KR100837939B1 - 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템 및 그 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100837939B1
KR100837939B1 KR1020060099024A KR20060099024A KR100837939B1 KR 100837939 B1 KR100837939 B1 KR 100837939B1 KR 1020060099024 A KR1020060099024 A KR 1020060099024A KR 20060099024 A KR20060099024 A KR 20060099024A KR 100837939 B1 KR100837939 B1 KR 100837939B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel cell
power
stack
auxiliary battery
cell stack
Prior art date
Application number
KR1020060099024A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20080032909A (ko
Inventor
강호성
Original Assignee
현대자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020060099024A priority Critical patent/KR100837939B1/ko
Priority to JP2006305908A priority patent/JP2008099535A/ja
Priority to DE102006056374.3A priority patent/DE102006056374B4/de
Priority to CN2006101728810A priority patent/CN101161498B/zh
Priority to US11/650,251 priority patent/US20080087479A1/en
Publication of KR20080032909A publication Critical patent/KR20080032909A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100837939B1 publication Critical patent/KR100837939B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M16/00—Structural combinations of different types of electrochemical generators
    • H01M16/003—Structural combinations of different types of electrochemical generators of fuel cells with other electrochemical devices, e.g. capacitors, electrolysers
    • H01M16/006—Structural combinations of different types of electrochemical generators of fuel cells with other electrochemical devices, e.g. capacitors, electrolysers of fuel cells with rechargeable batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • B60L58/32—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load
    • B60L58/33—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load by cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/40—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for controlling a combination of batteries and fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04544—Voltage
    • H01M8/04559—Voltage of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04544—Voltage
    • H01M8/04567—Voltage of auxiliary devices, e.g. batteries, capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04604—Power, energy, capacity or load
    • H01M8/04619—Power, energy, capacity or load of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04604—Power, energy, capacity or load
    • H01M8/04626—Power, energy, capacity or load of auxiliary devices, e.g. batteries, capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04858—Electric variables
    • H01M8/04865—Voltage
    • H01M8/04888—Voltage of auxiliary devices, e.g. batteries, capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04858—Electric variables
    • H01M8/04925—Power, energy, capacity or load
    • H01M8/0494—Power, energy, capacity or load of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04858—Electric variables
    • H01M8/04925—Power, energy, capacity or load
    • H01M8/04947—Power, energy, capacity or load of auxiliary devices, e.g. batteries, capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Abstract

본 발명은, 연료전지 스택; 상기 연료전지 스택에 연결되며, 상기 연료전지 스택에 의해 충전되는 수퍼 커패시터; 상기 연료전지 스택 또는 상기 연료전지 스택 및 상기 수퍼 커패시터 양자로부터 전원을 공급받아 차량을 구동하며, 회생 제동을 통해 발생된 전원을 상기 수퍼 커패시터에 제공하는 구동 모터; 상기 구동 모터로의 전원 입력 및 상기 구동 모터로부터의 전원 출력을 제어하는 모터 컨트롤 유닛; 서로 다른 전압을 사용하는 제1 및 제 2 전장 부품에 각각 전원을 제공하는 서로 다른 전압의 제1 및 제 2 보조 배터리; 상기 제1 및 제 2 보조 배터리 중 어느 하나에 전기적으로 연결되며, 상기 연료전지 스택을 동작시키는 스택 시동 부품을 포함하는 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템 및 그 제어방법을 제공한다.
Figure R1020060099024
연료전지, 하이브리드, 연료전지 스택, 구동 모터, 수퍼 커패시터

Description

하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템 및 그 제어 방법{POWER SYSTEM OF HYBRID FUEL CELL BUS AND CONTROL METHOD THEREOF}
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템을 도시한 구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템의 제어방법에서 시동 모드를 설명하는 순서도.
도 3a 내지 도 3d 는 본 발명에 따른 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템 시동 모드의 전원 흐름을 보여주는 도면.
도 4 는 본 발명에 따른 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템에서 주행 모드를 보여주는 순서도.
도 5a 는 하이브리드 연료전지 버스가 일반 주행 모드인 경우의 전원 흐름을 보여주는 도면.
도 5b 는 하이브리드 연료전지 버스가 가속 또는 등판 모드인 경우의 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템의 전원 흐름을 보여주는 도면.
도 5c 는 하이브리드 연료전지 버스에서 회생 제동이 일어나는 회생 제동 모드에서서 수퍼 커패시터의 충전이 일어나는 경우의 하이브리드 연료전지 파워 시스템의 전원 흐름을 보여주는 도면.
도 5d 는 하이브리드 연료전지 버스에서 회생 제동이 일어나는 회생 제동 모드에서 수퍼 커패시터가 과충전 경우 하이브리드 연료전지 버스의 파워시스템의 전원 흐름을 보여주는 도면.
도 6 은 도 5d 에 도시된 회생 제동 모드에서 제동 저항에 의한 에너지 소진시의 전원 흐름을 상세하게 보여주는 도면.
본 발명은 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파워소스로서 연료전지 및 상기 연료전지에 연결된 에너지 저장장치인 수퍼 커패시터를 이용하는 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템 및 제어방법에 관한 것이다.
연료전지는 전기화학 반응에 의하여 연료가 가지고 있는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환하는 장치이다. 이러한 연료전지는 종래의 내연 엔진에 비교하여 효율이 높고 소음, 배기가스 등의 문제점이 적기 때문에, 차량의 파워 소스로서 연료전지를 이용하는 연료전지 차량이 개발되고 있다.
차량의 연료전지는 수소 가스를 연료를 이용하는 데, 수소 가스는 산화전극(anode)에서 수소이온(hydrogen protons)과 전자로 분해되며, 수소이온은 전해질(electrolyte)을 통과하여 이동하여 외부 회로를 통해 온 전자와 함께 환원전극(cathode)에서 산소와 반응하여 물을 생성한다. 외부 회로를 통한 전자의 흐름이 전력으로 이용된다.
대부분의 연료전지 차량은 연료전지와 함께 고전압 배터리 또는 수퍼 커패시터와 같은 에너지 저장장치를 파워 소스로 함께 이용하는 하이브리드 차량이다. 근래에는 수퍼 커패시터가 가지는 여러 가지 장점 때문에, 에너지 저장장치로서 수퍼 커패시터를 사용한다.
또한, 연료전지 차량은 보조 파워소스로서 저전압 보조 배터리를 구비한다. 보조 배터리는 연료전지의 시동 등과 같은 차량을 시동하는 시동 관련 부품에 에너지를 공급한다. 연료전지가 정상 동작하여 전력을 생산하기 위해서는 수소 및 산소의 공급 시스템 등의 연료 공급 시스템과 각종 제어기 등이 먼저 동작하여야 한다.
이제까지의 하이브리드 연료전지 차량은 승용차와 같은 소형 차량을 중심으로 개발되어 왔다. 그러나 근래에는 버스와 같은 고출력을 요구하는 대형 차량에서도 이러한 하이브리드 연료전지 시스템을 적용한 차량 개발이 시도되고 있다.
그러나 종래에 개발되어 온 연료전지 차량 또는 하이브리드 연료전지 차량은 소형 차량을 중심으로 개발되어, 연료전지의 운영에 관계된 전장 부품들은 소형 차량에 탑재된 12V 보조 배터리(자동 전압 기준)를 이용하도록 설계되어 있으며, 여러 제어기의 제어 로직 역시 이에 맞추어져 있다.
그러나 종래의 내연 엔진 버스는 24V 보조 배터리(자동 전압 기준)를 사용하므로, 차량의 여러 전장 부품들이 24V 보조 배터리를 이용하도록 설계되어 있다.
따라서 하이브리드 연료전지 버스를 개발하기 위해서는, 연료전지 시스템뿐만 아니라 다양한 전장 부품들을 새로이 설계해야 되는 문제점을 발생시키고 있다. 즉, 기 개발된 연료전지 차량에 사용되는 12V 전장 부품을 새로이 설계하거나, 종래의 내연 엔진 버스의 24V 전장 부품들을 변경해야하는 문제점이 발생한다.
따라서 본 발명은 서로 다른 배터리 전압에 맞추어 설계된 여러 부품들을 설계 변경을 최소화하면서 사용하여 하이브리드 연료전지 버스 시스템을 구성할 수 있도록 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템 및 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 서로 다른 배터리 전압에 맞추어 설계된, 기 개발된 연료전지 차량의 12V 전장 부품과, 내연 엔진 버스의 24V 전장 부품들을 설계변경이 사용하여 하이브리드 연료전지 버스 시스템의 개발과 관련된 시간 및 비용을 최소화할 수 있는 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템 및 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 수퍼캡과 연료전지의 하이브리드 시스템의 효율적 운용이 가능한 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템 및 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템은, 연료전지 스택; 상기 연료전지 스택에 연결되며, 상기 연료전지 스택 에 의해 충전되는 수퍼 커패시터; 상기 연료전지 스택 또는 상기 연료전지 스택 및 상기 수퍼 커패시터 양자로부터 전원을 공급받아 차량을 구동하며, 회생 제동을 통해 발생된 전원을 상기 수퍼 커패시터에 제공하는 구동 모터; 상기 구동 모터로의 전원 입력 및 상기 구동 모터로부터의 전원 출력을 제어하는 모터 컨트롤 유닛; 서로 다른 전압을 사용하는 제1 및 제 2 전장 부품에 각각 전원을 제공하는 서로 다른 전압의 제1 및 제 2 보조 배터리; 상기 제1 및 제 2 보조 배터리 중 어느 하나에 전기적으로 연결되며, 상기 연료전지 스택을 동작시키는 스택 시동 부품을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 제1 보조 배터리는 12V 보조 배터리이고, 상기 제2 보조 배터리는 24V 보조 배터리로 선택되며, 상기 제1 보조 배터리는 연료전지 차량과 공용가능한 전장 부품인 제1 전장 부품들에 전원을 공급하고, 상기 제2 보조 배터리는 내연 엔진 차량과 공용가능한 전장 부품인 제2 전장 부품들에 전원을 공급하도록 구성된다.
상기 스택 시동 부품은, 상기 연료전지 스택의 시동 전에는 제1 보조 배터리의 전원을 이용하여 구동하도록 전기적으로 연결되고, 상기 연료전지 스택의 시동 후에는 상기 연료전지 스택의 전원을 이용하여 구동하도록 전기적으로 연결된다. 이를 위해 상기 제1 보조 배터리의 전압을 상기 스택 시동 부품의 전압으로 컨버팅 하기 위해 상기 제1 보조 배터리와 상기 스택 시동 부품 사이에 연결되는 제1 DC/DC 컨버터; 상기 연료전지 스택의 전압을 상기 스택 시동 부품의 전압으로 컨버팅하는 고전압 DC/DC 컨버터를 포함하며,상기 고전압 DC/DC 컨버터에 의해 컨버팅 된 전원을 상기 제1 DC/DC 컨버터에 제공가능하게 전기적으로 연결된다. 그리고, 상기 연료전지 스택과 상기 제2 보조 배터리 연결 사이에는 제2 DC/DC 컨버터가 구비된다.
본 발명에 의하면, 상기 연료전지 스택과 상기 구동 모터를 전기적으로 연결하는 파워 라인과, 상기 수퍼 커패시터를 연결하는 파워 라인에는 초퍼와 제동 저항을 경유하는 파워 라인을 포함하여, 상기 수퍼 커패시터의 과 충전시에는 상기 초퍼와 상기 제동 저항을 통해 에너지 소진이 이루어지도록 구성된다.
본 발명에 따른 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템의 제어 방법은, 제1 보조 배터리의 저 전압을 스택 시동 부품 구동 전압으로 컨버팅하는 제1단계; 상기 스택 시동 부품 구동 전압에 의해 스택 시동 부품이 구동되는 제2단계; 상기 스택 시동 부품이 구동에 의해 연료전지 스택이 동작하는 제3단계; 상기 연료전지 스택 가동에 의해 고전압 전원이 발생되는 제4단계; 상기 스택 시동 부품으로의 전원 공급 경로가 절환되면서 상기 고전압 전원이 스택 시동 부품 전압으로 컨버팅되어 상기 스택 시동 부품에 공급되는 제5단계; 상기 고전압 전원이 구동 모터에 제공되는 제6단계; 상기 스택 시동 부품 구동 전압으로 컨버팅된 전원이 상기 제1 보조 배터리 전압으로 컨버팅되는 제7단계; 및 상기 고전압 전원이 수퍼 커패시터에 충전되는 제8단계를 포함하는 시동 모드를 가진다.
여기서, 상기 제1단계는, 서로 다른 전압을 가지는 제1 및 제2 보조 배터리 각각이 차량의 키온과 동시에 상기 보조 배터리 각각에 연결된 제1 및 제2 전장 부품에 전원을 공급하는 단계를 포함하며, 상기 제1 보조 배터리는 12V 보조 배터리 이고, 상기 제 2 보조 배터리는 24V 보조 배터리이다.
그리고 상기 제5단계 또는 상기 제6단계는, 상기 제2 보조 배터리를 충전하기 위해 상기 고전압 전원을 컨버팅하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 의하면, 상기 제8단계 수행 후 주행 모드를 수행하는 제9단계를 더 포함하고, 상기 주행 모드는, 상기 연료전지 스택의 고전압이 상기 스택 시동 부품 구동 전압으로 컨버팅되는 단계; 및 상기 고전압이 상기 구동 모터 및 상기 인버터에 제공되는 단계를 포함하는 일반 주행 모드; 상기 연료전지 스택의 고전압이 상기 스택 시동 부품 구동 전압으로 컨버팅되는 단계; 상기 고전압이 상기 구동 모터 및 상기 인버터에 제공되는 단계; 및 상기 수퍼 커패시터의 충전 전원이 상기 구동 모터에 제공되는 단계를 포함하는 가속 또는 등판 모드; 및 상기 구동 모터의 회생 제동에 의해 회생 전원이 발생되는 단계; 상기 회생 전원을 상기 스택 시동 부품 구동 전압으로 컨버팅되는 단계; 상기 회생 전원이 인버터에 제공되는 단계; 상기 수퍼 커패시터의 과충전 여부를 판단하는 단계; 및 상기 수퍼 커패시터가 과충전된 경우 상기 수퍼 커패시터에 제공되는 전기 에너지를 소진 시키는 단계; 및 상기 수퍼 커패시터가 과충전되지 않은 경우 회생 전원에 의해 수퍼 커패시터(30)를 충전시키는 단계를 포함하는 회생 제동 모드; 중에서 어느 하나의 모드로 선택된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템을 도시한 구성도이다.
도 1 을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템은 연료전지 스택(10)을 포함한다.
연료전지 스택(10)은 버스의 DC 파워라인(1)에 약 900V 정도의 고전압 전원을 제공한다.
연료전지 스택(10)이 정상 동작하여 약 900V 의 고전압 전원이 확립되기 위해서는 먼저, 수소 공급 장치, 공기 또는 산소 공급 장치, 냉각 장치 등의 연료전지 스택 가동과 관련된 스택 시동 부품(20)들이 구동되어야 한다.
이러한 스택 시동 부품들(20)은 버스의 DC 파워라인(1)에 연결되어, 연료전지 스택(10)의 시동 후에는 연료전지 스택(10)으로부터 파워를 공급받을 수 있도록 구성되며, 연료전지 스택(10)의 시동 전에는 12V 보조 배터리(50)로부터 전원을 공급받아 시동한다.
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템은 에너지 저장 장치로서 수퍼 커패시터(30)를 포함한다.
수퍼 커패시터(30)는 버스의 DC 파워라인(1)에 전기적으로 연결되어 연료전지 스택(10)에서 공급되는 에너지를 저장한다.
수퍼 커패시터(30)에 저장된 에너지는 구동 모터(40; traction motor)가 고부하 운전을 하는 경우, 예컨대, 연료전지 버스가 가속 또는 등판 운행을 하는 경우 구동 모터(40)에 어시스트 파워 소스로서 작용하여 에너지를 공급한다.
수퍼 커패시터(30)는 연료전지 스택(10)과 병렬로 연결되며, 구동 모터(40)에 어시스트 파워를 제공할 수 있도록 충전되어야 한다. 수퍼 커패시터(30)에는 연 료전지 스택(10)의 시동 후 900V의 고전압이 확립된 상태에서 충전이 시작된다.
수퍼 커패시터(30)와 연료전지 스택(10) 전기적 연결 사이에는 초퍼(32; chopper)와 제동 저항(34; braking resistance)이 연결된 파워 라인이 포함된다. 따라서, 연료전지 스택(10)과 모터 컨트롤 유닛(45) 사이에 연결된 파워 라인과 수퍼 커패시터(30) 사이에는 초퍼(32), 제동 저항(34)이 연결된 파워 라인과, 초퍼(32), 제동 저항(34)이 없는 파워 라인이 각각 연결되어, 동작 모드에 따라 전원 흐름 경로가 제어된다.
초퍼(32)와 제동 저항(34)은 연료전지 스택(10)에서 발생된 전원이 수퍼 커패시터(30)에 충전될 때 이용되는 데, 연료전지 스택(10)의 에너지가 수퍼 커패시터(30)로 급격히 흘러들어가는 것을 방지하여 연료전지 스택(10)의 셧다운 또는 수퍼 커패시터(30)의 손상을 방지한다.
본 발명에 따른 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템은 구동원으로서 구동 모터(40; traction motor)를 포함한다.
구동 모터(40)는 연료전지 스택(10)에서 에너지를 제공받거나, 연료전지 스택(10) 및 수퍼 커패시터(30) 양자로부터 에너지를 제공받아 구동하면서 차량을 구동한다.
본 발명에 따른 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템은 구동 모터(40)의 구동을 제어하는 모터 컨트롤 유닛(motor control unit)인 MCU(45)를 포함한다.
MCU(45)는 연료전지 스택(10)이 시동되어 정상 동작에 이르렀을 때 즉, 900V 고전압의 파워를 제공할 수 있는 상태에 이르렀을 때 연료전지 스택(10)으로 부터 구동 모터(40)에 파워가 입력되도록 제어한다.
구동 모터(40)는 DC 또는 AC 전원을 사용하는 데, 본 발명의 실시예서의 모터는 AC 전원을 사용하는 3상 모터가 사용되며, MCU(45)는 연료전지 스택(10)에서 제공되는 900V 의 직류전원에 의해 모터 구동이 일어날 수 있도록 DC 전원을 AC 전원으로 컨버팅하는 인버터(미도시)를 포함한다.
또한, 본 발명에 의하면, 구동 모터(40)는 차량 제동시 회생 제동을 하여 발전기로서 동작하여 전원을 발생시키며, 이 발생전원을 버스의 DC 파워라인(1)에 제공한다.
구동 모터(40)의 회생 제동에 의해 발생된 전원 즉, 회생 전원은 보기류의 인버터(70), 스택 시동 부품(20)의 구동 에너지 및 수퍼 커패시터(30)의 저장 에너지로 제공된다. 이를 위해 MCU(45) 내부의 인버터는 회생 제동시에 전원 변환 방향이 전환되어 구동 모터의 AC 전원을 DC 전원으로 변환하여 DC 파워 라인(1)에 제공하며, 회생 제동에 의한 에너지를 900V 전압으로 확립하기 위한 부품들(미도시)을 포함한다. 이와 같이 MCU(45)는 상기 구동 모터(40)로의 전원 입력 및 상기 구동모터로부트의 전원 출력을 제어하여 구동 모터(40)를 제어한다.
본 발명에 실시예에 따른 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템은 하이브리드 연료전지 버스에 탑재되는 12V 전장 부품(미도시)과, 24V 전장부품(미도시)을 구동하기 위하여 2개의 저전압 보조 배터리로서, 12V 보조 배터리(50)와, 24V 보조 배터리(60)를 구비한다.
12V 보조 배터리(50)는 승용차에 탑재되는 저전압 배터리이고, 24V 보조 배 터리는 내연 엔진 버스에 탑재되는 저전압 배터리이다.
여기서, 12V 전장부품은 기 개발된 연료전지 차량(하이브리드 연료전지 차량을 포함)의 부품을 포함하며, 본 발명에 따른 하이브리드 연료전지 버스에 제한되지 않고 연료전지를 파워 소스로 이용하는 다양한 연료전지 차량과 공용으로 사용될 수 있는 전장 부품을 의미한다. 12V 전장 부품을 24V 전장 부품과 구별하기 위해 제1 전장 부품으로 지칭할 수 있다. 12V 전장 부품은 연료전지 스택 제어기, 구동 모터 제어기, 차량 제어기와 같은 각종 제어기를 포함한다.
여기서, 24V 전장부품은 내연 엔진 버스의 부품을 포함한다. 따라서 24V 전장 부품은 하이브리드 연료전지 버스와 내연 엔지 보스에서 공용으로 사용가능한 전장부품을 의미한다. 24V 전장 부품들을 12V전장 부품과 구별하기 위해 제2 전장 부품으로 지칭할 수 있다. 24V 전장 부품은 라디에이터 팬, 라디오, 전조등, 방향지시등, 문 개폐 전동기구 등 일반적인 상용 내연 엔진 버스의 전장 부품을 포함한다.
본 발명에 의하면, 스택 시동 부품(20)들은 12V 보조 배터리(50)를 사용하여 구동된다.
12V 보조 배터리(50)는 스택 시동 부품들의 제어기에 전원을 공급하는 한편, 시동 초기 모드에서, 연료전지 스택(10)에서 900V 전압이 확립되기 전 스택 시동 부품들(20)을 구동하는 파워 소스로서 사용된다.
스택 시동 부품들(20)은 350V 전원을 구동 전원으로 사용하도록 설계된다. 따라서 스택 시동 부품들(20)과 12V 보조 배터리(50) 사이의 DC 파워라인에는 12V 보조 배터리(50)의 전압을 스택 시동 부품(20)의 구동 전압인 350V 로 변환하는 제1 DC/DC 컨버터(55)가 연결된다.
또한, 연료전지 스택(10)이 정상 구동하여 900V 전압이 확립된 후에는 스택 시동 부품(20)이 연료전지 스택(10)으로부터 전원을 공급받을 수 있도록, 스택 시동 부품(20)과 연료전지 스택(10) 사이의 파워 라인에는 900V 전압을 350V 로 변환하는 고전압 DC/DC 컨버터(25)가 설치된다.
12V 보조 배터리(50)는 소모된 에너지를 연료전지 스택(10)이 시동된 후, 연료전지 스택의 전원을 DC 파워라인으로부터 제공받아 충전하게 되는데, 이때 고전압 DC/DC 컨버터(25)에서 350V로 변환된 전원이 제1 DC/DC 컨버터(55)에 의해 12V 보조 배터리 전압으로 변환하여 12V 보조 배터리(50)의 충전이 가능하도록 파워라인이 연결된다.
제1 DC/DC 컨버터(55)는 양 방향으로 DC/DC 컨버팅이 가능하도록 설계되어, 차량 시동시에는 12V 보조 배터리 전압을 350V 의 스택 시동 부품(20) 구동 전압으로 변환하고, 연료전지 스택(10)의 900V 전압 확립 후에는 고전압 DC/DC 컨버터에서 변환된 350V 전원을 12V 보조 배터리 전원으로 변환하여 12V 보조 배터리(50)에 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 24V 보조 배터리(60)는 파워 라인을 통해 연료전지 스택(10)에 연결되며, 연료전지 스택(10)의 발생 전원을 이용하여 24V 보조 배터리(60)가 충전되도록 설계된다. 이를 위해 24V 보조 배터리(60)와 연료전지 스택(10)을 연결하는 파워 라인 사이에는 900V 전압을 24V 보조 배터리 전압으로 변 환하는 제2 DC/DC 컨버터(65)가 설치된다. 따라서 차량의 시동 후 24V 전장부품 구동을 위해 에너지를 소모한 24V 보조 배터리(60)는 연료전지 스택(10)의 정상 가동 후 다시 충전된다.
본 발명의 실시예에 따른 연료전지 하이브리드 버스의 파워 시스템은 연료전지 스택(10)의 전원이 보기류에 구동 전원으로 공급될 수 있도록 파워 라인이 연결되는 데, 이러한 보기류는 워터 펌프(72), 파워 스티어링 펌프(74) 및 에어컨디셔너 컴프레서(76) 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
본 발명에 따른 하이브리드 연료전지 버스는 내연 엔진 버스와 이러한 워터 펌프(72), 파워 스티어링 펌프(74) 및 에어컨디셔너 컴프레서(76) 등의 보기류를 공용하는 것이 가능하도록 설계된다.
이를 위해 기류를 맞게 연료전지 스택(10)의 전원을 변환하는 인버터(70)를 구비한다. 인버터(70)는 연료전지 스택(10)의 900V 고전압 전원을 변환 제어하면서 워터 펌프(72), 파워 스티어링 펌프(74) 및 에어컨디셔너 컴프레서(76)를 구동한다.
도 2 는 본 발명에 따른 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템의 제어방법을 설명하는 순서도이고, 도 3a 내지 도 3d 는 본 발명에 따른 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템의 제어 방법에서 시동 모드의 전원 흐름을 보여주는 도면이다.
도 2 내지 도 3d를 참조하면, 본 발명에 따른 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템의 제어 방법은, 제1 보조 배터리의 저 전압을 스택 시동 부품 구동 전 압으로 컨버팅하는 제1단계(S10); 상기 스택 시동 부품 구동 전압에 의해 스택 시동 부품이 구동되는 제2단계(S20); 상기 스택 시동 부품이 구동에 의해 연료전지 스택이 동작하는 제3단계(S30); 상기 연료전지 스택 가동에 의해 고전압 전원이 발생되는 제4단계(S40); 상기 스택 시동 부품으로의 전원 공급 경로가 절환되면서 상기 고전압 전원이 스택 시동 부품 전압으로 컨버팅되어 상기 스택 시동 부품에 공급되는 제5단계(S50); 상기 고전압 전원이 구동 모터에 제공되는 제6단계(S60); 상기 스택 시동 부품 구동 전압으로 컨버팅된 전원이 상기 제1 보조 배터리 전압으로 컨버팅되는 제7단계(S70); 상기 고전압 전원이 수퍼 커패시터에 충전되는 제8단계(S80)를 포함하는 시동 모드(S1) 및 하이브리드 주행 모드를 수행하는 제9단계(S90)를 포함한다.
도 2 및 도 3a에 도시된 바와 같이, 차량이 키 온 되면 차량 제어기에 의해 DC/DC 컨버터, 인버터 등의 각종 제어기가 모니터링되고, 이와 함께 차량의 동작이 시작된다.
먼저, 제1단계(S10)로서, 제1 보조 배터리인 12V 보조 배터리의 전압이 스택 시동 부품 구동 전압인 350V로 승압된다. 이러한 승압을 위해 제1 보조 배터리인 12V 보조 배터리(50)와 스택 시동 부품(20) 사이에는 제1 DC/DC 컨버터(55)가 연결된다.
키온이 수행되면 제1 보조 배터리인 12V 보조 배터리(50)와 제2 보조 배터리(60)는 각각 제1 및 제2 전장 부품에 전원을 공급하게 되는 데, 제1 및 제2 전장 부품은 각각 상술된 바와 같이, 연료전지 차량에 공용으로 사용가능한 전장 부품 과, 내연 엔진 버스와 공용으로 사용가능한 전장 부품이다.
키온이 수행되면, 보조 배터리의 전원에 의해 차량 키온시 시동되는 각종 제어기를 포함하는 전장 부품이 보조 배터리의 전원을 이용하여 구동하게 되며, 이에 의해 보조 배터리 전원이 사용된다.
한편, 본 발명에 따른 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템의 제어 방법은 스택 시동 부품을 구동하는 파워 소스로서 제1 보조 배터리인 12V 보조 배터리 전원을 이용한다.
이후, 제2단계(S20)로서, 스택 시동 부품(20) 즉, 수소 공급장치, 산소 또는 공기 공급장치, 냉각 장치 등이 구동한다.
도 2 및 도3b 를 참조하여 설명하면, 이와 같이 스택 시동 부품이 구동되면, 제3단계(S30)로서, 연료전지 스택(10)이 가동된다.
그리고 제4단계(S40)로서 연료전지 스택(10)에서는 약 900V 전압의 고전압 전원이 발생되어 버스의 DC 파워 라인에 고전압 전원을 제공한다.
연료전지 스택(10)이 동작하여 고전압 전원이 발생되며, 제5단계(S50)로서, 스택 시동 부품으로의 전원 공급 경로가 절환되어, 상기 12V 보조 배터리 전압을 350V 전압으로 승압하는 것이 중단되고, DC 파워 라인에 제공된 900V 전압이 고전압 DC/DC 컨버터(25)에 의해 350V로 강압하여 스택 시동 부품에 제공된다.
그리고 제6단계(S60)로서, 고전압 전원은 DC 파워 라인(1)에 연결된 구동 모터(40)에 제공된다.
구동 모터(40)는 모터 제어기 유닛인 MCU(45)의 제어에 의해 연료전지 스 택(10)의 전원을 제공받는 데, MCU(45)는 인버터 등을 포함하여 연료전지 스택(10)이 제공하는 DC 전원을 AC 전원으로 변환하고, 차량 제어기를 통해 제공된 신호에 따라 차량이 구동되도록 구동 모터(40)의 동작을 제어한다.
한편, 차량의 시동 초기 내연 엔진 버스와 공용으로 사용되는 전장 부품인 24 전장 부품 즉, 제2 전장 부품들이 24V 보조 배터리(60) 전원을 사용하므로, 24V 보조 배터리(60)의 충전이 필요하다.
제5단계(S50) 또는 제6단계(S60)에서, 연료전지 스택(10)에 연결된 DC 파워라인을 통해 900V 전압 전원을 제공받는 제2 DC/DC 컨버터(65)가 동작하여 900V 전압을 제2 보조 배터리인 24V 보조 배터리 전압으로 강압하여 제2 보조 배터리인 24V 보조 배터리(60)를 충전하는 단계(S55)가 수행된다.
도 2 및 도 3c를 참조하면, 제7단계(S70)로서, 제1 DC/DC 컨버터(55)가 충전모드로 전환되면서 연료전지 스택(10)의 900V 고전압이 12V 보조 배터리(50)의 충전 전압으로 전환되면서 제1 보조 배터리인 12V 보조 배터리(50)가 충전되기 시작한다.
그리고 제8단계(S80)는 보기류 구동을 위해 보기류의 인버터(70)에 연료전지 스택(10)의 고전압 전원을 제공하는 단계(S85)를 포함한다.
제1 DC/DC 컨버터(55)는 시동 초기에는 12V 보조 배터리(50)의 전압을 350V 로 승압하여 스택 시동 부품(20)에 제공하다가, 고전압 DC/DC 컨버터(25)를 통해 연료전지 스택(10)의 전원이 스택 시동 부품(20)에 제공되기 시작하면, 충전모드로 전환하여 고전압 DC/DC 컨버터(25)의 350V 출력을 12V 보조 배터리(50)의 전압으로 강압하여 충전시키기 시작한다.
또한, 연료전지 스택(10)의 고전압 전원이 DC 파워 라인을 통해 보기류의 인버터(70)에 공급되기 시작하여 워터 펌프(72), 파워 스티어링 펌프(74), 및 에어컨디셔너 컴프레서(76) 등의 보기류의 가동이 시작된다.
도 2 및 도 3d를 참조하면, 제8단계(S80)로서, 초퍼(32)와 제동저항(34)을 사용하여 수퍼 커패시터(30)의 충전된다. 상술한 바와 같이 초퍼(32)의 사용은 수퍼 커패시터(30)에 들어가는 전류의 양을 조절하여 연료전지 스택(10)의 셧다운 및 수퍼 커패시터(30) 손상을 방지한다.
이와 같은 시동 모드(S1)가 수행되면 제9단계(S90)로서, 하이브리드 연료전지 버스는 하이브리드 주행 모드로 진입하게 되며(S90), 주행 모드는 일반 주행 모드(S2), 등판 또는 가속 모드(S4), 회생 제동 모드(S6)를 가진다.
수퍼 커패시터(30)가 충전됨에 따라 구동 모터(40)는 버스의 등판 및 가속시와 같이 고부하 운전이 필요한 경우에 연료전지 스택(10) 및 수퍼 커패시터(30)로부터 전원을 공급받을 수 있게 된다.
도 4 는 본 발명에 따른 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템에서 주행 모드를 보여주는 순서도이다. 주행 모드는 일반 주행 모드(S2), 등판 또는 가속 모드(S4), 회생 제동 모드(S6)를 가지며, 각 모드에 따른 전원 흐름 경로를 가진다.
도 5a 내지 도5d 는 본 발명에 따른 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템에서 주행 모드의 전원 흐름을 보여주는 구성도이다.
도 4 및 도 5a를 참조하면, 일반 주행 모드(S2)는 상기 연료전지 스택의 고 전압이 상기 스택 시동 부품 구동 전압으로 컨버팅되는 단계(S91); 및 상기 고전압이 상기 구동 모터 및 상기 인버터에 제공되는 단계(S92)를 포함한다.
일반 주행 모드(S2)에서는 차량 구동 에너지 및 보기류 구동 에너지를 연료전지 스택(10)이 제공하게 된다. 따라서 구동 모터(40), 고전압 DC/DC컨버터(25), 보기류 인버터(70)에 연료전지 스택(10)의 전원이 제공된다.
이때, 제1 및 제2 DC/DC 컨버터(55, 65)는 12V, 24 보조 배터리의 충전량에 따라 동작이 제어되며, 12V, 24V 보조 배터리의 충전이 필요한 경우 제1 및 제 2DC/DC 컨버터(55,65)가 동작하여 보조 배터리를 충전시키게 된다.
그리고 수퍼 커패시터(30)의 충전이 필요한 경우, 수퍼 커패시터(30)의 충전이 이루어질 수 있다.
도 5a는 12V, 14V 보조 배터리(50,60)와, 수퍼 커패시터(30)의 충전이 완료된 경우의 파워 흐름을 보여준다.
도 4 및 도 5b를 참조하면, 등판 또는 가속 주행모드(S4)는 상기 연료전지 스택(10)의 고전압이 상기 스택 시동 부품 구동 전압으로 컨버팅되는 단계(S93); 상기 고전압이 상기 구동 모터(40) 및 상기 인버터(70)에 제공되는 단계(S94); 및 상기 수퍼 커패시터(30)의 충전 전원이 상기 구동 모터(40)에 제공되는 단계(S95)를 포함한다.
가속 또는 등판 주행과 같이 구동 모터(40)가 고 부하 상태에서의 운전을 필요로 하는 경우 파워 소스로서 연료전지 스택(10) 및 수퍼 커패시터(30)가 동시에 이용된다. 가속 및 등판 주행 모드가 실질적인 의미의 하이브리드 모드를 의미한 다. 수퍼 커패시터(30)에 저장된 에너지가 어시스트 파워로서 구동 모터(40)에 제공한다. 수퍼 커패시터(30)에 저장된 에너지가 구동 모터(40)에 제공될 때는 초퍼(32) 및 제동 저항(34)의 경유 없이 구동 모터(40)에 제공된다.
가속 또는 등판 주행 모드(S4)를 일반 주행 모드(S2)와 비교하면, 수퍼 커패시터(30)의 전원이 구동 모터(40)에 제공되는 것을 제외하고는 동일하다.
도 4와, 도 5c 및 도 5d 를 참조하면, 회생 제동 모드(S6)는, 상기 구동 모터(40)의 회생 제동에 의해 회생 전원이 발생되는 단계(S96); 상기 회생 전원을 상기 스택 시동 부품(20) 구동 전압으로 컨버팅하는 단계(S97); 상기 회생 전원이 인버터(70)에 제공되는 단계(S98); 상기 수퍼 커패시터(30)의 과충전 여부를 판단하는 단계(S99); 및 상기 수퍼 커패시터가 과충전된 경우 상기 수퍼 커패시터(30)에 제공되는 전기 에너지를 소진 시키는 단계(S100), 상기 수퍼 커패시터(30)가 과충전되지 않은 경우 회생 전원에 의해 수퍼 커패시터(30)를 충전시키는 단계(S101)를 포함한다.
회생 주행 모드(S6)에서는 구동 모터(40)가 발전기로 작동하여 회생 제동에 의해 전원 즉, 회생 전원을 발생시키며, 이때의 에너지는 DC 파워 라인(1)을 통해 스택 시동 부품(20), 보기류의 인버터(70) 및 수퍼 커패시터(30)에 제공된다. 즉, 회생 주행 모드에서는 파워 소스로서 구동 모터(40)가 이용된다.
그러나 수퍼 커패시터(30)가 과충전된 경우 수퍼 커패시터(30)로의 전원 공급은 수퍼 커패시터(30)의 수명 단축 등의 손상을 유발할 우려가 있다.
따라서, 수퍼 커패시터의 과충전 여부를 판단하고(S99), 수퍼 커패시터(30) 가 과충전되지 아니한 경우 즉, 충전이 필요로 하는 경우에는 수퍼 커패시터(30)를 충전시키고(S101), 수퍼 커패시터(S30)가 과충전된 경우 수퍼 커패시터(30)로 공급되는 에너지를 소진 시킨다(S100).
수퍼 커패시터(30)에 충전이 가능한 경우에는 도 5c 에 도시된 바와 같이 구동 모터(40)의 회생 전원이 제공되어 수퍼 커패시터(30)가 충전된다. 회생 전원이 수퍼 커패시터(30)에 충전되는 경우에는 수퍼 커패시터(30)가 부분적으로 충전된 상태여서, 급격한 에너지 변화가 없기 때문에 초퍼(32) 및 제동 저항(34)의 경유없이 전원이 공급된다.
만약, 수퍼 커패시터(30)가 과충전된 경우에는 도 5d 에 도시된 바와 같이 구동 모터(40)의 발생 전원이 초퍼(42)와 제동 저항(44)을 경유하면서 소진된다. 도 6 은 수퍼 커패시터(30) 과충전시에 구동 모터(40)에서 발생한 전원이 제동 저항(44)을 거치면서 소진되는 것을 보여주는 도면이다.
초퍼(32)는 2개의 스위칭 트랜지스터를 포함하여 스위치로 작용한다. 수퍼 커패시터(30)의 초기 충전시 및 회생 에너지 소거시 전류를 조절하여 갑작스런 전류의 흐름에 의한 사태 예컨대, 연료전지 스택의 셧다운, 수퍼 커패시터의 손상 등을 대비할 수 있게 한다. 이러한 에너지 흐름 제어에 의해 수퍼 커패시터(30)의 과충전이 방지된다.
이러한 구성에 의해, 본 발명에 따른 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템은 하이브리드 연료전지 버스는, 12V 보조 배터리 전압을 이용하도록 개발된 연료전지 차량의 부품들과, 내연 엔진 버스에 사용되는 24V 보조 배터리를 사용하는 전장 부품을 사용하는 것을 가능하게 한다.
이는 하이브리드 연료전지 버스를 설계 및 제작함에 있어서, 이미 개발된 또는 사용중인 전장 부품들을 사용할 수 있게 하고, 다른 차량들과 전장 부품들을 공통으로 사용할 수 있게 한다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
본 발명에 의하면, 12V 보조 배터리와 24V 보조 배터리를 사용하는 것이 가능한 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템 및 제어방법을 제공하는 것이 가능하여, 기 개발된 연료전지 차량의 12V 전장 부품과, 내연 엔진 버스의 24V 전장 부품들을 사용하여 하이브리드 연료전지 버스 시스템의 개발과 관련된 시간 및 비용을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 하이브리드 연료전지 버스에서 수퍼캡과 연료전지의 하이브리드 시스템의 효율적 운용이 가능하다.

Claims (19)

  1. 연료전지 스택;
    상기 연료전지 스택에 연결되며, 상기 연료전지 스택에 의해 충전되는 수퍼 커패시터;
    상기 연료전지 스택 또는 상기 연료전지 스택 및 상기 수퍼 커패시터 양자로부터 전원을 공급받아 차량을 구동하며, 회생 제동을 통해 발생된 전원을 상기 수퍼 커패시터에 제공하는 구동 모터;
    상기 구동 모터로의 전원 입력 및 상기 구동 모터로부터의 전원 출력을 제어하는 모터 컨트롤 유닛;
    서로 다른 전압을 사용하는 제1 및 제 2 전장 부품에 각각 전원을 제공하는 서로 다른 전압의 제1 및 제2 보조 배터리;
    상기 제1 및 제2 보조 배터리 중 어느 하나에 전기적으로 연결되며, 상기 연료전지 스택을 동작시키는 스택 시동 부품을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 보조 배터리는 12V 보조 배터리이고, 상기 제2 보조 배터리는 24V 보조 배터리인 것을 특징으로 하는 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 보조 배터리는 연료전지 차량과 공용가능한 전장 부품인 제1 전장 부품들에 전원을 공급하고
    상기 제2 보조 배터리는 내연 엔진 차량과 공용가능한 전장 부품인 제2 전장 부품들에 전원을 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 스택 시동 부품은,
    상기 연료전지 스택의 시동 전에는 제 1 보조 배터리의 전원을 이용하여 구동하도록 전기적으로 연결되고,
    상기 연료전지 스택의 시동 후에는 상기 연료전지 스택의 전원을 이용하여 구동하도록 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 보조 배터리의 전압을 상기 스택 시동 부품의 전압으로 컨버팅 하기 위해 상기 제1 보조 배터리와 상기 스택 시동 부품 사이에 연결되는 제1 DC/DC 컨버터;
    상기 연료전지 스택의 전압을 상기 스택 시동 부품의 전압으로 컨버팅하는 고전압 DC/DC 컨버터를 포함하며,
    상기 고전압 DC/DC 컨버터에 의해 컨버팅된 전원을 상기 제1 DC/DC 컨버터에 제공가능하게 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 연료전지 스택은 900V DC 전압을 발생시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 스택 시동 부품의 구동 전압은 350V인 것을 특징으로 하는 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템.
  8. 제3항 또는 제5항에 있어서,
    상기 연료전지 스택의 전원을 이용하여 상기 제2 보조 배터리를 충전하기 위해, 상기 연료전지 스택과 상기 제2 보조 배터리 연결 사이에는 제2 DC/DC 컨버터가 구비되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템.
  9. 제2항 또는 제5항에 있어서,
    상기 연료전지 스택의 전원을 공급받아 보기류를 구동하는 인버터가 상기 연료전지 스택에 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 보기류는 워터 펌프, 파워 스티어링 펌프 및 에어컨디셔너 컴프레서 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템.
  11. 제2항 또는 제5항에 있어서,
    상기 연료전지 스택과 상기 구동 모터를 전기적으로 연결하는 파워 라인과, 상기 수퍼 커패시터를 연결하는 파워 라인에는 초퍼와 제동 저항을 경유하는 파워 라인을 포함하여,
    상기 수퍼 커패시터의 과 충전시에는 상기 초퍼와 상기 제동 저항을 통해 에너지 소진이 이루어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템.
  12. 제1 보조 배터리의 저 전압을 스택 시동 부품 구동 전압으로 컨버팅하는 제1단계;
    상기 스택 시동 부품 구동 전압에 의해 스택 시동 부품이 구동되는 제2단계;
    상기 스택 시동 부품이 구동에 의해 연료전지 스택이 동작하는 제3단계;
    상기 연료전지 스택 가동에 의해 고전압 전원이 발생되는 제4단계;
    상기 스택 시동 부품으로의 전원 공급 경로가 절환되면서 상기 고전압 전원이 스택 시동 부품 전압으로 컨버팅되어 상기 스택 시동 부품에 공급되는 제5단계;
    상기 고전압 전원이 구동 모터에 제공되는 제6단계;
    상기 스택 시동 부품 구동 전압으로 컨버팅된 전원이 상기 제1 보조 배터리 전압으로 컨버팅되는 제7단계;
    상기 고전압 전원이 수퍼 커패시터에 충전되는 제8단계를 포함하는 시동 모드를 가지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템의 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1단계는,
    서로 다른 전압을 가지는 제1 및 제2 보조 배터리 각각이 차량의 키온과 동시에 상기 보조 배터리 각각에 연결된 제1 및 제2 전장 부품에 전원을 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템의 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1단계에서,
    상기 제1 보조 배터리는 12V 보조 배터리이고, 상기 제 2 보조 배터리는 24V 보조 배터리인 것을 특징으로 하는 연료전지 버스의 파워 시스템의 제어 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 제1단계와, 상기 제7단계는 동일한 DC/DC 컨버터를 사용하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템의 제어 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제5단계는 900V 전압을 350V 컨버팅하는 단계인 것을 특징으로 하는 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템의 제어 방법.
  17. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 제5단계 또는 상기 제6단계는,
    상기 제2 보조 배터리를 충전하기 위해 상기 고전압 전원을 컨버팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템의 제어 방법.
  18. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 제7단계는 보기류 인버터에 상기 고전압 전원을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템의 제어 방법.
  19. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 제8단계 수행 후 주행 모드를 수행하는 제9단계를 더 포함하고,
    상기 주행 모드는,
    상기 연료전지 스택의 고전압이 상기 스택 시동 부품 구동 전압으로 컨버팅되는 단계; 및 상기 고전압이 상기 구동 모터 및 상기 인버터에 제공되는 단계를 포함하는 일반 주행 모드;
    상기 연료전지 스택의 고전압이 상기 스택 시동 부품 구동 전압으로 컨버팅되는 단계; 상기 고전압이 상기 구동 모터 및 상기 인버터에 제공되는 단계; 및 상기 수퍼 커패시터의 충전 전원이 상기 구동 모터에 제공되는 단계를 포함하는 가속 또는 등판 모드; 및
    상기 구동 모터의 회생 제동에 의해 회생 전원이 발생되는 단계; 상기 회생 전원을 상기 스택 시동 부품 구동 전압으로 컨버팅되는 단계; 상기 회생 전원이 인버터에 제공되는 단계; 상기 수퍼 커패시터의 과충전 여부를 판단하는 단계; 및 상기 수퍼 커패시터가 과충전된 경우 상기 수퍼 커패시터에 제공되는 전기 에너지를 소진 시키는 단계; 및 상기 수퍼 커패시터가 과충전되지 않은 경우 회생 전원에 의해 수퍼 커패시터를 충전하는 단계를 포함하는 회생 제동 모드; 중에서 어느 하나의 모드로 선택되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템의 제어 방법.
KR1020060099024A 2006-10-11 2006-10-11 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템 및 그 제어 방법 KR100837939B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060099024A KR100837939B1 (ko) 2006-10-11 2006-10-11 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템 및 그 제어 방법
JP2006305908A JP2008099535A (ja) 2006-10-11 2006-11-10 ハイブリッド燃料電池バスのパワーシステム及びその制御方法
DE102006056374.3A DE102006056374B4 (de) 2006-10-11 2006-11-29 Spannungsversorgungssystem eines Hybridbrennstoffzellenbusses und Steuerungsverfahren dafür
CN2006101728810A CN101161498B (zh) 2006-10-11 2006-11-30 混合燃料电池客车的电力系统及其控制方法
US11/650,251 US20080087479A1 (en) 2006-10-11 2007-01-04 Power system of hybrid fuel cell bus and control method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060099024A KR100837939B1 (ko) 2006-10-11 2006-10-11 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템 및 그 제어 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080032909A KR20080032909A (ko) 2008-04-16
KR100837939B1 true KR100837939B1 (ko) 2008-06-13

Family

ID=39185073

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060099024A KR100837939B1 (ko) 2006-10-11 2006-10-11 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템 및 그 제어 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20080087479A1 (ko)
JP (1) JP2008099535A (ko)
KR (1) KR100837939B1 (ko)
CN (1) CN101161498B (ko)
DE (1) DE102006056374B4 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011159031A2 (ko) * 2010-06-17 2011-12-22 학교법인 두원학원 병렬전원이 연결된 전동압축기용 인버터 및 그 구동 방법
KR101417121B1 (ko) 2008-11-07 2014-07-08 현대자동차주식회사 연료전지 차량의 시동 방법
KR101592377B1 (ko) * 2013-10-18 2016-02-05 현대자동차주식회사 연료 전지 차량의 시동 장치 및 방법

Families Citing this family (75)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7277782B2 (en) * 2001-01-31 2007-10-02 Oshkosh Truck Corporation Control system and method for electric vehicle
KR20080044097A (ko) * 2006-11-15 2008-05-20 현대자동차주식회사 수퍼커패시터를 이용한 연료전지 차량의 회생제동 시스템
TW200830625A (en) * 2007-01-03 2008-07-16 Syspotek Corp Fuel cell device
KR100974759B1 (ko) * 2007-10-26 2010-08-06 현대자동차주식회사 연료전지 하이브리드 차량의 시퀀스 제어방법
DE102007054246A1 (de) * 2007-11-14 2009-05-20 Daimler Ag Brennstoffzellenantrieb für ein Kraftfahrzeug
US7928597B2 (en) * 2008-12-12 2011-04-19 General Electric Company Power system and method for driving an electromotive traction system and auxiliary equipment through a common power bus
CN101499673B (zh) * 2009-02-27 2011-07-27 天津清源电动车辆有限责任公司 一种用于电动汽车的具有补偿充电的多功能一体化充电机
CN101572435B (zh) * 2009-03-06 2011-06-08 天津清源电动车辆有限责任公司 用于电动汽车的补偿充电方法和电路
JP5434195B2 (ja) * 2009-03-31 2014-03-05 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム及びこれを備えた車両
KR101051921B1 (ko) * 2009-04-28 2011-07-29 황성조 연료전지 스쿠터
KR101055643B1 (ko) * 2009-05-12 2011-08-12 황성조 연료전지 자전거
KR101033900B1 (ko) * 2009-06-23 2011-05-11 현대자동차주식회사 연료전지 수퍼캡 직결형 하이브리드 차량의 동력분배장치 및 방법
US20110100735A1 (en) * 2009-11-05 2011-05-05 Ise Corporation Propulsion Energy Storage Control System and Method of Control
US8245801B2 (en) 2009-11-05 2012-08-21 Bluways Usa, Inc. Expandable energy storage control system architecture
DE102010008917A1 (de) * 2010-02-23 2011-08-25 Liebherr-Werk Biberach GmbH, 88400 Antriebssystem und Arbeitsmaschine
CN102195102B (zh) * 2010-03-03 2015-01-14 上海大郡动力控制技术有限公司 混合动力汽车控制电池的充电方法
DE112011101892T5 (de) 2010-06-03 2013-03-21 Midtronics, Inc. Akku-Satz-Wartung für elektrische Fahrzeuge
US10046649B2 (en) 2012-06-28 2018-08-14 Midtronics, Inc. Hybrid and electric vehicle battery pack maintenance device
US11740294B2 (en) 2010-06-03 2023-08-29 Midtronics, Inc. High use battery pack maintenance
US8536729B2 (en) * 2010-06-09 2013-09-17 Hamilton Sundstrand Corporation Hybrid electric power architecture for a vehicle
US9912025B2 (en) * 2010-06-16 2018-03-06 GM Global Technology Operations LLC Usage of regenerative brake power for system restart in start-stop operation of fuel cell hybrid vehicles
CN101917026B (zh) * 2010-06-24 2012-11-07 昆山弗尔赛能源有限公司 一种基于燃料电池的应急发电车
US20130032416A1 (en) * 2011-08-02 2013-02-07 Gouker Joel P Ultracapacitor soft-start apparatus and method
US9947948B2 (en) * 2012-06-01 2018-04-17 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell system
CN102837696B (zh) * 2012-06-25 2015-09-16 浙江大学城市学院 具有在线监测功能的燃料电池叉车混合动力控制系统
US11325479B2 (en) * 2012-06-28 2022-05-10 Midtronics, Inc. Hybrid and electric vehicle battery maintenance device
CN103730917B (zh) * 2012-10-12 2016-09-14 光阳工业股份有限公司 电动车的充电装置
US9118210B2 (en) * 2012-10-15 2015-08-25 GM Global Technology Operations LLC Electrical system and method for a hybrid-electric vehicle
KR101427946B1 (ko) * 2012-12-13 2014-08-11 현대자동차 주식회사 연료전지 차량의 공기 블로워 제어방법
TWI470893B (zh) * 2013-01-24 2015-01-21 Chung Hsin Electric & Machinery Mfg Corp 電能供應系統
GB2510186B (en) * 2013-01-29 2015-07-15 Protean Electric Ltd An energy system for an electric vehicle
WO2014182332A1 (en) * 2013-05-09 2014-11-13 Parker-Hannifin Corporation Aerospace fuel cell power control system
GB2518397B (en) * 2013-09-20 2023-02-15 Leroy Samuel Donald Electric vehicle battery system and method
CN103481785B (zh) * 2013-09-24 2016-05-11 湖南南车时代电动汽车股份有限公司 增程式动力系统及其双电压保护方法
KR101481355B1 (ko) * 2013-12-30 2015-01-09 현대자동차주식회사 전압 동기화 방법 및 시스템
DE102014203186A1 (de) * 2014-02-21 2015-08-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Abbremsen eines Kraftfahrzeugs mit einer elektrischen Antriebsmaschine bei Rollen entgegen der Fahrtrichtung des Antriebs
JP6201869B2 (ja) * 2014-04-02 2017-09-27 トヨタ自動車株式会社 電動車両の制御装置及び制御方法
CN104158242B (zh) * 2014-08-01 2016-08-17 青岛海能阿尔派轨道电力设备工程科技有限公司 一种轨道交通制动能量储存利用装置
FR3025664B1 (fr) 2014-09-10 2016-09-16 Continental Automotive France Procede d'aide au demarrage d'un moteur thermique d'un vehicule automobile
KR101926896B1 (ko) 2014-11-20 2018-12-10 현대자동차주식회사 저전압 배터리 충전 제어방법 및 장치
KR101684028B1 (ko) * 2014-12-24 2016-12-08 현대자동차주식회사 연료전지 차량의 파워넷 시스템 및 그 제어 방법
CN105835708B (zh) * 2015-01-14 2019-04-23 通用电气公司 车辆驱动系统及能量管理控制方法
CN207283184U (zh) 2015-04-10 2018-04-27 张磊 应急启动装置
KR101822231B1 (ko) 2015-06-24 2018-01-26 현대자동차주식회사 연료전지 차량의 파워넷 시스템 및 그 제어 방법
KR101822232B1 (ko) 2015-06-24 2018-01-26 현대자동차주식회사 연료전지 차량의 파워넷 시스템 및 그 제어 방법
JP6569732B2 (ja) * 2015-07-28 2019-09-04 日産自動車株式会社 燃料電池車両の制御装置
KR101836586B1 (ko) 2015-12-14 2018-04-20 현대자동차주식회사 저전압 배터리 충전 제어 방법 및 시스템
JP6314967B2 (ja) * 2015-12-24 2018-04-25 トヨタ自動車株式会社 電力システム
WO2017144871A1 (en) * 2016-02-23 2017-08-31 The University Of Hertfordshire Higher Education Corporation Fuel cell hybrid power system
KR101847835B1 (ko) 2016-04-11 2018-04-11 현대자동차주식회사 연료전지 차량 및 그 제어방법
KR101786332B1 (ko) * 2016-04-20 2017-11-16 현대자동차주식회사 연료전지 차량의 전력 분배 방법 및 시스템
CN105904976B (zh) * 2016-04-28 2018-10-23 西南交通大学 一种燃料电池混合动力机车能量管理系统及方法
DE102016208082A1 (de) * 2016-05-11 2017-11-16 Volkswagen Ag Brennstoffzellenfahrzeug mit einer Mehrzahl wählbarer Betriebsmodi
KR101887749B1 (ko) * 2016-07-15 2018-08-10 현대오트론 주식회사 하이브리드 및 전기 자동차의 전력 분산 제어 시스템 및 방법
WO2018020675A1 (ja) * 2016-07-29 2018-02-01 日産自動車株式会社 車両システム
CA3038291A1 (en) * 2016-09-26 2018-03-29 Electric Power Systems, LLC High reliability hybrid energy storage system
CN106379193A (zh) * 2016-11-22 2017-02-08 中车株洲电力机车有限公司 一种储能电车控制系统及具有该系统的电车
TWI634025B (zh) * 2017-02-16 2018-09-01 Vehicle oil/electric hybrid power supply system
CN107878235A (zh) * 2017-11-13 2018-04-06 中山大洋电机股份有限公司 一种车用燃料电池动力系统
CN110071570A (zh) * 2018-01-24 2019-07-30 湖州师范学院 一种基于燃料电池和超级电容的电梯应急电源系统及控制方法
CN113016113A (zh) * 2018-11-15 2021-06-22 西门子股份公司 无输入功率的变频驱动器的延长制动
US11513160B2 (en) 2018-11-29 2022-11-29 Midtronics, Inc. Vehicle battery maintenance device
WO2020133196A1 (zh) * 2018-12-28 2020-07-02 株洲中车时代电气股份有限公司 一种内燃牵引系统
CN110116638B (zh) * 2019-05-10 2022-10-18 湖南科技大学 基于铅酸电池与超级电容的盾构电瓶车混合动力电源
CN112172763B (zh) * 2019-07-05 2021-09-10 株洲中车时代电气股份有限公司 一种混合动力有轨电车电制动功率分配方法、装置和介质
US11566972B2 (en) 2019-07-31 2023-01-31 Midtronics, Inc. Tire tread gauge using visual indicator
US11376922B2 (en) * 2019-09-09 2022-07-05 Thermo King Corporation Transport climate control system with a self-configuring matrix power converter
US10923946B1 (en) * 2019-10-30 2021-02-16 Bendix Commercial Vehicle Systems Llc Hybrid backup power supply system
CN112776670B (zh) * 2019-11-08 2023-02-03 长城汽车股份有限公司 一种电池控制方法、系统及车辆
US11668779B2 (en) 2019-11-11 2023-06-06 Midtronics, Inc. Hybrid and electric vehicle battery pack maintenance device
US11474153B2 (en) 2019-11-12 2022-10-18 Midtronics, Inc. Battery pack maintenance system
US11486930B2 (en) 2020-01-23 2022-11-01 Midtronics, Inc. Electronic battery tester with battery clamp storage holsters
CN112644298B (zh) * 2020-12-29 2022-10-14 武汉格罗夫氢能汽车有限公司 启机过程中基于sc电量fcs输出功率的控制系统及控制方法
US20230107318A1 (en) * 2021-10-04 2023-04-06 Caterpillar Inc. Prognostic limitation to fuel cell power output for improved efficiency in mobile machine
DE102022116796A1 (de) 2022-07-06 2023-01-12 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Antriebsvorrichtung mit einem elektrischen Bremswiderstand

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050024904A (ko) * 2003-09-05 2005-03-11 현대자동차주식회사 연료전지 전기자동차의 보조 배터리 충전방법
KR20050047221A (ko) * 2003-11-17 2005-05-20 현대자동차주식회사 환경 자동차의 보조 배터리 과충전 방지 제어방법
KR20060003543A (ko) * 2004-07-06 2006-01-11 현대자동차주식회사 연료전지-슈퍼캡 하이브리드 및 그 시동 제어방법

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69835940T2 (de) * 1997-09-30 2007-05-10 Seiko Epson Corp. Elektronisch gesteuerte mechanische uhr und steuerungsverfahren dafür
FR2805935B1 (fr) * 2000-03-03 2002-05-10 Renault Installation electrique autonome, notamment pour vehicule automobile
DE10102243A1 (de) 2001-01-19 2002-10-17 Xcellsis Gmbh Vorrichtung zur Erzeugung und Verteilung von elektrischer Energie an Verbraucher in einem Fahrzeug
JP3431021B2 (ja) * 2001-05-24 2003-07-28 日産自動車株式会社 車両用燃料電池システム
JP3719229B2 (ja) 2001-12-19 2005-11-24 トヨタ自動車株式会社 電源装置
EP1403143B1 (de) * 2002-09-30 2007-01-03 Ford Global Technologies, LLC Verfahren zur Stromversorgung in einem Stromversorgungsnetz mit einem Superkondensator
US20050118465A1 (en) * 2003-12-02 2005-06-02 Doob Llc Multiple voltages DC battery power supply system
JP4534122B2 (ja) * 2003-12-26 2010-09-01 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッドシステム
US7427450B2 (en) * 2004-12-10 2008-09-23 General Motors Corporation Hybrid fuel cell system with battery capacitor energy storage system
KR100676064B1 (ko) 2005-03-10 2007-01-29 엘지전자 주식회사 와이어리스 텔레비전 시스템에서 디인터레이싱 방식 선택방법
CN2780539Y (zh) * 2005-03-25 2006-05-17 王怀成 电动车能量回收控制电路及由该电路构成的汽车底盘

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050024904A (ko) * 2003-09-05 2005-03-11 현대자동차주식회사 연료전지 전기자동차의 보조 배터리 충전방법
KR20050047221A (ko) * 2003-11-17 2005-05-20 현대자동차주식회사 환경 자동차의 보조 배터리 과충전 방지 제어방법
KR20060003543A (ko) * 2004-07-06 2006-01-11 현대자동차주식회사 연료전지-슈퍼캡 하이브리드 및 그 시동 제어방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101417121B1 (ko) 2008-11-07 2014-07-08 현대자동차주식회사 연료전지 차량의 시동 방법
WO2011159031A2 (ko) * 2010-06-17 2011-12-22 학교법인 두원학원 병렬전원이 연결된 전동압축기용 인버터 및 그 구동 방법
WO2011159031A3 (ko) * 2010-06-17 2012-02-09 학교법인 두원학원 병렬전원이 연결된 전동압축기용 인버터 및 그 구동 방법
KR101592377B1 (ko) * 2013-10-18 2016-02-05 현대자동차주식회사 연료 전지 차량의 시동 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20080087479A1 (en) 2008-04-17
JP2008099535A (ja) 2008-04-24
CN101161498A (zh) 2008-04-16
DE102006056374A1 (de) 2008-04-17
CN101161498B (zh) 2012-05-23
DE102006056374B4 (de) 2022-01-20
KR20080032909A (ko) 2008-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100837939B1 (ko) 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템 및 그 제어 방법
US9428063B2 (en) Mild hybrid system and method for controlling the same
CN102089177B (zh) 电动车辆
KR102478086B1 (ko) 연료전지 차량시스템 및 이를 제어하는 방법
US6930404B1 (en) Power supply for an automotive vehicle
KR100906909B1 (ko) 연료전지 하이브리드 전기 차량의 파워다운 제어방법
US20030146726A1 (en) Load driver with power storage unit
KR100867825B1 (ko) 연료전지 하이브리드 전기차량의 비상시동제어방법
US9475439B2 (en) Battery system for micro-hybrid vehicles comprising high-efficiency consumers
KR100872646B1 (ko) 연료전지 하이브리드 전기차량의 운행모드제어방법
JP5741635B2 (ja) 補機バッテリ用電力供給装置
CN105324274A (zh) 车辆用电源系统
JP2011087408A (ja) 車両の電源システム
JP2008110700A (ja) ハイブリッド車両の電源システム
KR20120112811A (ko) 고전력 부하 장치를 포함하는 마이크로 하이브리드 차량용 배터리 시스템
JP2005251579A (ja) 燃料電池システム
JP2020100259A (ja) 車両用電源装置
US11628736B2 (en) Solar charging system and vehicle
US10988026B2 (en) Vehicle electrical load shed
KR100872647B1 (ko) 연료전지 하이브리드 전기 차량의 파워다운 제어방법
JP7332287B2 (ja) 車載電気システム
JP2005033898A (ja) 車両の電源装置
CN112622696A (zh) 车辆预留能量的确定方法、装置及车辆
CN112208472A (zh) 车辆用电源装置
KR20160055634A (ko) 저전압 직류변환장치의 제어방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130531

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140529

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150529

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180530

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190528

Year of fee payment: 12