KR101029393B1 - 연료전지 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연료전지 시스템 및 그 제어방법을 제공하며, 상기 시스템은 연료전지 발전장치(5), 연료 공급유닛(6), 가스 공급유닛(7), 검출유닛(8) 및 제어유닛(9)으로 구성되며; 상기 검출유닛(8)은 상기 연료전지 발전장치(5)의 방전 파라메터를 검출하고, 상기 제어유닛(9)은 상기 검출유닛(8)에 의해 검출된 방전 파라메터에 따라 상기 연료 공급유닛(6)으로부터의 연료 공급 및 가스 공급 유닛(7)으로부터의 가스 공급을 제어하며; 상기 검출유닛(8)은 전류 검출장치이고, 상기 검출유닛(8)에 의해 검출된 상기 연료전지 발전장치(5)의 방전 파라메터는 방전 전류치이다. 본 발명은 연료/가스 공급유닛을 제어하기 위해 주요 파라메터로서 연료전지 발전장치로부터 출력된 방전 전류를 이용한다. 또한, 본 발명은 상기 방전 전류치에 따라 간헐적으로 동작하도록 상기 연료 및 가스 공급유닛의 작동기간을 제어할 수 있다.
발전장치, 연료 공급유닛, 검출유닛, 제어유닛, 연료 펌프, 연료 공급 튜브

Description

연료전지 시스템 및 그 제어방법{FUEL CELL SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 연료전지 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
연료전지는 화학 에너지를 고효율, 저오염, 저소음 등을 포함하는 장점들이 있는 전기 에너지로 변환하는 장치이다. 연료전지는 개별적인 연료전지일 수 있고, 또는 다수의 개별적인 연료전지로 이루어진 연료전지 스택(stack)일 수 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 연료전지는 일반적으로 양자 교환막(1), 애노드(2), 캐소드(3), 및 가이드 플레이트(4)로 이루어진다. 유기 연료전지 시스템에 있어서, 공기 또는 산소는 보통 산화제로 사용되고, 메탄올, 포름산, 또는 알콜과 같은 유기물은 연료로 사용된다. 예컨대, 산화제로는 공기 그리고 연료로는 메탄올을 갖는 연료전지 시스템에 있어서, 전기화학 반응하는 동안 이하의 반응을 야기한다:
애노드 CH3OH+H2O→CO2+6H++6e (1)
캐소드 3/2O2+6H++6e→3H2O (2)
애노드와 캐소드간 반응은 이하의 일반적인 반응을 야기한다:
CH3OH+3/2O2→CO2+2H2O (3)
상기 식 (1)에는, 애노드(2)에서 메탄올이 확산층을 통해 촉매층으로 확산하여 CO2, H+, 및 전자를 생성하기 위해 전기화학 반응하는 것이 나타나 있다. 식 (2)에는, 애노드(2)에서 생성된 전자가 애노드(2) 바깥쪽의 가이드 플레이트(4) 및 외부 전도체를 통과하고, 최종적으로 전자가 캐소드(3)에 의해 캡쳐되는 것이 나타나 있다. 애노드(2)에서 생성된 양자는 양자 교환막(1)을 통해 캐소드(3)로 전달됨으로써 전류가 형성된다.
기존의 연료전지에 연료/가스 공급은 주로 패시브(passive) 및 액티브(active)와 같이 2가지 형태로 분류된다.
패시브 연료/가스 공급은 응집 확산 원리를 이용함으로써 연료-공급 튜브 및 가스-공급 튜브를 통해 연료전지의 2개의 전극으로 연료 및 산화제 가스를 공급하는 것과 관련된다. 그러나, 반응 동안 생성된 축적물 CO2 및 H20를 적시에 멀리 전달시킬 수 없다는 사실 때문에, 촉매층으로의 연료 및 산화제 가스의 확산을 방해하고, 또한 계속적인 반응에 따라, 반응 영역 근처의 반응물의 응집이 점점 더 낮아져, 반응물 및 생성물의 확산을 방해하며, 이러한 모든 요인들은 아주 불안정한 연료전지의 출력 전력을 만들어 그 성능을 저하시킨다. 도 2는 도 1에 나타낸 연료전지의 출력 전압 대 전류의 곡선도표이고, 도 3은 패시브 가스/연료 공급 방식으로 도 1에 나타낸 10개의 스택된 개별 연료전지로 이루어진 연료전지 스택의 출력 전력 대 시간의 곡선도표이다. 그 도면으로부터, 출력 전력이 불안정하고, 시간이 경과함에 따라 방전 전류가 점점 더 작아지고, 전력이 점점 더 낮아지는 것을 알 수 있다. 따라서, 보다 높은 출력 전력을 얻기 위해, 더 많은 반응물 및 산화제가 능동적으로, 즉 액티브 방식으로 전달되어야만 한다.
액티브 가스/연료 공급은 능동적으로 연료 및 산화제를 전달하는데 사용되는 장치와 관련되는데, 특히 연료전지 시스템에 있어 추가의 연료 펌프 및 공기 압축기 또는 팬과 관련된다.
예컨대, 중국특허출원 CN1567630A에는 연료를 공급하기 위한 연료 공급 튜브 및 반응 후 연료를 회수하기 위한 연료 리턴 튜브가 발전장치의 애노드에 연결되고, 공기를 공급하기 위한 공기 공급 튜브 및 반응 후 공기를 배출하기 위한 공기 배출 튜브가 발전장치의 캐소드에 연결되는 연료전지가 개시되어 있으며, 이 연료전지에 있어서, 전기는 애노드에서 전기화학 산화반응 및 캐소드에서 전기화학 환원반응에 의해 생성되고, 성능 조절장치는 상기 발전장치의 출력전압을 측정하기 위한 전압계 및 특정치와 측정된 전압치를 비교하기 위한 제어기를 포함하고, 그에 의해 어떠한 이상을 검출하거나 성능을 조절한다. 더욱이, 연료를 펌핑하기 위한 연료 펌프는 연료 공급 튜브에 장착되고 공기를 펌핑하기 위한 공기 압축기는 공기 공급 튜브에 장착된다.
상기 연료전지 시스템 및 그 제어방법은 연료전지의 전압에 따라 연료 및 공기의 공급량을 제어한다. 그러나, 상술한 바와 같이, 연료전지의 전압 변경은 연료전지에서 화학 반응처리의 실제 상황을 반영하는 직접적인 파라메터는 아니다. 따라서, 연료전지의 전압에 따라 연료/공기의 공급을 제어하기 위한 방법은 직접적 으로 충분히 효과적이지 못하고, 능동적으로 제어결과를 전달할 수 없으므로 과학적이지 못하다.
더욱이, 상기 액티브 연료/공기 공급의 연료전지 시스템 및 그 제어방법은 2가지의 추가적인 결함을 갖고 있다. 그 중 하나는, 외부 연료 펌프 및 공기 압축기/팬이 동작시 많은 양의 전력을 소비하여, 연료전지의 저출력의 효율을 야기하고, 또 다른 하나는 연료 펌프 및 공기 압축기/팬이 계속적인 동작조건 때문에 매우 짧은 서비스 수명을 갖는다는 것이다.
상술한 바와 같이 기존의 액티브 연료/공기 공급의 연료전지 시스템 및 그 제어방법의 결함, 즉 간접적이면서 비효율적인 제어 및 짧은 서비스 수명과 같은 결함의 관점에 따라, 본 발명은 직접적이면서 효율적인 제어, 높은 출력 효율, 및 긴 서비스 수명을 갖는 연료전지 시스템 뿐만 아니라 상기 연료전지 시스템의 제어방법을 제공한다.
발명자는 연료전지에서 반응의 실제 상황을 반영하는 직접적인 파라메터가 방전 전류의 크기라는 것을 발견하였다. 상기 식 (1), (2) 및 (3)으로부터 알 수 있는 바와 같이, 애노드(2)에서 반응에 포함된 메탄올이 더 많으면, 연료전지로부터 출력된 방전 전류가 더 높다(즉, 더 많은 전자가 생성된다). 그러나, 애노드(2)에서 반응에 포함된 메탄올이 더 적으면, 연료전지로부터 출력된 방전 전류가 더 낮다(즉, 보다 적은 전자가 생성된다). 방전 전류치가 반응물의 양에 직접적으로 의존한다는 것이 명백하다. 유사하게, 캐소드(3)에서, 연료전지로부터 출력된 방전 전류 또한 산화제의 양에 직접적으로 의존한다. 따라서, 방전 전류가 사용된 연료와 공기에 직접적으로 관련된 연료전지 시스템 및 이 연료전지 시스템의 제어방법은 더 직접적이면서 효율적이다.
본 발명에 제공된 연료전지 시스템은 연료전지 발전장치, 연료 공급유닛, 가스 공급유닛, 검출유닛 및 제어유닛으로 구성되며; 상기 연료 공급유닛 및 가스 공급유닛은 연료전지 발전장치의 애노드 입구 및 캐소드 입구에 각각 연결되고; 상기 검출유닛은 연료전지 발전장치의 2개의 전극에 연결되어 상기 연료전지 발전장치의 방전 파라메터를 검출하고; 상기 제어유닛은 연료 공급유닛, 가스 공급유닛, 및 검출유닛 각각에 연결되어 상기 검출유닛에 의해 검출된 방전 파라메터에 따라 상기 연료 공급유닛의 연료 공급 및 가스 공급 유닛의 가스 공급을 제어하며; 여기서 상기 검출유닛은 전류 검출장치이고, 상기 검출유닛에 의해 검출된 연료전지 발전장치의 상기 방전 파라메터는 방전 전류치이다.
본 발명에 제공된 연료전지 시스템의 제어방법은 연료전지 시스템의 연료전지 발전장치의 방전 파라메터를 검출하는 단계, 검출된 방전 파라메터에 따라 연료 공급유닛의 연료 공급 및 가스 공급유닛의 가스 공급을 제어하는 단계로 이루어지며; 여기서 연료전지 발전장치의 상기 검출된 방전 파라메터는 방전 전류치이다.
본 발명에 제공된 연료전지 시스템 및 그 제어방법은 기존의 액티브 연료/가스 공급의 연료전지 시스템 및 그 제어방법을 개선하며, 연료 공급유닛/가스 공급유닛을 제어하기 위해 주요 방전 파라메터로서 연료전지 발전장치로부터 출력된 방전 전류치를 이용한다. 연료전지 발전장치의 방전 전압을 검출함으로써 연료 공급유닛/가스 공급유닛을 제어하는 연료전지 시스템 및 제어방법과 비교하면, 연료전지 시스템 및 그 제어방법은 제어에 있어서 더 직접적이면서 효율적이고 능동적으로 제어 결과를 전달하며, 반응물 및 생성물의 확산에 대한 방해를 피할 수 있다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예의 연료전지 시스템 및 제어방법은 방전 전류에 따라 연료 공급유닛/가스 공급유닛의 작동 사이클 내의 작동기간을 제어할 수 있다. 즉, 방전 전류가 높으면 상기 작동기간은 좀더 길고 휴지기간은 좀더 짧으며, 방전 전류가 낮으면 상기 작동기간은 좀더 짧고 휴지기간은 좀더 길어질 것이다. 따라서, 연료 공급유닛/가스 공급유닛은 간헐적으로 동작할 수 있으며, 또 그 간헐적 동작은 연료전지로부터 출력된 방전 전류와 연관될 수 있다. 그런 식으로, 연료 및 산화제를 방전 전류와 매칭하도록 적절하게 사용할 수 있다. 그 결과, 연료 공급유닛/가스 공급유닛이 많은 양의 에너지를 여전히 소비함으로써 방전 전류가 작을 때 비효율을 야기하는 결함이 방지될 수 있고, 연료전지는 더 높은 전력에서 안정하게 출력할 수 있다. 더욱이, 본 발명은 저비용이면서 실행하기 용이하므로, 작은 전자 생성물에 대한 유기 연료전지에서 아주 중요하다.
도 1은 개별 연료전지의 구조적인 구성을 나타낸 개략도이다.
도 2는 패시브 연료/가스 공급의 개별 연료전지의 출력 전압 대 전류의 곡선도표이다.
도 3은 패시브 연료/가스 공급의 연료전지 스택의 출력 전력 대 시간의 곡선도표이다.
도 4는 본 발명에 제공된 연료전지 시스템의 블록도이다.
도 5는 본 발명에 제공된 연료전지 시스템의 방전 전류와 작동기간간 관계의 곡선도표이다.
도 6은 본 발명에 기술된 연료전지 시스템의 제어방법의 흐름도이다.
도 7은 비교예1의 연료전지 시스템 A의 출력 전력 대 시간의 곡선도표를 나타낸다.
도 8은 예1의 연료전지 시스템 B의 출력 전력 대 시간의 곡선도표를 나타낸다.
도 9는 예2의 연료전지 시스템의 C의 출력 전력 대 시간의 곡선도표를 나타낸다.
본 발명에 제공된 연료전지 시스템 및 제어방법은 첨부하는 도면을 참조하여 더 기술될 것이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 제공된 연료전지 시스템은 연료전지 발전장치(5), 연료 공급유닛(6), 가스 공급유닛(7), 검출유닛(8) 및 제어유닛(9)으로 구성되며; 상기 연료 공급유닛(6) 및 가스 공급유닛(7)은 연료전지 발전장치(5)의 애노드 입구 및 캐소드 입구에 각각 연결되고; 상기 검출유닛(8)은 연료전지 발전장치(5)의 2개의 전극에 연결되어 상기 연료전지 발전장치(5)의 방전 파라메터를 검출하고; 상기 제어유닛(9)은 연료 공급유닛(6), 가스 공급유닛(7), 및 검출유닛(8) 각각에 연결되어 상기 검출유닛(8)에 의해 검출된 방전 파라메터에 따라 상 기 연료 공급유닛(6)의 연료 공급 및 가스 공급 유닛(7)의 가스 공급을 제어하며; 여기서 상기 검출유닛(8)은 전류 검출장치이고, 상기 검출유닛(8)에 의해 검출된 연료전지 발전장치(5)의 상기 방전 파라메터는 방전 전류치이다.
상기 연료전지 발전장치(5)는 개별적인 연료전지이거나 연료전지 스택이다. 상기 연료전지 스택은 다수의 스택된 개별 연료전지로 이루어진다. 상기 연료전지 발전장치(5)는 연료전지 반응 전극, 산화제 가스 및 연료를 전달하도록 디자인된 유동 채널을 갖는 전극 플레이트, 및 종래의 연료전지 발전장치에 구성된 전류 안내장치로 더 구성된다. 이들 장치의 구조는 당업자에게 공지되어 있다.
상기 연료 공급유닛(6)은 연료 펌프(10), 연료 공급 튜브 및 연료 리턴 튜브(도 4에 직선의 화살표로 나타낸)를 포함한다. 상기 연료 공급 튜브 및 연료 리턴 튜브는 상기 연료전지 발전장치(5)의 애노드 입구에 연결된다. 상기 연료 펌프(10)는 상기 연료전지 발전장치(5)에 연료를 펌프하기 위해 상기 연료 공급 튜브 상에 장착된다. 상기 연료 펌프(10)는 액체를 운반할 수 있는 소정의 펌프가 될 수 있다. 상기 연료 공급 튜브 및 연료 리턴 튜브는 연료를 공급 및 회수하도록 연료 탱크에 연결된다.
상기 가스 공급유닛(7)은 가스 펌프(11), 가스 공급 튜브, 및 가스 배출 튜브(도 4에 직선의 화살표로 나타낸)를 포함한다. 상기 가스 공급 튜브 및 가스 배출 튜브는 상기 연료전지 발전장치(5)의 캐소드 입구에 연결된다. 상기 가스 펌프(11)는 상기 연료전지 발전장치(5)에 산화제 가스를 펌프하기 위해 가스 공급 튜브 상에 장착된다. 상기 가스 펌프(11)는 공기 압축기 또는 팬일 수 있다. 상기 가스 공급 튜브는 산화제 가스를 공급하기 위해 가스 저장 탱크(도시하지 않음)에 연결되거나 공기에 직접 연결된다. 상기 가스 배출 튜브는 가스를 회수 또는 배출할 수 있다.
상기 검출유닛(8)은 도 4에 나타낸 바와 같이 직렬로 연결된 옴미터(ohmmeter) 및 암페어미터(amperemeter) 또는 전류 센서 등과 같은 전류를 검출할 수 있는 소정의 장치일 수 있다. 상기 검출유닛(8)은 상기 연료전지 발전장치(5)로부터의 방전 전류치를 검출하여 그 방전 전류치를 제어유닛(9)으로 보내기 위해 연료전지 발전장치(5)의 방전 출력단에 연결된다.
상기 제어유닛(9)은 신호 수신기 모듈, 시간 결정 모듈, 타이밍 모듈, 연료 공급 제어 모듈, 및 가스 공급 제어 모듈로 구성된다. 상기 신호 수신기 모듈은 검출유닛(8)으로부터 신호를 수신하고, 그 신호에 따라 방전 전류치를 결정하여, 그 방전 전류치를 시간 결정 모듈로 보내도록 디자인된다. 상기 시간 결정 모듈은 수신된 방전 전류치에 따라 스케줄된 작동기간 및 스케줄된 휴지기간을 결정하여 그 2가지를 타이밍 모듈로 보내도록 디자인된다. 상기 타이밍 모듈은 연료 공급유닛(6)/가스 공급유닛(7)의 작동기간 및 휴지기간에 대한 타이밍을 수행하도록 디자인되고, 만약 상기 연료 공급유닛(6)/가스 공급유닛(7)의 작동기간 또는 휴지기간이 스케줄된 작동기간 또는 스케줄된 휴지기간을 초과하면, 스케줄된 작동기간 또는 스케줄된 휴지기간이 종료되었다는 것을 나타내기 위해 연료 공급 제어 모듈/가스 공급 제어 모듈로 신호를 보낸다. 상기 연료 공급 제어 모듈 및 가스 공급 제어 모듈은 타이밍 모듈로부터 수신된 신호에 따라 연료 공급유닛(6)의 연료 공급 및 가스 공급유닛(7)의 가스 공급을 제어하도록 디자인된다. 특히, 타이밍 모듈은 연료 펌프(10)/가스 펌프(11)의 작동기간 및 휴지기간에 대한 타이밍을 수행한다. 연료 공급 제어 모듈 및 가스 공급 제어 모듈은 각각 연료 펌프(10) 및 가스 펌프(11)의 작동상태를 제어하고, 만약 연료 공급 제어 모듈/가스 공급 제어 모듈이 스케줄된 작동기간이 종료되었다는 것을 나타내는 신호를 수신하면, 연료 공급 제어 모듈/가스 공급 제어 모듈은 연료 펌프(10)/가스 펌프(11)를 중지시키고, 만약 연료 공급 제어 모듈/가스 공급 제어 모듈이 스케줄된 휴지기간이 종료되었다는 것을 나타내는 신호를 수신하면, 연료 공급 제어 모듈/가스 공급 제어 모듈은 연료 펌프(10)/가스 펌프(11)를 개시시킬 것이다.
특히, 상기 시간 결정 모듈은 신호 수신기 모듈에 의해 결정된 현재의 방전 전류치에 따라 스케줄된 작동기간 및 스케줄된 휴지기간을 결정하여 그 데이터를 타이밍 모듈로 보낸다. 여기서, 상기 스케줄된 작동기간 및 스케줄된 휴지기간은 연료전지의 특정 목적에 따라 특정 방식에 의해, 예컨대 도 5에 나타낸 곡선으로 결정된다. 우선 그 작동 사이클 시간이 지정되고, 다음에 대응하는 스케줄된 작동시간이 특정 방전 전류치에 따라 도면 상에서 결정되고, 다음에 스케줄된 휴지기간을 얻기 위해 스케줄된 작동기간이 작동 사이클 시간에서 감해진다. 그런 식으로, 작동 사이클에서의 연료 공급유닛(6)/가스 공급유닛(7)의 작동기간이 방전 전류에 따라 제어될 수 있다. 방전 전류가 높아질 수록 스케줄된 작동기간이 길어지고, 스케줄된 휴지기간이 짧아지며, 방전 전류가 낮아질 수록 스케줄된 휴지기간이 짧아지고, 스케줄된 작동기간이 길어질 것이다. 따라서, 연료 공급유닛(6)/가 스 공급유닛(8)은 간헐적으로 동작하여 그 방전 전류와 매칭하는 연료 및 산화제를 제공할 수 있어, 연료 공급유닛(6)/가스 공급유닛(7)의 액티브 전기 연료/가스 공급장치가 많은 양의 에너지를 소비하여 비효율성을 야기하는 결함을 극복한다. 작동 사이클의 작동기간과 휴지기간 사이의 우선순위, 즉 "휴지(idle)" 다음에 "작동(work)"이 오고, 또는 "작동" 다음에 "휴지"가 온다는 우선순위가 없다는 것을 당업자라면 알 수 있을 것이다.
상기 기술적인 구성에 있어서, 시간 결정 모듈은 현재의 방전 전류치에 따라 실시간으로 새로운 스케줄된 작동기간 및 새로운 스케줄된 휴지기간을 결정할 수 있다. 그러나, 시스템의 동작은 보통 하나 또는 몇개의 작동 사이클 후에 새로운 스케줄의 작동기간 및 휴지기간으로 제어된다. 만약 절차를 줄이기 위해 현재의 방전 전류치를 이전의 방전 전류치로부터 변경하지 않으면, 새로운 스케줄된 작동기간 및 새로운 휴지기간을 결정할 필요가 없다. 대신에, 전체 시스템은 여전히 이전의 스케줄된 작동기간 및 휴지기간으로 동작할 수 있다. 그 경우, 바람직하게 상기 제어유닛(9)은 상기 신호 수신기 모듈에 의해 결정되어 보내진 현재의 방전 전류치가 이전의 방전 전류치와 동일한지의 여부를 판단하기 위해 디자인된 제1의 전류 비교기 모듈을 더 포함하며, 만약 현재의 방전 전류치가 이전의 방전 전류치와 다르면, 그 현재의 방전 전류치를 시간 결정 모듈로 보내고, 만약 현재의 방전 전류치가 이전의 방전 전류치와 동일하면, 시간 결정 모듈에 의해 앞서 결정된 스케줄된 작동기간 및 스케줄된 휴지기간을 유지한다. 즉, 시간 결정 모듈은 새로운 스케줄된 작동기간 및 새로운 스케줄된 휴지기간을 결정할 필요가 없다. 대 신에, 전체 시스템은 이전의 작동 사이클과 같은 동일한 방식으로 동작할 것이다.
더욱이, 만약 방전 전류치가 0이면, 연료전지 발전장치(5)가 완전히 방전된 것을 나타내어, 연료 및 가스 공급이 중지된다. 따라서, 바람직하게 상기 제어유닛(9)은 상기 신호 수신기 모듈에 의해 결정되어 보내진 방전 전류치가 0인지의 여부를 판단하기 위해 디자인된 제2의 전류 비교기 모듈을 더 포함하며, 만약 상기 방전 전류치가 0이면, 상기 연료 공급유닛(6)의 연료 공급 및 상기 가스 공급유닛(7)의 가스 공급을 중지시키기 위해 상기 연료 공급 제어 모듈 및 가스 공급 제어 모듈에 직접 통지하고, 만약 방전 전류치가 0이 아니면, 상기 시간 결정 모듈이 상기 방전 전류치에 따라 스케줄된 작동기간 및 스케줄된 휴지기간을 결정할 수 있도록 그 방전 전류치를 상기 시간 결정 모듈로 보낸다.
상기 제1의 전류 비교기 모듈과 상기 제2의 전류 비교기 모듈간 실행 순서는 판단 결과에 영향을 주지 않고 전환될 수 있다는 것은 당업자라면 알 수 있을 것이다. 예컨대, 현재의 방전 전류치가 이전의 방전 전류치와 다른지의 여부가 먼저 판단될 수 있다. 만약 그 현재의 방전 전류치가 다르면, 다음에 그 현재의 전류치가 0인지의 여부가 판단된다. 만약 그 현재의 방전 전류치가 0이면, 연료 및 가스 공급이 중지될 수 있고, 그렇지 않으면 그 현재의 방전 전류치는 시간 결정 모듈로 보내진다. 만약 현재의 방전 전류치가 이전의 방전 전류치와 동일하면, 이전의 스케줄된 작동기간 및 휴지기간이 유지된다. 또, 현재의 방전 전류치가 0인지의 여부가 먼저 판단될 수 있다. 만약 그 현재의 방전 전류치가 0이면, 다음에 그 현재의 전류치가 이전의 방전 전류치와 다른지의 여부가 판단된다. 만약 그 현재의 방전 전류치가 다르면, 현재의 방전 전류치가 시간 결정 모듈로 보내질 수 있고, 그렇지 않으면 앞서 결정된 스케줄 작동기간 및 휴지기간이 유지될 수 있다.
제1의 전류 비교기 모듈 및 제2의 전류 비교기 모듈이 신호 수신기 모듈에 통합될 수 있다는 것은 당업자라면 확실히 이해할 수 있을 것이다.
상기 타이밍 모듈은 각각의 연료 공급유닛(6)의 작동기간 및 휴지기간 뿐만 아니라 가스 공급유닛(7)의 작동기간 및 휴지기간에 대한 타이밍을 수행하도록 미리 설정된 시간을 갖는 다수의 타이머로 이루어질 수 있다. 상기 시간 결정 모듈은, 타이머에 의해 카운트된 시간이 미리 설정된 시간을 초과할 때마다 타이머가 스케줄된 작동기간/스케줄된 휴지기간이 종료되었다는 것을 나타내는 신호를 보내고, 상기 신호가 보내질 때마다 타이머가 0으로 리셋되도록, 타이머에 미리 설정된 시간에 따라 결정된 스케줄된 작동기간 및 휴지기간을 이용한다.
상기 연료 공급 제어 모듈 및 가스 공급 제어 모듈은 각각 상술한 바와 같이 개시/정지를 제어할 수 있는데, 상기 연료 펌프(10) 및 가스 펌프(11)가 개시하면 연료/가스가 능동적으로 공급되고, 상기 연료 펌프(10) 및 가스 펌프(11)가 정지하면 시스템은 휴지 모드로 들어가고 연료/가스가 수동적으로 공급될 수 있다. 더욱이, 상기 연료 공급유닛(6)으로부터의 연료 공급량 및 상기 가스 공급유닛(7)으로부터의 가스 공급량 또한 제어될 수 있다. 즉, 상기 연료 공급 제어 모듈 및 가스 공급 제어 모듈은 일정 비율 또는 가변 비율로 연료 및 가스를 공급하기 위해 상기 연료 펌프(10) 및 가스 펌프(11)을 제어할 수 있다. "일정 비율"은 연료/가 스의 공급 비율이 일정하다는 것을 의미하는데, 즉 전기 연료 펌프(10) 또는 가스 펌프(11)에 있어서 전력이 일정하다는 것을 의미한다. "가변 비율"은 연료/가스의 공급 비율이 방전 전류치에 따라 가변하는데, 즉 방전 전류치가 높아질 수록 공급 비율이 높아지고, 방전 전류치가 낮아질 수록 공급 비율이 낮아진다는 것을 의미하며, 전기 연료 펌프(10) 또는 가스 펌프(11)에 있어서 전력이 가변한다는 것을 의미한다.
본 발명에 제공된 연료전지 시스템의 제어방법은 연료전지 시스템의 연료전지 발전장치(5)의 방전 파라메터를 검출하는 단계, 검출된 방전 파라메터에 따라 연료 공급유닛(6)의 연료 공급 및 가스 공급유닛(7)의 가스 공급을 제어하는 단계로 이루어지며; 여기서 연료전지 발전장치(5)의 상기 검출된 방전 파라메터는 방전 전류치이다.
상기 방법에 있어서, 검출된 방전 파라메터에 따라 상기 연료 공급유닛(6)의 연료 공급 및 상기 가스 공급유닛(7)의 가스 공급을 제어하는 단계는; 상기 연료전지 발전장치(5)로부터의 상기 검출된 방전 전류치를 수신하여 상기 방전 전류치를 결정하기 위한 신호 수신단계, 상기 방전 전류치에 따라 스케줄된 작동기간 및 스케줄된 휴지기간을 결정하기 위한 시간 결정단계, 상기 연료 공급유닛(6)/가스 공급유닛(7)의 작동기간 및 휴지기간에 대해 타이밍하고, 상기 연료 공급유닛(6)/가스 공급유닛(7)의 작동기간 또는 휴지기간이 스케줄된 작동기간 또는 스케줄된 휴지기간을 초과하면, 그 스케줄된 작동기간 또는 휴지기간이 종료되었다는 것을 상기 연료 공급 제어 모듈/가스 공급 제어 모듈에 통지하기 위한 타이밍 단계, 스케 줄된 작동기간 또는 스케줄된 휴지기간이 종료되었다는 것을 나타내는 신호에 따라 각각 상기 연료 공급유닛(6)의 연료 공급 및 상기 가스 공급유닛(7)의 가스 공급을 제어하고, 특히 상기 연료 펌프(10) 및 가스 펌프(11)의 개시/정지를 제어하기 위한 연료 공급 제어 단계 및 가스 공급 제어단계를 포함한다.
상기 제1의 전류 비교기 모듈을 포함하는 연료전지 시스템의 제어유닛(9)의 경우에, 상기 방법의 검출된 방전 파라메터에 따라 상기 연료 공급유닛(6)의 연료 공급 및 상기 가스 공급유닛(7)의 가스 공급을 제어하는 단계는; 신호 수신단계에서 결정된 현재의 방전 전류치가 이전의 방전 전류치와 동일한지의 여부를 판단하고, 만약 그 현재의 방전 전류치가 이전의 방전 전류치와 다르면, 시간 결정단계의 현재의 방전 전류치에 따라 스케줄된 작동기간 및 스케줄된 휴지기간을 결정하고, 만약 그 현재의 방전 전류치가 이전의 방전 전류치와 동일하면, 시간 결정단계에서 결정된 스케줄된 작동기간 및 스케줄된 휴지기간을 유지하기 위한 제1의 전류 비교단계를 더 포함한다.
상기 제2의 전류 비교기 모듈을 포함하는 연료전지 시스템의 제어유닛(9)의 경우에, 상기 방법의 검출된 방전 파라메터에 따라 상기 연료 공급유닛(6)의 연료 공급 및 상기 가스 공급유닛(7)의 가스 공급을 제어하는 상기 단계는; 신호 수신단계에서 결정된 방전 전류치가 0인지의 여부를 판단하고, 만약 그 방전 전류치가 0이면, 상기 연료 공급유닛(6)의 연료 공급 및 상기 가스 공급유닛(7)의 가스 공급을 정지시키도록 상기 연료 공급 제어 모듈 및 가스 공급 제어 모듈에 통지하고, 만약 그 방전 전류치가 0이 아니면, 시간 결정단계의 방전 전류치에 따라 스케줄된 작동기간 및 스케줄된 휴지기간을 결정하기 위한 제2의 전류 비교단계를 더 포함한다.
마찬가지로, 상기 제1의 전류 비교단계 및 상기 제2의 전류 비교단계간 실행 순서는 정상동작에 영향을 주지 않고 전환될 수 있다.
상기 연료 공급 제어단계 및 가스 공급 제어단계에서는, 연료 펌프(10) 및 가스 펌프(11)의 개시/정지가 제어될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 연료 공급유닛(6)으로부터의 연료 공급량 및 상기 가스 공급유닛(7)으로부터의 가스 공급량이 조절될 수 있다. 즉, 연료 펌프(10) 및 가스 펌프(11)는 일정 비율 또는 가변 비율로 연료 및 가스를 공급하도록 제어된다.
이하, 본 발명에 제공된 연료전지 시스템의 동작 및 제어방법의 처리 흐름이 첨부하는 도 6을 참조하여 기술한다. 처리 흐름은 실시예일 뿐이며, 몇몇 바람직한 단계들이 필요에 따라 대체될 수 있고, 예컨대 제1의 비교단계와 제2의 비교단계의 실행 시간이 교환될 수 있다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 우선 검출유닛(8)은 방전 전류치를 결정하기 위해 연료전지 발전장치(5)로부터 방전 전류치를 검출하여, 그 검출된 신호를 제어유닛(9)의 신호 수신기 모듈로 보낸다. 다음에, 도 6에 나타낸 바와 같이, 제2의 비교단계에서, 방전 전류치가 0인지의 여부를 판단한다. 연료전지가 완전히 방전되기 전에, 즉 방전 전류가 0이 아닐 때, 제어유닛(9)의 시간 결정 모듈은 상기 방전 전류치에 따라 스케줄된 작동기간 및 스케줄된 휴지기간을 결정한다. 예컨대, 그 기간은 도 5에 나타낸 곡선으로, 또는 다른 방식으로 결정될 수 있다. 연료전 지가 완전히 방전되면, 방전 전류치는 0이 될 것이고, 연료 공급 및 가스 공급이 정지될 것이다. 제어유닛(9)의 연료 공급 제어 모듈 및 가스 공급 제어 모듈은 연료전지 발전장치(5)에 능동적으로 연료 및 산화제 가스를 공급하도록 연료 펌프(10) 및 가스 펌프(11)를 개시시키고, 동시에 타이밍 모듈은 0으로 리셋되고 작동기간에 대한 타이밍을 시작한다. 스케줄된 작동기간의 종료시에, 연료 공급 제어 모듈 및 가스 공급 제어 모듈은 연료 펌프(10) 및 가스 펌프(11)를 정지시키고, 동시에 타이밍 모듈은 0으로 리셋되고 휴지기간에 대한 타이밍을 시작한다. 일단 스케줄된 휴지기간이 경과하면, 작동 사이클이 종료되고, 방전 전류가 검출되며, 방전 전류치가 다시 결정된다. 이제, 제1의 비교단계가 현재의 방전 전류치가 이전의 방전 전류치와 동일한지의 여부를 판단하기 위해 실행될 수 있다. 만약 현재의 방전 전류치가 이전의 방전 전류치와 동일하면, 연료전지 시스템은 이전의 결정된 스케줄된 작동기간 및 스케줄된 휴지기간에 의해 동작될 것이다. 즉, 연료 공급 제어 모듈 및 가스 공급 제어 모듈은 스케줄된 휴지기간이 종료되었다는 것을 나타내는 신호에 따라 연료 펌프(10) 및 가스 펌프(11)를 개시시킬 것이다. 만약 현재의 방전 전류치가 이전의 방전 전류치와 다르면, 스케줄된 작동기간 및 스케줄된 휴지기간이 현재의 방전 전류치에 따라 시간 결정 모듈에서 재결정될 것이고, 상기 단계는 연료전지가 완전히 방전, 즉 방전 전류가 0이 될 때까지 반복된다.
따라서, 본 발명에 제공된 연료전지 시스템은 방전 전류치에 따라 간헐적으로 작동하기 위해 연료 공급유닛(6)/가스 공급유닛(7)을 제어하도록 상기 제어방법을 이용하는 것을 알 수 있다. 연료전지 발전장치(5)로부터 출력된 방전 전류가 높아질 수록 연료 펌프(10) 및 가스 펌프(11)의 작동기간이 길어지고, 휴지기간이 짧아짐으로써, 연료 및 산화제 가스가 더 많이 전달될 것이다. 반대로, 연료전지 발전장치(5)로부터 출력된 방전 전류가 낮아질 수록 작동기간이 짧아지고, 휴지기간이 길어짐으로써, 상기 방법은 연료 펌프(10) 및 가스 펌프(11)의 불필요한 전력 소비를 피할 수 있고 작동 효율을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 예에 대해 좀더 상세히 설명한다.
비교예1
본 예는 기존의 연료전지 시스템을 기술하기 위해 사용된다.
연료전지 시스템 A는 중국특허출원 CN1567630A에 개시된 연료전지 시스템을 참조하여 구성된다.
여기서, 연료전지 발전장치는 각각 5W 및 125mA와 같은 비율의 출력 전력 및 전류를 갖는 10개의 스택된 개별의 연료전지층으로 이루어진 연료전지 스택이다. 각각의 개별 연료전지는 10cm2의 효율적인 액티브 영역을 갖는 도 1에 나타낸 구조로 구성된다. 시장에서 이용가능한 브러쉬리스 마이크로 펌프(brush-less micro pump)는 3V의 작동 전압 및 0.1A의 작동 전류를 갖는 연료 펌프로서 이용된다. 0.051/min 유동비율의 2mol/1 메탄올이 연료로 이용된다. 시장에서 이용가능한 마이크로 공기 압축기는 3V의 작동 전압 및 0.1A의 작동 전류를 갖는 가스 펌프로서 이용된다. 0.1 표준 대기압 및 0.51/min 유동비율의 공기가 산화제 가스로 이 용된다. 상기 연료 펌프 및 공기 압축기는 일정한 유동 모드에서 작동한다.
예1
본 예는 본 발명에 제공된 연료전지 시스템을 기술하기 위해 사용된다.
상기 장치는 비교예1에 나타낸 바와 같이 구성된다. 그러나, 차이점은 연료전지 시스템 B는 도 4에 나타낸 바와 같이 구성된다는 것이다. 여기서, 연료전지 발전장치로부터의 방전 전류는 125mA/cm2으로 일정하다. 작동 사이클은 30분으로 설정된다. 도 5에 곡선으로 나타낸 바와 같이, 스케줄된 작동기간은 60초이고 스케줄된 휴지시간은 전류치 125mA/cm2에 대응하는 29분이다.
예2
본 예는 본 발명에 제공된 연료전지 시스템을 기술하기 위해 사용된다.
연료전지 시스템 C는 실시예1에 기술한 바와 같이 구성된다. 그러나, 차이점은 연료전지 발전장치로부터의 방전 전류가 60mA/cm2으로 일정하다는 것이다. 작동 사이클은 30분으로 설정된다. 도 5의 곡선으로 나타낸 바와 같이, 스케줄된 작동기간은 30초이고 스케줄된 휴지시간은 전류 60mA/cm2에 대응하는 29분 30초이다.
이하, 본 발명에 제공된 연료전지 시스템의 특성을 다음의 예로 기술한다.
연료전지 시스템 A, B, 및 C의 출력 전력은 각각 전자 부하 장치로 측정된다. 출력 전력 대 시간의 곡선이 도 7, 8, 및 9에 각각 나타나 있다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 연료전지 시스템의 출력 전력은 약 4.4W이고, 이는 연료전지 발전장치의 출력 전력으로부터 연료 펌프 및 공기 압축기에 의해 소비된 전력을 감함으로써 얻어진 순수 출력 전력이다. 그와 같은 액티브 연료/가스 공급 접근방식을 통해 장시간 안정된 출력을 유지할 수 있고, 그 출력 전력은 시스템 자체의 소비로 인해 높지 않다는 것을 알 수 있다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 연료전지 시스템 B의 출력 전력은 30분 사이클마다 변하고, 그 출력 전력은 대부분의 시간(약 28분)에서 4.9W-5W 내로 안정하다.
마찬가지로, 도 9에 나타낸 바와 같이, 연료전지 시스템 C의 출력 전력은 30분 사이클마다 변하고, 그 출력 전력은 대부분의 시간(약 28분)에서 2.7W-2.8W 내로 안정하다.
따라서, 도 7-9에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 제공된 연료전지 시스템은 장시간 동안 좀더 높은 출력 전력을 보장할 수 있고, 또한 연료 공급유닛 및 가스 공급유닛이 간헐적으로 작동하기 때문에 에너지 소비가 감소한다.

Claims (14)

  1. 연료전지 발전장치(5), 연료 공급유닛(6), 가스 공급유닛(7), 검출유닛(8) 및 제어유닛(9)으로 구성되며; 상기 연료 공급유닛(6) 및 가스 공급유닛(7)은 상기 연료전지 발전장치(5)의 애노드 입구 및 캐소드 입구에 각각 연결되고; 상기 검출유닛(8)은 상기 연료전지 발전장치(5)의 2개의 전극에 연결되어 상기 연료전지 발전장치(5)의 방전 파라메터를 검출하고; 상기 제어유닛(9)은 상기 연료 공급유닛(6), 가스 공급유닛(7), 및 검출유닛(8) 각각에 연결되어 상기 검출유닛(8)에 의해 검출된 방전 파라메터에 따라 상기 연료 공급유닛(6)의 연료 공급 및 가스 공급 유닛(7)의 가스 공급을 제어하며,
    상기 검출유닛(8)은 전류 검출장치이고, 상기 검출유닛(8)에 의해 검출된 상기 연료전지 발전장치(5)의 방전 파라메터는 방전 전류치이며; 상기 제어유닛(9)은 검출된 방전 전류치에 따라 간헐적으로 동작하도록 상기 연료 공급유닛(6) 및 가스 공급유닛(7)을 제어하도록 더 구성된 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연료전지 발전장치(5)는 개별적인 연료전지 또는 연료전지 스택인 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연료 공급유닛(6)은 연료 펌프(10), 연료 공급 튜브 및 연료 리턴 튜브를 포함하고, 상기 연료 공급 튜브 및 연료 리턴 튜브는 상기 연료전지 발전장치(5)의 애노드 입구에 연결되며, 상기 연료 펌프(10)는 상기 연료 공급 튜브 상에 장착되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가스 공급유닛(7)은 가스 펌프(11), 가스 공급 튜브 및 가스 배출 튜브를 포함하고, 상기 가스 공급 튜브 및 가스 배출 튜브는 상기 연료전지 발전장치(5)의 캐소드 입구에 연결되며, 상기 가스 펌프(11)는 상기 가스 공급 튜브 상에 장착되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  5. 제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어유닛(9)은 신호 수신기 모듈, 시간 결정 모듈, 타이밍 모듈, 연료 공급 제어 모듈 및 가스 공급 제어 모듈을 포함하고,
    상기 신호 수신기 모듈은 상기 검출유닛(8)으로부터 신호를 수신하고, 상기 신호에 따라 방전 전류치를 결정하여, 상기 방전 전류치를 상기 시간 결정 모듈로 보내도록 구성되고,
    상기 시간 결정 모듈은 수신된 방전 전류치에 따라 스케줄된 작동기간 및 스케줄된 휴지기간을 결정하여 그 기간들을 상기 타이밍 모듈로 보내도록 구성되고,
    상기 타이밍 모듈은 연료 공급유닛(6)/가스 공급유닛(7)의 작동기간 및 휴지기간에 대한 타이밍을 수행하고, 만약 상기 연료 공급유닛(6)/가스 공급유닛(7)의 작동기간 또는 휴지기간이 스케줄된 작동기간 또는 스케줄된 휴지기간을 초과하면, 스케줄된 작동기간 또는 스케줄된 휴지기간이 종료되었다는 것을 나타내는 신호를 연료 공급 제어 모듈/가스 공급 제어 모듈로 보내도록 구성되며,
    상기 연료 공급 제어 모듈 및 가스 공급 제어 모듈은 상기 타이밍 모듈로부터 수신된 신호에 따라 상기 연료 공급유닛(6)의 연료 공급 및 상기 가스 공급유닛(7)의 가스 공급을 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 타이밍 모듈은 상기 연료 펌프(10)의 작동기간 및 휴지기간에 대한 타이밍을 수행하도록 구성되고; 상기 연료 공급 제어 모듈은 상기 연료 펌프(10)의 작동상태를 제어하도록 구성되고; 만약 상기 연료 공급 제어 모듈이 스케줄된 작동기간이 종료되었다는 것을 나타내는 신호를 수신하면, 상기 연료 공급 제어 모듈은 상기 연료 펌프(10)를 중지시키고, 만약 상기 연료 공급 제어 모듈이 스케줄된 휴지기간이 종료되었다는 것을 나타내는 신호를 수신하면, 상기 연료 공급 제어 모듈은 상기 연료 펌프(10)를 개시시키는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 타이밍 모듈은 상기 가스 펌프(11)의 작동기간 및 휴지기간에 대한 타이밍을 수행하도록 구성되고; 상기 가스 공급 제어 모듈은 상기 연료 펌프(11)의 작동상태를 제어하도록 구성되고; 만약 상기 가스 공급 제어 모듈이 스케줄된 작동 기간이 종료되었다는 것을 나타내는 신호를 수신하면, 상기 가스 공급 제어 모듈은 상기 가스 펌프(11)를 중지시키고, 만약 상기 가스 공급 제어 모듈이 스케줄된 휴지기간이 종료되었다는 것을 나타내는 신호를 수신하면, 상기 가스 공급 제어 모듈은 상기 가스 펌프(11)를 개시시키는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 타이밍 모듈은 상기 연료 공급유닛(6)의 작동기간 및 휴지기간 뿐만 아니라 상기 가스 공급유닛(7)의 작동기간 및 휴지기간에 대한 타이밍을 수행하도록 디자인되고; 상기 시간 결정 모듈에 의해 결정된 스케줄된 작동기간 및 스케줄된 휴지기간이 타이머에 대해 미리 설정된 시간으로서 사용됨으로써, 타이머에 의해 카운트된 시간이 스케줄된 기간을 초과할 때마다 스케줄된 작동기간/스케줄된 휴지기간이 종료되었다는 것을 나타내는 대응하는 신호가 보내지며; 상기 신호가 보내질 때마다 타이머가 0으로 리셋되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 제어유닛(9)은 상기 신호 수신기 모듈에 의해 결정되어 보내진 현재의 방전 전류치가 이전의 방전 전류치와 동일한지의 여부를 판단하도록 구성된 제1의 전류 비교기 모듈을 더 포함하고,
    만약 현재의 방전 전류치가 이전의 방전 전류치와 다른 것으로 판단되면, 현재의 방전 전류치를 상기 시간 결정 모듈로 보내고,
    만약 현재의 방전 전류치가 이전의 방전 전류치와 동일한 것으로 판단되면, 앞서 상기 시간 결정 모듈에 의해 결정된 스케줄된 작동기간 및 스케줄된 휴지기간을 유지하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 제어유닛(9)은 상기 신호 수신기 모듈에 의해 결정되어 보내진 현재의 방전 전류치가 0인지의 여부를 판단하도록 구성된 제2의 전류 비교기 모듈을 더 포함하고,
    만약 현재의 방전 전류치가 0인 것으로 판단되면, 상기 연료 공급유닛(6)의 연료 공급 및 상기 가스 공급유닛(7)의 가스 공급을 중지시키도록 상기 연료 공급 제어 모듈 및 가스 공급 제어 모듈에 통지하고,
    만약 현재의 방전 전류치가 0이 아닌 것으로 판단되면, 현재의 방전 전류치를 상기 시간 결정 모듈로 보내는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  11. 연료전지 시스템의 연료전지 발전장치(5)의 방전 파라메터를 검출하는 단계;
    상기 검출된 방전 파라메터에 따라 연료 공급유닛(6)의 연료 공급 및 가스 공급유닛(7)의 가스 공급을 제어하는 단계로 이루어지며;
    상기 연료전지 발전장치(5)의 상기 검출된 방전 파라메터는 방전 전류치이며; 상기 연료 공급유닛(6) 및 가스 공급유닛(7)은 검출된 방전 전류치에 따라 간헐적으로 동작하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 제어방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 방법의 검출된 방전 파라메터에 따라 상기 연료 공급유닛(6)의 연료 공급 및 상기 가스 공급유닛(7)의 가스 공급을 제어하는 단계는:
    상기 연료전지 발전장치(5)의 상기 검출된 방전 전류치를 수신하여 상기 방전 전류치를 결정하기 위한 신호 수신단계;
    상기 방전 전류치에 따라 스케줄된 작동기간 및 스케줄된 휴지기간을 결정하기 위한 시간 결정단계;
    상기 연료 공급유닛(6)/가스 공급유닛(7)의 작동기간 및 휴지기간에 대해 타이밍하고, 상기 연료 공급유닛(6)/가스 공급유닛(7)의 작동기간 또는 휴지기간이 스케줄된 작동기간 또는 스케줄된 휴지기간을 초과하면, 그 스케줄된 작동기간 또는 휴지기간이 종료되었다는 것을 상기 연료 공급 제어 모듈/가스 공급 제어 모듈에 통지하기 위한 타이밍 단계;
    그 스케줄된 작동기간 또는 스케줄된 휴지기간이 종료되었다는 것을 나타내는 신호에 따라 각각 상기 연료 공급유닛(6)으로부터의 연료 공급 및 상기 가스 공급유닛(7)으로부터의 가스 공급을 제어하기 위한 연료 공급 제어 단계 및 가스 공급 제어단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 제어방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 방법의 검출된 방전 파라메터에 따라 상기 연료 공급유닛(6)의 연료 공급 및 상기 가스 공급유닛(7)의 가스 공급을 제어하는 단계는:
    신호 수신단계에서 결정된 현재의 방전 전류치가 이전의 방전 전류치와 동일한지의 여부를 판단하고, 만약 그 현재의 방전 전류치가 이전의 방전 전류치와 다르면, 시간 결정단계의 현재의 방전 전류치에 따라 스케줄된 작동기간 및 스케줄된 휴지기간을 결정하고; 만약 그 현재의 방전 전류치가 이전의 방전 전류치와 동일하면, 앞서 시간 결정단계에서 결정된 스케줄된 작동기간 및 스케줄된 휴지기간을 유지하기 위한 제1의 전류 비교단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 제어방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 방법의 검출된 방전 파라메터에 따라 상기 연료 공급유닛(6)의 연료 공급 및 상기 가스 공급유닛(7)의 가스 공급을 제어하는 단계는:
    신호 수신단계에서 결정된 방전 전류치가 0인지의 여부를 판단하고, 만약 그 방전 전류치가 0이면, 상기 연료 공급유닛(6)의 연료 공급 및 상기 가스 공급유닛(7)의 가스 공급을 정지시키도록 상기 연료 공급 제어 모듈 및 가스 공급 제어 모듈에 통지하고; 만약 그 방전 전류치가 0이 아니면, 시간 결정단계의 방전 전류치에 따라 스케줄된 작동기간 및 스케줄된 휴지기간을 결정하기 위한 제2의 전류 비교단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 제어방법.
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