KR100868613B1 - The residual super capacitor use system of the fuel cell vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명은 오르막길과 같은 경사로에서 연료전지 차량에 설치된 수퍼커패시터로 공급되는 전압을 선택적으로 차단시켜 수퍼커패시터의 사용 영역을 제어하여 구동모터의 동력 어시스트 시간 연장이 가능하도록 연료전지 차량에 구비된 스택에 전기적으로 연결되며, 상기 스택에서 발생되는 출력전압에 의해 충전되는 수퍼커패시터; 상기 스택과 수퍼커패시터 사이에 연결 설치되며 연료전지 차량이 평지 또는 경사로 주행시에 접점 접촉되어 작동되는 릴레이부; 및 상기 스택과 수퍼커패시터 및 릴레이부와 전기적으로 연결 설치되어 상기 연료전지 차량이 평지를 따라 주행시에는 스택에서 발생된 전압을 수퍼커패시터로 공급되도록 릴레이부를 온(On) 시키고, 오르막길 주행시에는 상기 릴레이부를 오프(Off) 시키도록 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 연료전지 차량의 잔여 수퍼커패시터 활용 시스템에 관한 것이다.The present invention selectively blocks the voltage supplied to the supercapacitor installed in the fuel cell vehicle on a slope such as an uphill road, thereby controlling the use area of the supercapacitor to extend the power assist time of the driving motor. A supercapacitor electrically connected and charged by an output voltage generated in the stack; A relay unit connected between the stack and the supercapacitor and operated by contact with the fuel cell vehicle when the fuel cell vehicle is driving on a flat surface or a slope; And a stack electrically connected to the stack, the supercapacitor, and the relay unit, so that when the fuel cell vehicle runs along a flat surface, the relay unit is turned on to supply a voltage generated from the stack to the supercapacitor, and the relay unit when the vehicle is traveling uphill. It relates to a residual supercapacitor utilization system of a fuel cell vehicle comprising a control unit for controlling to turn off (Off).

수퍼커패시터, 릴레이부, 제어부 Supercapacitor, relay unit, control unit

Description

연료전지 차량의 잔여 수퍼커패시터 활용 시스템{The residual super capacitor use system of the fuel cell vehicle}The residual super capacitor use system of the fuel cell vehicle}

도 1은 본 발명에 의한 연료전지 차량의 잔여 수퍼커패시터 활용 시스템을 도시한 도면.1 is a diagram illustrating a system for utilizing a residual supercapacitor of a fuel cell vehicle according to the present invention.

도 2a 내지 도 2b는 본 발명에 의한 연료전지 차량의 잔여 수퍼커패시터 활용 시스템의 작동 상태도.2a to 2b is an operating state diagram of the residual supercapacitor utilization system of the fuel cell vehicle according to the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

2 : 스택 100 : 수퍼커패시터2: stack 100: supercapacitor

200 : 릴레이부 300 : 제어부200: relay unit 300: control unit

본 발명은 오르막길과 같은 경사로에서 연료전지 차량에 설치된 수퍼커패시터로 공급되는 전압을 선택적으로 차단시켜 수퍼커패시터의 사용 영역을 제어하여 구동모터의 동력 어시스트 시간 연장이 가능한 연료전지 차량의 잔여 수퍼커패시터 활용 시스템에 관한 것이다.The present invention selectively blocks the voltage supplied to the supercapacitor installed in the fuel cell vehicle on a slope such as an uphill road, thereby controlling the use area of the supercapacitor to extend the power assist time of the driving motor, thereby remaining in the supercapacitor utilization system of the fuel cell vehicle. It is about.

일반적으로 수퍼커패시터는 연료전지 차량이 평지를 따라 주행할 때는 충전 되었다가 오르막길과 같은 경사진 도로를 따라 주행이 이루어질 경우에는 상기 연료전지 차량을 어시스트 해주는 역할을 한다.In general, a supercapacitor plays a role of assisting the fuel cell vehicle when the fuel cell vehicle is driven along a flat land and then charged along a sloped road such as an uphill road.

상기와 같이 사용되는 연료전지 차량의 수퍼커패시터의 전압 수준은 스택과 비슷하게 유지된다. 예를 들어 스택의 전압 수준이 500V면 수퍼커패시터도 500V가 되고, 상기 스택이 900V면 수퍼커패시터도 900V를 유지하게 된다.The voltage level of the supercapacitor of the fuel cell vehicle used as described above is maintained similar to the stack. For example, if the voltage level of the stack is 500V, the supercapacitor is 500V, and if the stack is 900V, the supercapacitor is also maintained at 900V.

상기한 연료전지 차량은 동력을 많이 사용할 수록 전압이 떨어지며, 구동모터의 사용전압을 500V로 유지하기 위해서는 상기한 스택은 항상 500V 이상을 유지되도록 제어된다. 이것은 수퍼커패시터 또한 500V 이하로 떨어지지 않게 된다는 결론이다.As the fuel cell vehicle uses more power, the voltage drops, and the stack is controlled to maintain 500V or more at all times in order to maintain the operating voltage of the driving motor at 500V. This concludes that the supercapacitor also does not drop below 500V.

즉, 상기한 수퍼커패시터가 어시스트 모드에서 500V이하로 저하되는 순간 상기한 수퍼커패시터는 더 이상 서포터의 역활을 상실하게 된다.That is, the moment the supercapacitor falls below 500V in the assist mode, the supercapacitor no longer serves as a supporter.

연료전지 차량이 오르막길을 따라 주행할 때 수퍼커패시터의 용량에 비하여 어시스트 해줄 수 있는 시간이 너무 짧아 긴 오르막길에서의 지속적인 동력지원이 어려운 문제점을 야기시켜 이에 대한 대안이 필요한 실정이다.When the fuel cell vehicle is traveling along an uphill road, the time required to assist the capacity of the supercapacitor is too short, so that it is difficult to continuously support power on a long uphill road, thus requiring an alternative.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 연료전지 차량의 주행 상태에 따라 수퍼커패시터로 충전되는 스택의 충전 전압을 온 오프 제어하여 안정적인 연료전지 차량 운행이 가능한 연료전지 차량의 잔여 수퍼커패시터 활용 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the residual supercapacitor of the fuel cell vehicle capable of stable fuel cell vehicle operation by controlling the charging voltage of the stack charged by the supercapacitor according to the driving state of the fuel cell vehicle. The purpose is to provide a utilization system.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 연료전지 차량의 잔여 수퍼커패시터 활용 시스템은 연료전지 차량에 구비된 스택에 전기적으로 연결되며, 상기 스택에서 발생되는 출력전압에 의해 충전되는 수퍼커패시터; 상기 스택과 수퍼커패시터 사이에 연결 설치되며 연료전지 차량이 평지 또는 경사로 주행시에 접점 접촉되어 작동되는 릴레이부; 및 상기 스택과 수퍼커패시터 및 릴레이부와 전기적으로 연결 설치되어 상기 연료전지 차량이 평지를 따라 주행시에는 스택에서 발생된 전압을 수퍼커패시터로 공급되도록 릴레이부를 온(On) 시키고, 오르막길 주행시에는 상기 릴레이부를 오프(Off) 시키도록 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.The remaining supercapacitor utilization system of the fuel cell vehicle according to the present invention for achieving the above object is a supercapacitor electrically connected to the stack provided in the fuel cell vehicle, and charged by the output voltage generated in the stack; A relay unit connected between the stack and the supercapacitor and operated by contact with the fuel cell vehicle when the fuel cell vehicle is driving on a flat surface or a slope; And a stack electrically connected to the stack, the supercapacitor, and the relay unit, so that when the fuel cell vehicle runs along a flat surface, the relay unit is turned on to supply a voltage generated from the stack to the supercapacitor, and the relay unit when the vehicle is traveling uphill. It is configured to include a control unit for controlling to turn off (Off).

상기 릴레이부는 스택에서 발생된 전압이 공급되는 수퍼커패시터의 연결 라인상에 복수개가 설치되도록 구성된다.The relay unit is configured to be provided on a plurality of connection lines of the supercapacitor to which the voltage generated in the stack is supplied.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 연료전지 차량의 잔여 수퍼커패시터 활용 시스템의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.An embodiment of a residual supercapacitor utilization system of a fuel cell vehicle according to the present invention configured as described above will be described with reference to the drawings.

첨부된 도 1은 본 발명에 의한 연료전지 차량의 잔여 수퍼커패시터 활용 시스템을 도시한 도면이고, 도 2a 내지 도 2b는 본 발명에 의한 연료전지 차량의 잔여 수퍼커패시터 활용 시스템의 작동 상태도 이다.1 is a view illustrating a system of using a residual supercapacitor of a fuel cell vehicle according to the present invention, and FIGS. 2A to 2B are diagrams illustrating an operating state of a system of using a residual supercapacitor of a fuel cell vehicle according to the present invention.

첨부된 도 1을 참조하면, 연료전지 차량에 구비된 스택(2)에 전기적으로 연결되며, 상기 스택(2)에서 발생되는 출력전압에 의해 충전되는 수퍼커패시터(100); 상기 스택(2)과 수퍼커패시터(100) 사이에 연결 설치되며 연료전지 차량이 평지 또는 경사로 주행시에 접점 접촉되어 작동되는 릴레이부(200); 및 상기 스택(2)과 수퍼커패시터(100) 및 릴레이부(200)와 전기적으로 연결 설치되어 상기 연료전지 차 량이 평지를 따라 주행시에는 스택(2)에서 발생된 전압을 수퍼커패시터(100)로 공급되도록 릴레이부(200)를 온(On) 시키고, 오르막길 주행시에는 상기 릴레이부(200)를 오프(Off) 시키도록 제어하는 제어부(300)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, a supercapacitor 100 electrically connected to a stack 2 provided in a fuel cell vehicle and charged by an output voltage generated from the stack 2; A relay unit 200 connected between the stack 2 and the supercapacitor 100 and operated in contact with the fuel cell vehicle when the fuel cell vehicle is driving on a flat or inclined road; And is electrically connected to the stack 2, the supercapacitor 100, and the relay unit 200, and supplies the voltage generated from the stack 2 to the supercapacitor 100 when the fuel cell vehicle runs along a flat surface. The control unit 300 is configured to include a control unit 300 to turn on the relay unit 200 and to turn off the relay unit 200 when driving uphill.

상기 릴레이부(200)는 스택(2)에서 발생된 전압이 공급되는 수퍼커패시터(100)의 연결 라인 상에 복수개가 설치되도록 구성된다.The relay unit 200 is configured such that a plurality of relays are installed on the connection line of the supercapacitor 100 to which the voltage generated in the stack 2 is supplied.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 연료전지 차량의 잔여 수퍼커패시터 활용 시스템의 작동 상태를 도면을 참조하여 설명한다.The operation state of the residual supercapacitor utilization system of the fuel cell vehicle according to the present invention configured as described above will be described with reference to the drawings.

첨부된 도 2a를 참조하면, 연료전지 차량의 주행이 이루어지면서 스택(2)에서 발생되는 전압은 제어부(300)에 의해 콘트롤되며, 화살표로 도시된 바와 같이 모터 콘트롤 유닛(4)을 경유하여 구동모터(6)로 공급되어 차량 주행이 이루어진다.Referring to FIG. 2A, the voltage generated in the stack 2 while driving the fuel cell vehicle is controlled by the controller 300, and is driven through the motor control unit 4 as shown by the arrow. The vehicle 6 is driven by being supplied to the motor 6.

예를 들어 상기 스택(2)에서 발생된 전압이 500V~900V의 범위에서 출력이 이루어질 경우에는 제어부(300)에 의해 릴레이부(200)의 접점이 온(On) 되도록 제어되어 수퍼커패시터(100)에 스택(2)에서 발생된 전압에 의해 충전이 이루어진다.For example, when the voltage generated in the stack 2 is output in the range of 500V to 900V, the supercapacitor 100 is controlled by the control unit 300 so that the contact point of the relay unit 200 is turned on. The charging is performed by the voltage generated in the stack 2.

또한, 상기 스택(2)에서 발생되는 전압은 인버터(8)를 경유하여 보기류 및 전장품(10)에 공급 가능한 전압으로 다운되어 공급이 이루어진다.In addition, the voltage generated in the stack 2 is supplied to the voltage supplied to the accessory and the electrical appliance 10 via the inverter 8 to be supplied.

상기와 같이 주행되는 연료전지 차량이 오르막길을 주행할 경우를 도면을 참조하여 설명한다.A case where the fuel cell vehicle traveling as described above travels uphill will be described with reference to the drawings.

첨부된 도 2b를 참조하면, 평지를 주행하던 연료전지 차량이 오르막길을 따라 주행하면서 수퍼커패시터(100)에 저장된 충전전압은 구동모터(6) 쪽으로 공급되어 상기한 구동 모터(6)를 어시스트 하게 된다. 상기 수퍼커패시터(2)에서 출력되 는 전압을 체킹하는 제어부(300)는 스택(2)에서 출력되는 전압이 500V가 되어 더 이상 어시스트가 어려울 경우에는 릴레이부(200)에 구비된 릴레이의 접점을 오프시켜 상기한 스택(2)에서 발생한 전압이 수퍼커패시터(100) 쪽으로 공급되는 것을 차단하여, 순수하게 스택(2)에서 발생된 출력 전압만으로 구동 모터(6)를 작동 시키도록 제어한다.Referring to FIG. 2B, as the fuel cell vehicle traveling on a flat road moves uphill, the charging voltage stored in the supercapacitor 100 is supplied to the driving motor 6 to assist the driving motor 6. . The control unit 300 for checking the voltage output from the supercapacitor 2 is a voltage output from the stack 2 becomes 500V, so when it is difficult to assist anymore, the control unit 300 checks the contact point of the relay provided in the relay unit 200. By turning off, the voltage generated in the stack 2 is blocked from being supplied to the supercapacitor 100, and the drive motor 6 is operated to operate with only the output voltage generated in the stack 2.

왜냐하면, 오르막길 같은 경사로에서의 연료전지 차량은 고출력의 전기 에너지 파워를 요구하기 때문에 수퍼커패시터(100)로의 충전은 중단시키고, 상기 수퍼커패시터(100)에 남아있는 전압을 보기류 및 전장품(10)으로 공급시켜 연료전지 차량이 주행할 수 있도록 제어하게 된다.Because the fuel cell vehicle on the slope such as an uphill road requires a high output electric energy power, the charging to the supercapacitor 100 is stopped, and the voltage remaining in the supercapacitor 100 is transferred to the accessory and the electronic device 10. It is supplied to control the fuel cell vehicle to run.

연료전지 차량이 계속적으로 경사진 오르막길을 따라 주행할 경우에는 수퍼커패시터(100)에서 충전된 전압을 사용하는 보기류 및 전장품(10)에 의해 수퍼커패시터(100)의 전압이 230V까지 하강될 경우에는 상기한 보기류 및 전장품(10)의 안전적인 작동을 위해 제어부(300)에 의해 릴레이부(200)가 온 작동되어 스택(2)에서 발생된 전압을 수퍼커패시터(100)가 공급받아 충전이 이루어지면서 계속적인 주행이 이루어진다.When the fuel cell vehicle continuously runs along an inclined slope, when the voltage of the supercapacitor 100 is lowered to 230V by the accessory and the electric appliance 10 using the voltage charged by the supercapacitor 100. The relay unit 200 is turned on by the control unit 300 for the safe operation of the accessory and the electronic device 10, and the supercapacitor 100 receives the voltage generated from the stack 2 to perform charging. As you build, you continue to drive.

상기한 오르막길을 완전히 올라갔을 경우에는 구동 모터(6)에서 큰 동력을 요구하지 않으므로 스택(2)의 전압은 다시 상승하게 되어 주행이 이루어진다.In the case where the above-mentioned uphill road is completely climbed, since the driving motor 6 does not require large power, the voltage of the stack 2 rises again, thereby driving.

한편, 본 발명은 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다. On the other hand, the present invention can be variously modified by those skilled in the art without departing from the gist of the invention.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 연료전지 차량의 잔여 수퍼커패시터 활용 시스템은 오르막길과 같은 경사로에서 연료전지 차량에 설치된 수퍼커패시터로 공급되는 전압을 선택적으로 차단시킴으로서 안정적인 연료전지 차량의 주행이 이루어지는 효과가 있다.As described above, the residual supercapacitor utilization system of the fuel cell vehicle according to the present invention selectively blocks the voltage supplied to the supercapacitor installed in the fuel cell vehicle on a slope such as an uphill road, thereby stably running the fuel cell vehicle. There is.

Claims (2)

연료전지 차량에 구비된 스택에 전기적으로 연결되며, 상기 스택에서 발생되는 출력전압에 의해 충전되는 수퍼커패시터;A supercapacitor electrically connected to a stack provided in a fuel cell vehicle and charged by an output voltage generated from the stack; 상기 스택과 수퍼커패시터 사이에 연결 설치되며 연료전지 차량이 평지 또는 경사로 주행시에 접점 접촉되어 작동되는 릴레이부; 및A relay unit connected between the stack and the supercapacitor and operated by contact with the fuel cell vehicle when the fuel cell vehicle is driving on a flat surface or a slope; And 상기 스택과 수퍼커패시터 및 릴레이부와 전기적으로 연결 설치되어 상기 연료전지 차량이 평지를 따라 주행시에는 스택에서 발생된 전압을 수퍼커패시터로 공급되도록 릴레이부를 온(On) 시키고, 오르막길 주행시에는 상기 릴레이부를 오프(Off) 시키도록 제어하며, 내리막길 주행시에는 스택에서 발생된 출력전압에 의해 수퍼커패시터의 충전이 이루어지도록 콘트롤하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 잔여 수퍼커패시터 활용 시스템.The stack, the supercapacitor and the relay unit are electrically connected to each other, so that when the fuel cell vehicle runs along the plain, the relay unit is turned on so as to supply a voltage generated from the stack to the supercapacitor, and the relay unit is turned off when driving uphill. And a control unit configured to control the charging of the supercapacitor by the output voltage generated from the stack when the vehicle is driven downhill. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 릴레이부는 스택에서 발생된 전압이 공급되는 수퍼커패시터의 연결 라인상에 복수개가 설치되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 잔여 수퍼커패시터 활용 시스템.And a plurality of relay units are installed on a connection line of the supercapacitor to which the voltage generated in the stack is supplied.
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