도를 넘어서거나 그렇지 못한 경우에는 촉매가 화학 반응을 일으키지 않게 되므로, 개질기의 수소 생산이 중단되는 문제가 있다.However, as is known, the catalytic reaction is a chemical reaction occurring at a constant reaction temperature. If the reaction temperature is exceeded or otherwise, the catalyst does not cause a chemical reaction, and thus, hydrogen production of the reformer is stopped.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 상술한 문제점을 해결해서 개질기의 반응 온도를 일정하게 유지하는 본 발명의 연료전지 시스템 및 그 구동 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a fuel cell system of the present invention and a driving method thereof that solve the above-mentioned problems and keep the reaction temperature of the reformer constant.

이 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 일 실시예에서 제공하는 연료전지 시스템은,In order to achieve the above object, the fuel cell system provided by an embodiment of the present invention,

연료를 저장하는 연료저장부;A fuel storage unit for storing fuel;

상기 연료저장부로부터 공급되는 연료를 화학 촉매 반응으로 개질하여 수소를 발생시키는 개질부;A reforming unit generating hydrogen by reforming a fuel supplied from the fuel storage unit by a chemical catalytic reaction;

상기 연료저장부에서 상기 개질부로 연료를 공급하는 펌프;A pump for supplying fuel from the fuel storage unit to the reforming unit;

공기를 공급하는 공기흡입부;An air suction unit for supplying air;

상기 개질부에서 공급되는 수소와, 상기 공기흡입부에서 공급되는 공기를 전기 화학적으로 반응시켜 전기 에너지를 발생시키는 연료전지부;A fuel cell unit configured to generate electrical energy by electrochemically reacting hydrogen supplied from the reformer and air supplied from the air suction unit;

상기 개질부의 온도 상태를 센싱하는 온도 센서; 및,A temperature sensor for sensing a temperature state of the reforming unit; And,

상기 온도 상태에 따른 제어 신호를 상기 펌프로 입력해서 상기 개질부에 입력되는 연료의 유량을 조절하는 제어부;를 포함해서 구성된다.And a control unit for inputting a control signal according to the temperature state to the pump to adjust a flow rate of fuel input to the reforming unit.

본 발명에서, 상기 제어부는 상기 개질부의 온도 상태가 기 설정된 반응 온도보다 높으면, 상기 개질부로 공급되는 연료의 유량을 줄이도록 동작하고, 상기 개질부의 온도 상태가 기 설정된 반응 온도보다 낮으면, 상기 개질부로 공급되는 연료의 유량을 늘리도록 상기 펌프를 제어한다.In the present invention, the control unit operates to reduce the flow rate of the fuel supplied to the reforming unit when the temperature state of the reforming unit is higher than a preset reaction temperature, and when the temperature state of the reforming unit is lower than the preset reaction temperature, the reforming unit The pump is controlled to increase the flow rate of the fuel supplied to the negative portion.

이때, 상기 기 설정된 반응 온도가 상기 개질부의 촉매를 활성화시키는 온도인 것이 바람직하다.In this case, the preset reaction temperature is preferably a temperature for activating the catalyst of the reforming unit.

본 발명의 다른 실시예에서 제공하는 연료전지 시스템의 구동 방법은,According to another aspect of the present invention, there is provided a method of driving a fuel cell system.

개질부와, 상기 개질부의 온도 상태를 센싱하는 온도 센서 및 제어부를 포함하는 연료전지 시스템의 구동 방법에 있어서,In the driving method of a fuel cell system comprising a reforming unit, a temperature sensor and a control unit for sensing the temperature state of the reforming unit,

a) 상기 개질부의 온도 상태를 모니터링하는 단계;a) monitoring the temperature condition of the reformer;

b) 상기 모니터링 결과가 기 설정된 반응 온도와 차이가 있는지를 판단하는 단계; 그리고,b) determining whether the monitoring result is different from a preset reaction temperature; And,

c) 상기 판단 결과, 기 설정된 반응 온도보다 개질부의 온도가 높으면, 상기 개질부로 공급되는 연료의 유량을 줄이는 단계;를 포함해서 이루어진다.and c) reducing the flow rate of the fuel supplied to the reformer if the temperature of the reformer is higher than the preset reaction temperature.

그리고, 상기 b) 단계에서의 판단 결과, 기 설정된 반응 온도보다 개질부의 온도가 높으면, 상기 개질부로 공급되는 연료의 유량을 늘리는 단계;를 더 포함한다.And, as a result of the determination in step b), if the temperature of the reforming unit is higher than the preset reaction temperature, increasing the flow rate of the fuel supplied to the reforming unit; further includes.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 구성되는 연료전지 시스템(100)의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다. 이 도면을 참조해서 본 실시예의 연료전지 시스템(100)을 설명하면 다음과 같다.1 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a fuel cell system 100 constructed according to an embodiment of the present invention. The fuel cell system 100 of this embodiment will be described with reference to the drawings.

본 실시예의 연료전지 시스템(100)은 연료전지부(110), 온도센서(120) 및 제 어부(130)을 포함해서 구성된다.The fuel cell system 100 of the present embodiment includes a fuel cell unit 110, a temperature sensor 120, and a control unit 130.

여기서, 연료전지부(110)는 연료저장부(111), 펌프(112), 개질부(113), 공기흡입부(115) 및 스택(117)을 포함해서 구성된다. 이 연료전지부(110)는 연료를 개질해서 수소를 발생시키고, 이 수소를 산소와 전기 화학적으로 반응시켜 전기 에너지를 발생시키는 고분자 전해질형 연료 전지(Polymer Electrode Membrane Fuel Cell; PEMFC) 방식으로 구성되는 것이 바람직하다.Here, the fuel cell unit 110 includes a fuel storage unit 111, a pump 112, a reforming unit 113, an air suction unit 115, and a stack 117. The fuel cell unit 110 is formed of a polymer electrolyte fuel cell (PEMFC) system that generates hydrogen by reforming a fuel, and generates hydrogen by electrochemically reacting the hydrogen with oxygen. It is preferable.

이러한 연료 전지부(110)는 메탄올, 에탄올 또는 천연 가스 등과 같이 수소를 함유한 액상 또는 기체 상태의 연료를 사용할 수 있다. 그러나 이하에서는 메탄올과 같은 액상의 연료를 사용하는 경우를 예로 들어 설명한다.The fuel cell unit 110 may use a liquid or gaseous fuel containing hydrogen, such as methanol, ethanol or natural gas. However, hereinafter, the case of using a liquid fuel such as methanol will be described as an example.

그리고, 연료전지부(110)가 수소와 반응하는 산소로서 별도의 저장수단에 저장된 산소 가스를 사용할 수 있으며, 산소를 함유하고 있는 공기를 그대로 사용할 수도 있으며, 이하의 설명은 공기를 그대로 사용하는 경우를 가지고 설명한다.In addition, the fuel cell unit 110 may use oxygen gas stored in a separate storage means as oxygen to react with hydrogen, and may use air containing oxygen as it is. Explain with.

상기 연료저장부(111)는 메탄올, 에탄올, 천연가스 등의 화학연료를 저장하는 탱크로 구성된다.The fuel storage unit 111 is composed of a tank for storing chemical fuel, such as methanol, ethanol, natural gas.

펌프(112)는 연료저장부(111)에 저장된 연료를 펌핑해서 개질부(113)로 공급한다. 이때, 이 펌프(112)는 후술하는 제어부(130)의 제어신호에 따라서 상기 개질부(113)로 공급되는 연료의 유량을 조절해서 공급한다.The pump 112 pumps the fuel stored in the fuel storage 111 to supply the reformer 113. At this time, the pump 112 adjusts and supplies the flow rate of the fuel supplied to the reformer 113 in accordance with a control signal of the controller 130 to be described later.

개질부(113)는 개질 반응 예컨대, 수증기 개질, 부분 산화 또는 자열 반응 등의 촉매 반응을 통해 상기 연료로부터 수소를 발생시키는 구조로 이루어진다. 상기 개질기(30)는 열 에너지를 발생시키는 열원수단과, 이 열 에너지에 의한 연료의 개질 반응을 통해 수소를 생성하는 개질반응수단으로 구성된다.The reforming unit 113 is configured to generate hydrogen from the fuel through a catalytic reaction such as a reforming reaction, for example, steam reforming, partial oxidation, or autothermal reaction. The reformer 30 is composed of heat source means for generating heat energy, and reforming reaction means for generating hydrogen through reforming reaction of the fuel by the heat energy.

그리고, 공기흡입부(115)는 연료저장부(111)에 저장된 연료의 화학반응을 위해 외부로부터의 공기를 흡입하여 스택(117)에 공급한다. 이 공기흡입부(115)는 소정의 펌핑력으로 공기를 흡입하고, 이 공기를 개질기에 공급하게 된다. 따라서, 이 공기 힙입부(115)는 단일 또는 복수의 펌프(또는, 팬)를 통해서 공기를 개질기에 공급하는 구성으로 이루어진다In addition, the air suction unit 115 sucks air from the outside to supply the stack 117 for chemical reaction of the fuel stored in the fuel storage unit 111. The air suction unit 115 sucks air with a predetermined pumping force, and supplies the air to the reformer. Therefore, the air heap inlet 115 is configured to supply air to the reformer through a single or a plurality of pumps (or fans).

그리고, 스택(117)은 개질부(113)에서 생성되어 공급된 수소 및 공기흡입부(115)로부터 공급된 공기를 이용하여 전기화학 반응을 일으켜 기전력을 발생시킨다. 이 스택(117)은 도 2에서 도시한 바처럼 통상적인 구조의 막-전극 어셈블리(Membrane-Electrode Assembly: MEA)(a)를 중심에 두고 이의 양면에 세퍼레이터(또는, '바이폴라 플레이트(bipolar plate)'라고도 함)(Separator)(b1, b2)를 배치하여 이루어지는 최소 단위인 전기 발생부(117a)를 복수개 구비해서 이루어진다. 따라서, 이 스택(117)은 복수의 전기 발생부(117a)를 연속적으로 구비한 전기 발생부의 집찹체 구조로 형성된다. 이 같은 스택(117)의 구성은 통상적인 고분자 전해질형 연료 전지 방식의 스택 구성으로 이루어질 수 있으므로 본 명세서에서 그 자세한 설명한 생략한다.The stack 117 generates electromotive force by generating an electrochemical reaction using hydrogen generated and supplied by the reforming unit 113 and air supplied from the air suction unit 115. This stack 117 is centered on a membrane-electrode assembly (MEA) (a) of a conventional structure as shown in FIG. 2 and on both sides thereof a separator (or bipolar plate). And a plurality of electricity generating units 117a, which are minimum units formed by arranging the separators b1 and b2. Therefore, this stack 117 is formed in the condensation structure of the electricity generation part provided with the some electricity generation part 117a continuously. Since the stack 117 may be configured as a stack of a conventional polymer electrolyte fuel cell method, detailed descriptions thereof will be omitted herein.

그리고, 온도센서(120)는 화학 촉매 반응에 의해서 변화하는 개질부(113)의 온도를 모니터링해서 그 결과를 제어부(130)로 출력한다.The temperature sensor 120 monitors the temperature of the reforming unit 113 that is changed by the chemical catalytic reaction and outputs the result to the controller 130.

제어부(130)는 개질부(113)의 열원수단의 온도 상태를 판단해서 기 설정된 반응 온도를 넘거나 이보다 낮은 경우에, 펌프(112)를 제어해서 개질부(113)의 열원수단에 입력되는 연료의 유량을 조절하는 것으로 상기 개질부(113)의 온도를 일정하게 유지해서 상기 개질반응수단에서 촉매 반응이 안정적으로 일어날 수 있도록 제어한다. 여기서, 상기 기 설정된 반응 온도는 제어부(130)에 기록된 데이터로 스택의 출력 용량, 연료의 종류, 개질기에서 사용하는 촉매의 종류 등에 의해서 다양하게 변화한다.The controller 130 determines the temperature state of the heat source means of the reforming unit 113, and when the temperature exceeds or lower than the preset reaction temperature, the controller 130 controls the pump 112 to input the fuel input to the heat source means of the reforming unit 113. By controlling the flow rate of the control unit to maintain a constant temperature of the reforming unit 113 so that the catalytic reaction can occur stably in the reforming reaction means. Here, the preset reaction temperature varies with data recorded in the controller 130 depending on the output capacity of the stack, the type of fuel, and the type of catalyst used in the reformer.

그럼, 이하에서는 첨부한 도 3을 참조해서 개질부(113)가 일정한 반응 온도로 조절되는 과정을 자세히 설명한다. 도 3은 개질부(113)의 반응 온도가 일정하게 유지되는 과정을 보여주는 흐름도이다.Then, the process in which the reforming unit 113 is adjusted to a constant reaction temperature will be described in detail with reference to FIG. 3. 3 is a flowchart illustrating a process in which the reaction temperature of the reforming unit 113 is kept constant.

동작 초기에, 제어부(130)는 펌프를 온시켜 개질부(113)로 연료를 공급하게 된다. 이에 따라서, 개질부(113)는 연료저장부(111)로부터 공급되는 연료를 개질시켜 화학 촉매 반응으로 수소를 생산해서 이를 스택(117)으로 공급하게 된다. 또한, 이와 동시에 공기흡입부(115)를 통해서는 산소가 스택(117)으로 공급되는 것으로 전기를 생산하게 된다(S11).Initially, the controller 130 turns on the pump to supply fuel to the reforming unit 113. Accordingly, the reforming unit 113 reforms the fuel supplied from the fuel storage unit 111 to produce hydrogen in a chemical catalytic reaction and supply it to the stack 117. At the same time, the oxygen is supplied to the stack 117 through the air suction unit 115 to produce electricity (S11).

이처럼, 연료전지부(110)가 동작해서 전기를 생산함에 따라, 온도 센서(120)가 동작해서 개질부(113)의 온도 상태를 모니터링하고, 이를 제어부(130)로 출력한다(S12).As such, as the fuel cell unit 110 operates to produce electricity, the temperature sensor 120 operates to monitor the temperature state of the reforming unit 113 and outputs it to the controller 130 (S12).

그럼, 제어부(130)는 온도 센서(120)로부터 입력되는 입력값에 근거해서 개질부(113)의 현재 온도 상태를 판단하게 된다(S13).Then, the controller 130 determines the current temperature state of the reforming unit 113 based on the input value input from the temperature sensor 120 (S13).

이 판단 결과, 개질부(113)의 현재 온도 상태(TP)가 기 설정된 반응 온도 (TO)를 유지하고 있으면, 상술한 단계(S12)로 복귀해서 실시간으로 개질부(113)의 온도 상태를 모니터링한다.As a result of this determination, if the current temperature state T P of the reforming unit 113 maintains the preset reaction temperature T O , the process returns to step S12 described above and the temperature state of the reforming unit 113 in real time. Monitor it.

반면에, 개질부(113)의 현재 온도 상태(TP)가 기 설정된 반응 온도(TO) 이상으로 높아진 것으로 판단하면, 제어부(130)는 펌프(112)로 제어 신호를 출력해서 개질부(113)로 공급되는 연료의 유량을 줄이게 된다(S14). 이에 따라서, 개질부(113)의 화학 촉매 반응이 줄어들게 되고, 결과적으로 이 과정에서 발생하는 반응열이 낮아져 개질부(113)의 온도를 반응 온도 수준으로 떨어뜨리게 된다.On the other hand, if it is determined that the current temperature state T P of the reforming unit 113 is higher than the preset reaction temperature T O , the controller 130 outputs a control signal to the pump 112 to modify the reforming unit ( The flow rate of the fuel supplied to 113 is reduced (S14). Accordingly, the chemical catalytic reaction of the reforming unit 113 is reduced, and as a result, the reaction heat generated in this process is lowered to lower the temperature of the reforming unit 113 to the reaction temperature level.

한편, 개질부(113)의 현재 온도 상태가 기 설정된 반응 온도 아래로 낮아진 것으로 판단하면, 제어부(130)는 펌프(112)로 제어 신호를 출력해서 개질부(113)로 공급되는 연료의 유량을 늘리게 된다(S15). 이에 따라서, 개질부(113)의 촉매 화학 반응이 활성화되고, 결과적으로 이 과정에서 발생하는 반응열이 늘어나 개질부(113)의온도를 반응 온도 수준으로 올리게 된다.On the other hand, if it is determined that the current temperature of the reformer 113 is lower than the preset reaction temperature, the controller 130 outputs a control signal to the pump 112 to determine the flow rate of the fuel supplied to the reformer 113. It is increased (S15). Accordingly, the catalytic chemical reaction of the reforming unit 113 is activated, and as a result, the heat of reaction generated in this process increases, thereby raising the temperature of the reforming unit 113 to the reaction temperature level.

이처럼 본 실시예에 의하면, 개질부(113)로 공급되는 연료의 유량을 조절하는 것으로 개질부의 온도를 촉매가 반응하는 반응 온도로 일정하게 유지할 수가 있는 것이다.Thus, according to this embodiment, by adjusting the flow rate of the fuel supplied to the reformer 113, the temperature of the reformer can be kept constant at the reaction temperature at which the catalyst reacts.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to

본 발명에 따르면, 상술한 문제점을 해결해서 개질부의 온도가 촉매가 활성화되어 반응할 수 있는 반응 온도로 일정하게 유지될 수가 있다. 또한, 본 발명은 이 같은 반응 온도의 유지를 개질부로 공급되는 연료의 유량을 조절하는 것으로 달성하고 있기 때문에, 손쉽게 현재의 연료전지 시스템에 본 발명을 바로 적용해서 사용할 수가 있다.According to the present invention, the above-mentioned problem can be solved so that the temperature of the reforming portion can be kept constant at the reaction temperature at which the catalyst can be activated and reacted. In addition, since the present invention achieves such a maintenance of the reaction temperature by adjusting the flow rate of the fuel supplied to the reforming unit, the present invention can be readily applied to the current fuel cell system.

Claims (7)

연료를 저장하는 연료저장부;A fuel storage unit for storing fuel; 상기 연료를 연소시켜 열에너지를 발생시키는 열원수단과, 이 열 에너지를 이용한 상기 연료의 개질 반응을 통해 수소를 발생시키는 개질반응수단을 포함하는 개질부;A reformer including a heat source means for burning the fuel to generate heat energy, and reforming reaction means for generating hydrogen through a reforming reaction of the fuel using the heat energy; 상기 연료저장부에서 상기 개질부로 연료를 공급하는 펌프;A pump for supplying fuel from the fuel storage unit to the reforming unit; 상기 수소와, 공기를 제공받아 전기 화학적으로 반응시켜 전기 에너지를 발생시키는 연료전지부;A fuel cell unit which receives the hydrogen and air and reacts electrochemically to generate electrical energy; 상기 열원수단의 온도 상태를 센싱하는 온도 센서; 및,A temperature sensor for sensing a temperature state of the heat source means; And, 상기 온도 상태에 따른 제어 신호를 상기 펌프로 입력해서 상기 열원수단에 입력되는 연료의 유량을 조절하는 제어부;A control unit which controls a flow rate of fuel input to the heat source means by inputting a control signal according to the temperature state to the pump; 를 포함하는 연료전지 시스템.Fuel cell system comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어부는 상기 열원수단의 온도 상태가 기 설정된 반응 온도보다 높으면, 상기 열원수단으로 공급되는 연료의 유량을 줄이도록 상기 펌프를 제어하는 연료전지 시스템.And the control unit controls the pump to reduce the flow rate of the fuel supplied to the heat source means when the temperature state of the heat source means is higher than a preset reaction temperature. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어부는 상기 열원수단의 온도 상태가 기 설정된 반응 온도보다 낮으면, 상기 열원수단으로 공급되는 연료의 유량을 늘리도록 상기 펌프를 제어하는 연료전지 시스템.And the control unit controls the pump to increase the flow rate of the fuel supplied to the heat source means when the temperature state of the heat source means is lower than a preset reaction temperature. 삭제delete 열원수단 및 개질반응수단을 포함하는 개질부와, 상기 열원수단의 온도 상태를 센싱하는 온도 센서 및 제어부를 포함하는 연료전지 시스템의 구동 방법에 있어서,In the method of driving a fuel cell system comprising a reforming unit including a heat source means and reforming reaction means, a temperature sensor and a control unit for sensing a temperature state of the heat source means, a) 상기 열원수단의 온도 상태를 모니터링하는 단계;a) monitoring the temperature state of the heat source means; b) 상기 모니터링 결과가 기 설정된 반응 온도와 차이가 있는지를 판단하는 단계; 그리고,b) determining whether the monitoring result is different from a preset reaction temperature; And, c) 상기 판단 결과, 기 설정된 반응 온도보다 상기 열원수단의 온도가 높으면, 상기 열원수단으로 공급되는 연료의 유량을 줄이는 단계;c) reducing the flow rate of the fuel supplied to the heat source means when the temperature of the heat source means is higher than the predetermined reaction temperature as a result of the determination; 를 포함하는 연료전지 시스템의 구동 방법.Method of driving a fuel cell system comprising a. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 b) 단계에서의 판단 결과, 기 설정된 반응 온도보다 상기 열원수단의 온도가 높으면, 상기 열원수단으로 공급되는 연료의 유량을 늘리는 단계;를 더 포함하는 연료전지 시스템의 구동 방법.And increasing the flow rate of the fuel supplied to the heat source means when the temperature of the heat source means is higher than the predetermined reaction temperature as a result of the determination in the step b). 삭제delete
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