KR101161111B1

KR101161111B1 - 연료 전지 시스템 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101161111B1
Application number: KR1020100021108A
Authority: KR
Inventors: 이상현; 최청훈; 전희권
Original assignee: 지에스칼텍스 주식회사
Priority date: 2010-03-10
Filing date: 2010-03-10
Publication date: 2012-07-02
Also published as: KR20110101823A

Abstract

본 발명은 연료 전지 시스템의 운전 중에 계통에 일시적인 장애가 발생한 경우, 연료 전지 시스템을 정지하였다가 기동함에 따른 에너지의 손실, 기동률 저하 및 운전 효율 등을 최소화할 수 있도록 하는 연료 전지 시스템 보호 장치 및 보호방법을 제공하고자 하는 것으로, 연료 전지 시스템 보호, 기동 장치 운전 방법에 있어서, 연료 전지 발전부를 기동하는 단계, 2차 전지 또는 배터리의 충전 전압을 확인하는 단계, 상기 확인 결과 소정 값 이상인 경우, 상기 2차 전지 또는 배터리의 충전된 직류 전력을 직류-직류 변환기를 통해 소정 레벨의 직류 전원으로 변환하는 단계 및 상기 변환된 직류 전원을 연료 전지 발전부의 기동 전원으로 공급하여 연료 전지 시스템을 운전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

연료 전지 시스템 제어 장치 및 방법{Apparatus and method for controlling fuel cell system}

본 발명은 연료 전지 시스템에 관한 것으로, 구체적으로 계통의 상태와 연계하여 동작하는 연료 전지 시스템 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 연료전지는 기존의 발전방식과 비교할 때 발전 효율이 높을 뿐만 아니라 발전에 따른 공해 물질의 배출이 전혀 없어서 미래의 발전 기술로 평가 받고 있으며 다양한 연료를 사용할 수 있어 미래의 전지로 각광받고 있다.

이와 같은 연료전지는 수소 등의 활성을 갖는 물질, 예를 들어 LNG, LPG, 메탄올 등을 전기화학 반응을 통해 산화시켜 그 과정에서 방출되는 화학에너지를 전기로 변환시키는 것으로, 주로 천연가스에 쉽게 생산해 낼 수 있는 수소와 공기중의 산소가 사용된다.

이에 대한 각각의 양극과 음극에서의 화학반응은 다음과 같다.

양극반응:

음극반응:

총반응식:

이러한 연료전지의 개발에 따라 에너지 절약과 환경 공해 문제 그리고 최근에 부각되고 있는 지구 온난화 문제 등을 해결하기 위하여 내연기관을 대체하기 위한 동력 시스템이 개발되고 있다.

이와 같이 연료전지를 동력원으로 사용하는 동력 시스템은 첨부된 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 수소 등의 활성을 갖는 물질, 예를 들어 LNG, LPG, 메탄올 등의 연료를 공급하는 연료 공급원(10a)과 공급되는 연료를 화학 반응시켜 수소(H2)를 발생시키는 리포머(10b) 및 리포머(10b)에서 발생되는 수소(H2)를 공급받아 전기 에너지를 생성시켜 축적하는 스택(10c)를 포함하여 구성되는 연료전지(10)와, 상기 연료전지(10)의 출력단에 연결되어 부하측으로 공급되는 전기적 에너지를 일정 전압으로 안정되게 출력되도록 조절하는 단방향 DC/DC 컨버터(20)와, 상기 단방향 DC/DC 컨버터(20)의 출력단에 연결되어 모터(50) 거동에 필요한 동력을 보조하고, 모터(50)의 제동 시 회생 에너지를 회수하여 충전하는 배터리(30)와, 상기 DC/DC 컨버터(20)로부터 공급되는 전압을 삼상으로 처리한 다음 도시되지 않은 상위 프로세서에서 공급되는 제어신호에 따라 모터(50)의 거동을 제어하는 인버터(40)로 구성된다.

상기한 바와 같은 구성에서 부하인 모터(50)는 DC/DC 컨버터(20)를 통해 전압 조절되어 공급되는 연료전지(10)의 전원을 주 동력원으로 공급받아 거동되고, 배터리(30)의 전원은 보조 동력원으로서 주 동력원인 연료전지(10)를 보조하는 기능을 담당하며, 제동 시 모터(50)의 제동 회생 에너지를 회수하여 충전한다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 연료전지 시스템은 전체적인 시스템 보호가 이루어져야 하지만 무엇보다도 연료전지의 스택 보호는 필수적이다.

특히, DC/DC 컨버터는 캐패시터로 이루어지므로, 전원과 직접 연결하여 사용하는 경우 캐패시터에 치명적인 영향을 초래하게 되며, 갑작스런 부하 변동이 발생하는 경우 충전전류를 제한할 필요가 있다.

도2는 보호장치가 장착된 연료전지 시스템이 제공되고 있는데, 수소 등의 활성을 갖는 물질 예를 들어 LNG, LPG, 메탄올 등의 연료를 공급하는 연료 공급원(10a)과 공급되는 연료를 화학 반응시켜 수소(H2)를 발생시키는 리포머(10b) 및 리포머(10b)에서 발생되는 수소(H2)를 공급받아 전기 에너지를 축적하는 스택(10c)를 포함하여 구성되는 연료전지(10)와, 상기 연료전지(10)의 출력단에 연결되어 부하측으로 공급되는 전기적 에너지를 일정 전압으로 안정되게 출력되도록 조절하는 단방향 DC/DC 컨버터(20)와, 상기 단방향 DC/DC 컨버터(20)의 출력단에 연결되어 모터(50) 거동에 필요한 동력을 보조하고, 모터(50)의 제동 시 회생 에너지를 회수하여 충전하는 배터리(30)와, 상기 DC/DC 컨버터(20)로부터 공급되는 전압을 삼상으로 처리한 다음 도시되지 않은 상위 프로세서에서 인가되는 제어신호에 따라 모터(50)의 거동을 제어하는 인버터(40)와, 상기 연료전지(10)와 DC/DC 컨버터(20)의 사이에 연결되며, 갑작스런 시스템 부하의 급상승이나 시스템 일부 부품의 고장으로 인한 시스템 오프 시 도시되지 않은 상위 프로세서에서 인가되는 제어신호에 따라 내부의 릴레이(SW1)(SW2)접점을 오프시켜 연료전지(10)의 전압, 전류가 부하측으로 공급되는 것을 차단시키는 제1SDU (Safety Disconnect Unit: 60a)와, 상기 DC/DC 컨버터(20)와 보조 동력원인 배터리(30)의 사이에 연결되어, 갑작스런 시스템 부하의 급상승이나 시스템 일부 부품의 고장으로 인한 시스템 오프 시 도시되지 않은 상위 프로세서에서 인가되는 제어신호에 따라 내부의 릴레이(SW3)(SW4)접점을 오프시켜 배터리(10)의 전압, 전류가 부하측으로 공급되는 것을 차단시키는 제2SDU(60b)를 포함하여 구성된다.

상기의 보호장치가 장착된 연료전지 시스템의 동작은 다음과 같다.

시스템이 구동되면 제1SDU(60a) 및 제2SDU(60b)의 내부 릴레이(SW1-SW4) 접점이 상위 프로세서에서 인가되는 제어신호에 의해 온 상태를 유지하게 되므로, 연료전지(10)에서 출력되는 소정의 전압, 전류는 제1SDU(60a)를 통해 DC/DC 컨버터(20)에 공급되므로 DC/DC 컨버터(20)는 공급되는 전기적 에너지를 일정 전압으로 안정되게 출력되도록 조절한 다음 인버터(40)에 공급한다.

인버터(40)는 상기 DC/DC 컨버터(20)로부터 공급되는 전압을 삼상으로 처리한 다음 도시되지 않은 상위 프로세서에서 인가되는 제어신호에 따라 모터(50)의 거동을 제어하여 필요로 하는 동력이 발생되도록 한다.

상기와 같이 연료전지(10)에서 공급되는 전류, 전압에 의해 모터(50)의 거동이 수행되는 상태에서 배터리(30)는 연료전지(10)에서 출력되는 전류, 전압이 불안정한 경우 보조 동력을 공급하여 모터(50)의 거동이 안정되게 유지하여 준다.

상기와 같이 모터(50)가 거동되는 상태에서 갑작스런 시스템 부하의 급상승이나 시스템 일부 부품의 고장으로 인한 시스템 오프가 발생하여 도시되지 않는 상위 프로세서에 검출되는 경우 상위 프로세서는 제1SDU(60a) 및 제2SDU(60b)측에 제어신호를 출력하여 내부 릴레이(SW1-SW4)의 접점을 오프시켜 연료전지(10) 및 배터리(30)의 전압, 전류가 부하측으로 공급되는 것을 차단시켜 시스템을 보호하여 준다.

그런데 상기와 같은 연료 전지 시스템의 경우, 연료 전지에서 출력되는 전류, 전압이 불안정한 경우 배터리에서 보조 동력을 부하에 공급하는 것과 시스템이 불안정한 경우, 연료전지 및 배터리의 전압, 전류가 부하측으로 공급되는 것을 차단하는 것에 중점을 두는 것으로 이를 정리하면 시스템의 이상 시 시스템의 운전을 정지하는 것에 중점을 두고 있다.

그러나 부하측에 일시적인 장애가 발생한 경우, 전체 시스템을 정지하거나 부하에 공급되는 스택의 직류 전력을 차단하는 것은 비효율적일 뿐만 아니라 스택에 잔류된 전력에 의해 스택에 악영향을 미친다.

이를 구체적으로 살펴보면,

도3은 종래기술에 따른 연료전지 시스템의 운전 방법에 관한 것으로 수소가 아닌 연료를 공급받아 개질해서 수소를 생성하는 방식을 적용한 연료전지는 수소가 나오기 까지는 일정한 시간 이상의 반응 시간이 필요하다.

연료전지 시스템의 운전 단계는 일반적으로 다음과 같은 단계로 운전 된다. 연료전지 시스템 기동하는 단계(310) ( 연료처리부 반응을 위한 조건 형성하는 단계 ( 연료처리부 수소 생성 단계 ( 스택부 직류 전력 출력 단계 ( 인버터 교류 전력 출력 단계로 운전 된다.

통상적으로 연료전지 시스템을 기동하거나 및 정지 시에는 외부 계통전력을 활용하게 된다.

상기와 같은 정상상태 운전 중(320), 계통 예를 들어 부하에 오류가 있을 경우(330) 인버터가 이를 감지하여 시스템 예를 들어 제어부에 오류를 알리게 되고, 이 신호를 받아 제어부가 시스템을 정지 시킨다.

상기 시스템을 정지하는 과정은 먼저 인버터를 정지하고(340), 제어부의 제어신호에 따라 인버터 차단기를 개방하여 인버터에 입력되는 전력을 차단하고(350), 시스템 각 부분의 구동을 중지하는 과정으로 이루어진다(360).

계통오류 중에는 일시적인 오류가 있는데 이러한 경우에도 시스템을 정지 후 기동하게 되면 기동 및 정지 시에 외부 전력을 소모하게 되어 손실 및 기동률이 저하된다.

또한 시스템이 정지되는 경우에 스택에 저장되어 있는 전력은 스택에 잔류하게 되는데 이러한 경우 잔류 전력은 스택의 온도를 상승시켜 스택에 악영향을 미치게 되므로 이를 더미 저항을 통해 소진시키는 방법을 이용하고 있으나 이는 시스템의 전체 효율을 저하시킨다.

한편 연료전지 시스템이 대기 상태에서 운전 상태로 전환될 때 계통으로부터 전력을 공급받아 연료전지 시스템을 기동하는데, 통상적으로 상용전원으로부터 전력을 공급받아 연료전지 시스템을 기동하게 되는 데, 될 경우 기존의 화력발전으로 발전된 전력을 사용하게 됨으로 인해 에너지 효율상 용이하지 못한 점이 있다.

연료전지 시스템이 정상적인 운전 중 계통의 정전 (순시, 장기)이 발생 시 시스템을 정지 또는 대기 시켜야 한다. 또한 누전, 과전류, 기타사고로 인해 계통연결측 차단기가 트립된다면 계통정전과 똑같은 상황이 발생하게 되며 연료전지 시스템을 정지 시켜야 하나 연료전지 시스템의 특성상 연료처리부 및 스택은 급격한 정지 및 비정상적인 정지로 인해 충격을 받아 그 수명이 급격히 감소하게 된다.

이러한 이유로 연료 전지 시스템을 기동하거나 정지시에는 외부 상용전원이나 비상발전 시스템에서 생성된 전원을 활용하여 하나, 계통 정전 및 사고가 발생하는 경우에 외부 전원을 사용할 수 없으며 연료 전지 시스템을 안정적으로 정지할 수 없게 되어 연료 전지 시스템의 내구성이 현저히 떨어지게 된다.

도 4는 종래 기술에 따른 연료전지 시스템에서 비정상적으로 상황에 의해 운전이 중지되는 경우의 제어 흐름도이다.

도 4에서 보는 바와 같이 시스템의 운전 중에 계통의 오류나 차단기 트립이 발생하면 인버터가 오프되고 시스템이 정지되는 데 즉, 연료 전지를 구동하는 부분이 정지되는데 이때 연료 전지 특성 상 정지시에도 일정한 전원이 지속적으로 공급되어야 추후 기동시에 발생될 수 있는 문제점이 최소화되며 연료 전지 시스템의 수명이 줄어드는 것을 방지할 수 있다.

그런데 정전과 같은 상황이나 전원 등 계통이 비정상적으로 종료되는 경우, 연료 전지 시스템에 공급되는 공급되지 않는 경우 연료 전지 시스템은 전원이 공급되지 않음에 따라 강제로 종료된다.

이러한 경우 상기에서 설명한 바와 같이 연료 전지 시스템은 수명이 급격히 단축된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 많은 방법들이 제안되었으나, 그 주된 방법은 연료 전지에서 전력을 생산하는 부분에 집중되어 있는 것으로 가정은 전원이 공급되지 않는 것을 가정하고 이를 어떻게 해결할 것인가에 집중되어 있으며, 다음의 한국공개특허2009-43764(공개일: 2009.05.07), 한국공개특허2009-81623(공개일: 2009.07.29), 한국공개특허2008-43821(공개일: 2008.05.19), 한국등록특허10-0856016(등록일: 2008.08.27), 한국등록특허10-0513248(등록일: 2005.08.31)의 문헌들이 있다.

그러나 상기와 같은 해결 방법은 근본적인 해결방법이 될 수 없으며 최선의 방법은 비정상적으로 종료되는 경우에도 전원이 안정적으로 공급되어 연료 전지 시스템이 안정적으로 종료되도록 하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로 연료 전지 시스템의 운전 중에 계통에 일시적인 장애가 발생한 경우, 연료 전지 시스템을 정지하였다가 기동함에 따른 에너지의 손실, 기동률 저하 및 운전 효율 등을 최소화할 수 있도록 하는 연료 전지 시스템 제어 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

한편으로 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로 연료 전지 시스템의 운전 중에 계통에 장애가 발생하거나 정전 등에 의하여 전원 공급이 정상적으로 공급되지 않는 상황에서 연료 전지 시스템이 안정적으로 정지될 수 있도록 안정적인 전원을 공급할 수 있도록 하는 연료 전지 시스템 제어 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

상기와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 연료 전지 시스템 제어 장치는 외부에서 연료를 공급하는 연료 공급원, 상기 공급되는 연료로부터 화학 반응을 통해 수소를 발생시키는 연료 처리부 및 상기 연료 처리부에서 발생된 수소와 산소를 반응시켜 직류 전력을 생성하는 스택부를 포함하는 연료 전지 발전부; 상기 스택부에서 생성된 직류전력을 소정의 교류전력으로 변환하는 인버터부; 상기 인버터부의 출력 교류전력을 공급받아 소정의 레벨의 직류 전력으로 변환하는 교류-직류변환부; 상기 교류-직류변환부의 출력 직류전력으로 충전하는 2차 전지 또는 배터리부; 계통부 또는 상기 인버터부로부터 계통 이상 신호와 차단기 트립의 동작 신호를 입력받는 계통 상태 감시부와 상기 계통 상태 감시부에서 생성된 신호에 따라 상기 인버터부, 상기 연료 전지 발전부 및 상기 2차 전지 또는 배터리부의 동작을 제어하는 제어부; 상기 제어부의 제어 신호에 따라 연료 전지 발전부가 정지될 경우, 상기 2차 전지 또는 배터리부는 상기 연료 전지 발전부에 전원을 공급하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 2차 전지 또는 배터리의 출력 직류 전력을 입력받아 소정 레벨의 직류 전력으로 변환하여 상기 연료 전지 발전부가 정지될 경우 상기 연료 전지 발전부에 공급하는 직류-직류 변환부; 상기 계통부로부터 교류 전력을 공급받아 소정의 직류 전력으로 변환하는 스위칭모드파워 서플라이를 더 구비하여, 상기 스위칭모드파워 서플라이의 출력 직류 전력을 상기 직류-직류 변환부에 공급하여 소정 레벨의 직류 전력으로 변환한 후 상기 2차 전지 또는 배터리를 충전하거나 상기 연료 전지 발전부에 공급하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 연료 전지 시스템 제어 방법은 제어부에서 인버터 또는 계통부로부터 계통 오류를 입력받는 단계; 타이머가 구동되거나 또는 카운터 값을 초기화하는 단계; 상기 입력된 계통 오류가 일시 오류인지 계통 이상인지를 판별하는 단계; 상기 판별 결과 일시 오류인 경우, 인버터 차단기를 개방하여 인버터에 입력되는 직류 전력을 차단하는 단계; 상기 판별 결과 계통 이상인 경우, 상기 인버터를 정지하고, 인버터 입력 차단기를 개방하여 상기 인버터에 공급되는 전력을 차단하는 단계; 및 연료 전지 시스템의 운전을 정지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 계통 이상이라고 판별되는 경우, 2차 전지 또는 배터리의 충전 전압을 측정하는 단계; 상기 측정 결과 소정 값 이상인 경우, 상기 2차 전지 또는 배터리의 충전된 직류 전력을 직류-직류 변환기를 통해 소정 레벨의 직류 전원으로 변환하는 단계; 및 상기 변환된 직류 전원을 연료 전지 발전부의 정지 전원으로 공급하여 연료 전지 시스템을 정지하는 단계; 상기 측정 결과 소정값 미만인 경우, 외부 전원을 공급받아 소정 레벨의 직류 전원으로 변환하는 단계; 및 상기 변환된 직류 전원을 연료 전지 발전부의 기동부의 정지 전원으로 공급하여 연료 전지 시스템을 정지하는 단계와 상기 측정 결과 충전 전압이 소정 전압 미만인 경우, 상기 연료 전지 발전부에 정지 전원 공급을 중단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 연료 전지 시스템 제어 방법은 연료 전지 발전부를 기동하는 단계; 2차 전지 또는 배터리의 충전 전압을 확인하는 단계; 상기 확인 결과 소정 값 이상인 경우, 상기 2차 전지 또는 배터리의 충전된 직류 전력을 직류-직류 변환기를 통해 소정 레벨의 직류 전원으로 변환하는 단계; 상기 변환된 직류 전원을 연료 전지 발전부의 기동 전원으로 공급하여 연료 전지 시스템을 운전하는 단계와 상기 확인 결과 소정값 미만인 경우, 외부 전원을 공급받아 소정 레벨의 직류 전원으로 변환하는 단계; 및 상기 변환된 직류 전원을 연료 전지 발전부의 기동부의 기동 전원으로 공급하여 연료 전지 시스템을 운전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 연료 전지 시스템 제어 방법은 인버터의 구동을 중지하는 단계; 2차 전지 또는 배터리의 충전 전압을 측정하는 단계; 상기 측정 결과, 소정 값 이상인 경우, 상기 2차 전지 또는 배터리의 충전된 직류 전력을 직류-직류 변환기를 통해 소정 레벨의 직류 전원으로 변환하는 단계; 및 상기 변환된 직류 전원을 연료 전지 발전부의 정지 전원으로 공급하여 연료 전지 시스템을 정지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 측정 결과 소정값 미만인 경우, 외부 전원을 공급받아 소정 레벨의 직류 전원으로 변환하는 단계; 상기 변환된 직류 전원을 연료 전지 발전부의 기동부의 정지 전원으로 공급하여 연료 전지 시스템을 정지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 연료 전지 시스템 제어 장치 및 방법은 계통측의 일시적인 오류에 대해 시스템을 중지하지 않은 상태에서 일시적인 오류가 제거되는 경우 기동되도록 함으로써 시스템 운전 정지 후 기동하기 위하여 연료처리부 반응을 위한 조건을 형성하는 단계와 연료처리부에서 수소를 생성하는 과정이 생략되므로 시스템의 운전 효율 및 기동률을 높일 수 있게 된다.

또한 시스템 정지 후 기동 시에 필요한 외부 전력이 사용되지 않으므로 시스템의 전체 효율이 증가되게 된다.

한편으로 상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 연료 전지 시스템 제어 장치 및 방법은 연료 전지 시스템의 운전 중에 계통에 장애가 발생하거나 정전 등에 의하여 전원 공급이 정상적으로 공급되지 않는 상황에서 연료 전지 시스템이 안정적으로 정지될 수 있도록 안정적인 전원을 공급하여 연료 전지 시스템이 안정적인 상황에서 정상적으로 종료되도록 함으로서 연료 전지 시스템의 수명을 연장할 수 있도록 해준다.

도 1은 종래 기술에 따른 보호장치가 없는 연료 전지 시스템의 구성도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 보호장치가 구비된 연료 전지 시스템의 구성도이다.
도 3은 종래 기술에 따른 연료 전지 시스템에서 고장 발생시의 운전 흐름도이다.
도 4는 종래 기술에 따른 연료 전시 시스템에서 비정상적인 상황에서 연료 전지 시스템이 정지되는 운전 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 연료 전지 시스템 제어 장치의 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 계통의 일시적인 오류 발생 시 연료전지 시스템의 운전 흐름도이다.
도 7은 본 발명에 따른 계통의 일시적인 오류인지 계통 이상인지를 판별하기 오류 판별 흐름도이다.
도 8은 본 발명에 따른 연료 전지 시스템 제어 장치에서 연료 전지 시스템이 정지되는 경우나 또는 기동되는 경우 2차 전지 또는 배터리에 충전된 전력을 이용하여 정지 또는 기동하는 장치의 간략한 구성도이다.
도 9는 본 발명에 따른 발명의 연료 전지 시스템 제어 장치에서 연료 전지 시스템 기동 시 제어 흐름도이다.
도 10은 본 발명에 따른 발명의 연료 전지 시스템 제어 장치에서 비정상적으로 종료되는 경우 연료 전지 시스템의 제어 흐름도이다.

이하에서 본 발명에 따른 연료 전지 시스템 제어 장치에 관하여 도면을 참고하여 설명하도록 한다.

도 5는 본 발명에 따른 연료 전지 시스템 제어 장치의 구성도로서 연료 공급원(511), 리포머(512) 및 스택부(513)를 포함하여 직류 전력을 계통에 공급하는 전력 공급원(510)과 상기 전력 공급원의 직류 전력을 소정의 다른 직류 전력으로 변환하는 DC-DC컨버터(520) 및 상기 DC-DC컨버터 보호하는 컨버터 차단기(도면부호 미포함), 상기 컨버터(520)에 의해 변환된 직류 전력을 계통에 적합한 교류 전력으로 변환하는 인버터(530), 상기 인버터를 보호하기 위한 인버터 차단기 및 연료 전지 시스템을 제어하는 제어부(550), 스택부에서 생산된 또는 상기 컨버터에서 변환된 직류 전력으로 충전되는 배터리(563)나 2차 전지(561) 또는 축열하는 열저장부(562)로 구성된다.

한편 상기 제어부(550)는 인버터(530)나 계통(540)의 오류를 판별하기 위한 계통 상태 감시부(551), 오류 발생 시 일시 오류인지 계통 이상인지 판별하기 위한 타이머 또는 카운터(553) 및 각 차단기를 제어하기 위한 차단 제어기(552)를 포함하여 구성된다.

또한 상기 배터리(563), 2차 전지(561) 또는 열저장부(562)는 그 입력부에 각각 차단부(571, 572, 573)를 더 구비된다.

전력 공급원(510), 컨버터(520), 컨버터 차단기 및 인버터(530), 인버터 차단부(574)의 동작에 대해서는 상기에서 자세히 설명되었으므로 그 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

먼저 연료 전지 시스템이 구동되어 운전 중에 오류가 발생되는 경우, 이를 인버터(530) 또는 계통(540) 즉 부하측에 설치된 센서(미도시)에 의해 감지하여 이를 상기 제어부(550)의 계통 상태 감시부(551)에 제공한다. 상기 오류 여부는 인버터(530)의 출력 전압이나 주파수 등의 변동 여부를 측정하여 변동폭이 소정의 기준값을 초과하는 경우 오류가 발생된 것으로 판단한다.

계통(540)의 오류가 발생된 경우, 통상적으로 시스템을 정지하게 되나 본 발명에서는 오류의 종류를 계통의 일시적인 오류를 별도로 구분하여 일시적인 오류의 경우 시스템을 정지하지 않으면서도 이에 대하여 대응 가능하도록 하는 것이다.

이를 위해 상기 상태 감시부(551)는 오류가 검출된 경우 일시적인 오류인지 지속되는 계통 이상인지를 판별하는데, 먼저 상기 타이머(553)를 구동한다.

이 후 일정 시간이 경과된 후 오류가 다시 발생되었는지를 확인하기 위해 상기 일정 시간 후 소정의 시간 동안 오류 발생 여부를 확인하여 오류가 검출되지 않거나 소정 횟수 이하인 경우 일시적인 오류라고 판단하고 만일 소정 횟수 이상인 경우 계통 이상이라고 판단한다.

상기 판단 결과 일시 오류인 경우, 상기 계통 상태 감시부(552)는 상기 스택부(513)에서 상기 인버터(530)로 공급되는 전력을 차단하기 위하여 인버터 차단기(574)를 개방하기 위한 제어신호를 상기 인버터 차단기(574)에 출력한다.

이때 상기 스택부(513)의 잔류 전력은 상기 인버터(530)에 공급되는 전력 라인에 병렬로 구비된 배터리(563), 2차 전지(561) 또는 열저장부(562)에 출력하여 제거한다. 이를 위해 상기 차단 제어기(552)는 상기 계통 상태 감시부(551)로부터 제어 신호를 입력받아 인버터 차단기(574)를 개방하고 상기 2차 전지, 배터리 또는 열저장부 차단기(571, 572, 573)는 도통시킨다.

이후 상기 상태 감시부(551)는 다시 인버터(530) 또는 계통(540)의 센서로부터 오류 검출 신호를 입력받아 판단 결과 오류가 검출되면 계통 이상으로 판단하여 연료 전지 시스템을 정지하기 위한 제어신호를 시스템 각 부분에 출력하고 오류가 검출되지 않으면 일시 오류가 해결된 것으로 판단하여 시스템을 정상적인 운전 상태로 회복시키기 위한 제어 신호를 시스템의 각 부분에 출력한다.

상기 정상적인 운전 상태로 회복하는 것은 상기 배터리(563), 2차 전지(561) 또는 열저장부(562)에 저장되는 상기 스택부(513)의 잔류 전력을 차단하고 이를 인버터로 출력하는 것으로 이를 위해 상기 2차 전지, 배터리 또는 열저장부 차단기(571, 572, 573)를 개방하고 상기 인버터 차단기(574)는 도통되어 인버터는 정상적으로 구동되고 상기 스택부(413)로부터 직류 전력을 공급받아 변환하여 계통에 공급한다.

한편 상기의 설명에서 오류가 일시 오류인지 계통 이상인지를 판별하기 위하여 타이머를 사용하는 것에 대하여 설명하였으나 카운터를 이용할 수도 있다.

구체적으로 오류가 검출된 경우, 카운터(553)를 구동하고 카운터 값을 일정한 주기로 증가시키면서 카운터 값이 일정한 값이 된 이후 오류를 검출하여 오류가 검출되지 않았거나, 또는 상기 일정 카운터값 이후 소정의 카운터 값까지 카운터를 다시 증가시키면서 오류를 확인하여 소정 횟수 미만인 경우 일시적인 오류라고 판단하고 소정 횟수 이상인 경우 계통 이상이라고 판단한다.

상기와 같은 구성에 따라 계통에 일시적인 오류가 발생되는 계통에 공급되는 전력은 인버터(530)를 정지하여 차단하도록 하고, 스택부(513)의 잔류 전력은 병렬로 연결된 전력 저장 장치에 공급하여 일시적으로 스택부(513)를 정지하지 않게 한다. 이후 일시적인 오류가 해결되면 전력 저장 장치에 출력되는 전력은 차단하고 이를 인버터(530)를 구동하여 계통(540)에 공급하도록 함으로써 전력을 생산하는 전력 공급원을 중지하지 않고도 일시적인 오류에 대처 가능하게 한다.

도 6은 본 발명에 따른 계통의 일시적인 오류 발생 시 연료전지 시스템의 운전 흐름도로 이하에서 구체적인 동작에 대해 자세히 설명하도록 한다.

먼저 연료 전지 시스템이 기동되면(610) 전력공급원을 통해 전력을 생산하여 이를 컨버터 및 인버터를 통해 계통에 공급하는 운전 단계에 있으며(620), 계통부 및 인버터에 구비된 센서를 통해 계통에 오류가 발생되었는지를 확인한다(630).

만일 계통 오류가 발생된 경우, 상기 발생된 계통 오류가 일시적인 오류인지 지속적인 계통 이상인지 확인하여 일시적인 오류인 경우(640), 인버터의 구동을 중지하고 인버터에 공급되는 전력을 차단하기 위해 인버터 차단기를 개방한다(650).

또한 인버터가 구동 중지됨에 따라 인버터에 공급되지 않은 스택부의 잔류전력은 2차 전지, 배터리 또는 열저장부에 공급한다(660). 이를 위해 상기 2차 전지, 배터리 또는 열저장부 차단기는 도통된다(660).

이후 계통 오류가 해제되었는지 여부를 확인하여(670) 계통 오류가 해제된 경우 연료 전지 시스템을 정상 운전으로 회복시키기 위하여 기 2차 전지, 배터리 또는 열저장부 차단기는 개방하여 기 2차 전지, 배터리 또는 열저장부에 공급되는 전력을 차단하고(680) 스택부의 전력을 인버터에 공급하기 위하여 인버터 차단기는 도통시킨다(690).

상기에서 계통 오류가 일시적인 오류가 아닌 지속적인 계통 이상인 경우에는 연료 전지 시스템을 중지하여야 하며 이를 위해 인버터를 정지시키고(631) 인버터 차단기는 개방하며 전력공급원 동작도 정지시킨다(633).

도 7은 본 발명에 따른 연료 전지 시스템 제어 장치에서 시스템 또는 계통에발생된 오류가 일시적인 오류인지 계통 이상인지를 판별하기 오류 판별 흐름도로 계통 오류가 인버터 또는 계통부의 센서로부터 입력되면(710) 먼저 타이머(T1) 또는 카운터(C1)를 구동한다(720).

이후 타이머 T1를 증가시키거나 카운터(C1) 값을 증가시키면서 제1의 소정 시간(t1)이나 제1의 소정 값(c1)에 도달되었는지 여부를 확인하여(730), 도달한 경우 계통 오류를 검출한다(740).

이때 계통 오류가 검출되지 않으면 일시적인 오류로 판별한다(792).

한편 계통 오류가 검출되는 경우, 타이머(T2) 또는 카운터(C2) 및 에러 측정값을 구동하고(750). 또한 에러 측정값을 증가시킨다(770).

이후 상기 타이머(T2)가 소정시간(t2)에 도달하거나 또는 상기 카운터(C2)가 소정값(c2)에 도달한 경우(780) 에러 측정값을 에러 기준값과 비교하여(791) 상기 에러 측정값이 상기 에러 기준값 미만인 경우 일시적인 오류라고 판단하고(792), 상기 에러 측정값이 상기 에러 기준값 이상인 경우 계통 이상이라고 판단한다(791).

상기에서 타이머(T2)가 소정시간(t2)에 도달하지 않거나 또는 상기 카운터(C2)가 소정값(c2)에 도달하지 않은 경우 계통 오류의 검출 여부를 지속적으로 모니터링하도록 한다(771).

도 8은 본 발명에 따른 연료 전지 시스템 제어 장치에서 연료 전지 시스템이 정지되는 경우나 또는 기동되는 경우 2차 전지 또는 배터리에 충전된 전력을 이용하여 정지 또는 기동하는 장치의 간략한 구성도로 도 5의 구성도와 중복되는 부분에 대한 설명은 생략한다.

먼저 연료 전지 시스템이 정지 후 또는 최초 기동되는 경우, 제어부(850) 구체적으로 계통 상태 감시부(851)는 2차 전지 또는 배터리(860)로부터 측정되는 충전 전압을 보고 받거나 2차 전지 또는 배터리(860)의 충전 전압을 직접 측정한다. 상기 전압측정 장치는 당업자에게 알려진 것으로 구체적인 구성에 대한 설명은 생략하도록 한다.

상기 측정 결과 충전 전압이 소정 값 이상인 경우 예를 들어 방전 가능 전압 값의 범위에 있는 경우, 상기 2차 전지 또는 배터리(860)에 충전된 전압을 상기 연료 전지 발전부(810)를 구동하는 구동 전력으로 이용한다.

이때 상기 2차 전지 또는 배터리(860)에 충전된 전압과 상기 연료 전지 발전부(810)를 구동하는 전압의 차이가 발생할 수 있으므로 이를 위해 상기 2차 전지 또는 배터리(860)로부터 출력된 직류 전력을 소정의 레벨로 변환하여야 하며 이를 위해 직류-직류 변환부(880)를 더 구비할 수 있다.

한편 연료 전지 발전부(810)의 운전 중에도 지속적인 전력 공급이 필요하며 이는 계통부(840)에 공급되는 전력의 일부를 사용할 수 있으며 이를 위해 계통부(840)에 공급되는 전력을 SMPS(870)로 변환하고 상기 변환된 전력을 직류-직류 변환부(880)에 의해 다시 변환한 후 연료 전지 발전부(810)에 공급한다.

한편 상기 직류-직류 변환부(880)는 양방향으로 동작될 수 있는 것으로 연료 발전부(810)에서 생성된 전력을 입력받아 소정의 레벨로 변환한 후 이를 2차 전지 또는 배터리(860)의 충전 전압으로 공급할 수 있으며, 계통부(840)에 공급되는 전력의 일부가 SMPS(870)에서 변환되어 상기 직류-직류 변환부(880)에 의해 변환되어 상기 연료 전지 발전부(810)를 구동함에 있어 요구되는 전력으로 사용되도록 하거나, 2차 전지 또는 배터리(860)의 충전 전압으로 공급할 수 있다. 또한 2차 전지 또는 배터리(860)의 충전 전압을 연료 발전부(810)에 공급하도록 변환할 수도 있다.

한편 상기 2차 전지 또는 배터리(860)는 연료 전지 시스템이 운전 중에 충전되어야 하며 충전 전압은 연료 전지 발전부(810)의 직류 출력을 소정 레벨의 직류로 변환하는 DC-DC컨버터(820)의 출력 전압, 인버터(830)의 교류 출력, 계통부(840)에 공급되는 전력을 SMPS(870)로 변환한 다음 직류-직류 변환부(880)에 의해 변환되는 전력이 될 수 있다.

도 8의 도면에는 도시하지 않았지만 SMPS(870)에 구비되어 있는 복수의 출력 전압의 일부를 상기 2차 전지 또는 배터리(860)의 충전 전압으로 사용할 수 있다.

상기 SMPS(870)에서 복수의 출력전압을 얻는 방법은 이미 널리 알려진 공지 기술이므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.

도 9는 본 발명에 따른 발명의 연료 전지 시스템 제어 장치에서 연료 전지 시스템 기동 시 제어 흐름도로 이를 구체적으로 살펴보면,

먼저 시스템이 정지되었거나 대기 상태에서 최초 기동되는 경우(920), 제어부는 연료 전지 발전부를 구동하게 된다. 또한 연료 전지 시스템의 초기 기동에 필요한 각 구성 장치들을 가동한다.

이때 제어부 구체적으로 계통 상태 감시부는 2차 전지 또는 배터리로부터 측정되는 충전 전압을 보고 받거나 2차 전지 또는 배터리의 충전 전압을 직접 측정한다(930).

상기 측정 결과 충전 전압이 소정 값 이상인 경우 예를 들어 방전 가능 전압 값의 범위에 있는 경우, 상기 2차 전지 또는 배터리에 충전된 전압을 상기 연료 전지 발전부를 구동하는 구동 전력으로 이용한다(940).

한편으로 상기 측정 결과 충전 전압이 소정 값 미만인 경우에는 2차 전지 또는 배터리로부터 연료 전지 발전부를 기동하기에 충분한 전력을 확보되기가 곤란한 상태이므로 외부 전원으로 연료 전지 발전부를 구동하기 위한 전력을 얻게 된다(941).

연료 전지 발전부가 기동되어 발전에 의해 전력이 생산되면(950) 대부분은 인버터를 통해 계통에 공급하나 일부는 2차 전지 또는 배터리를 충전하여 정지 시나 차후 재기동시에 사용하도록 한다(960).

만일 2차 전지 또는 배터리가 충전이 완료되면 충전을 중단하고 연료 전지 발전부에서 생산된 전력을 모두 계통에 공급한다(980).

도 10은 본 발명에 따른 발명의 연료 전지 시스템 제어 장치에서 비정상적으로 종료되는 경우 연료 전지 시스템의 제어 흐름도이다.

시스템이 운전 중인 상태에서 인버터 또는 계통으로부터 계통 오류가 검출되고 상기 계통 오류가 계통 이상으로 판별되는 경우나 또는 계통 차단기 트립이 작동되는 등의 계통 이상의 경우에는 연료 전지 시스템을 보호하기 위해 연료 전지 시스템은 시스템 정지 단계 알고리즘이 구동된다(1020).

시스템 정지 단계 알고리즘이 구동되면, 먼저 계통의 공급되는 전력을 차단하여 계통을 보호하기 위해 인버터를 오프시킨다(1030).

한편 연료 전지 발전부는 일시에 정지시키는 것은 연료 전지 발전부의 수명을 급격하게 단축시킬 수 있으므로 연료 전지 발전부가 안정적으로 점진적으로 정지될 수 있도록 전력을 공급하여야 하며, 이를 위해 2차 전지 또는 배터리로부터 전력을 공급받도록 한다(1040).

상기에서 연료 전지 시스템이 지속적으로 운전 중에 있으므로, 2차 전지 또는 배터리가 완충전되어 있다고 가정하고 2차 전지 또는 배터리로부터 안정적인 전력공급이 가능한 것으로 하였으나, 연료 전지 시스템의 기동시와 같이 2차 전지 또는 배터리의 충전 전압을 측정하여 소정값 미만인 경우에는 안정적인 전원 공급을 보장할 수 없으므로 이러한 경우에는 외부 전원을 공급하여 연료 발전부를 구동하는 것이 바람직하다.

또한 2차 전지 또는 배터리의 충전 전압을 지속적으로 측정하여(1050) 만일 방전 가능한 전압 미만으로 충전 전압이 떨어졌을 때에는 외부 전원으로 절체하여 전력을 공급하거나 정전 등에 의해 전력 공급이 불가능한 경우에는 시스템을 정지하도록 한다(1060).

상기와 같이 고장이나 사고에 의해 시스템이 정지되는 경우에 연료 전지 발전부에 전력을 안정적으로 공급하도록 하여 연료 전지 발전부의 수명을 연장할 수 있으며 또한 외부 전원을 사용하지 않으므로 시스템의 운전 효율을 증가된다.

510: 전력공급원 511: 연료공급원
512: 리포머 513: 스택부
520: DC-DC컨버터 530: 인버터
540: 계통(부하) 550: 제어부
551: 계통 상태 감시부 552: 차단 제어기
553: 타이머 또는 카운터 561: 2차 전지
562: 열저장부 563: 배터리
571: 2차 전지 차단기 572: 열저장부 차단기
573: 배터리 차단기 574: 인버터 차단기
810: 연료 전지 발전부 820: DC-DC컨버터부
830: 인버터부 840: 계통(부하)
850: 제어부 860: 충전부
870: SMPS 880: 직류-직류 변환부

Claims

연료 전지 시스템 제어 장치에 있어서,
외부에서 연료를 공급하는 연료 공급원, 상기 공급되는 연료로부터 화학 반응을 통해 수소를 발생시키는 연료 처리부 및 상기 연료 처리부에서 발생된 수소와 산소를 반응시켜 직류 전력을 생성하는 스택부를 포함하는 연료 전지 발전부;
상기 스택부에서 생성된 직류전력을 소정의 교류전력으로 변환하는 인버터부;
상기 인버터부의 출력 교류전력을 공급받아 소정의 레벨의 직류 전력으로 변환하는 교류-직류변환부;
상기 교류-직류변환부의 출력 직류전력으로 충전하는 2차 전지 또는 배터리부;
계통부 또는 상기 인버터부로부터 계통 이상 신호와 차단기 트립의 동작 신호를 입력받는 계통 상태 감시부와 상기 계통 상태 감시부에서 생성된 신호에 따라 상기 인버터부, 상기 연료 전지 발전부 및 상기 2차 전지 또는 배터리부의 동작을 제어하는 제어부;
상기 제어부의 제어 신호에 따라 연료 전지 발전부가 정지될 경우, 상기 2차 전지 또는 배터리부는 상기 연료 전지 발전부에 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 2차 전지 또는 배터리의 출력 직류 전력을 입력받아 소정 레벨의 직류 전력으로 변환하여 상기 연료 전지 발전부가 정지될 경우 상기 연료 전지 발전부에 공급하는 직류-직류 변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템 제어 장치.
제2항에 있어서,
상기 계통부로부터 교류 전력을 공급받아 소정의 직류 전력으로 변환하는 스위칭모드파워 서플라이를 더 구비하여, 상기 스위칭모드파워 서플라이의 출력 직류 전력을 상기 직류-직류 변환부에 공급하여 소정 레벨의 직류 전력으로 변환한 후 상기 2차 전지 또는 배터리를 충전하거나 상기 연료 전지 발전부에 공급하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 계통 상태 감시부는 상기 2차 전지 또는 배터리의 충전 전압 측정 결과 신호를 입력받아 소정 값 이상인 경우, 상기 2차 전지 또는 배터리의 충전 전력을 연료 전지 발전부의 기동 또는 재가동 시에 공급하도록 하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템 제어 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 계통상태 감시부의 오류 판별 결과 계통 이상인 경우, 상기 차단 제어기는 계통상태 감시부로부터 계통 이상인 제어 신호를 입력받아 상기 인버터를 정지하는 제어신호를 상기 인버터에 출력하고 상기 인버터 차단기를 개방하는 제어신호를 상기 인버터 차단기에 출력하며, 상기 연료 전지 발전부를 정지하는 제어신호를 상기 연료 전지 발전부에 출력하며,
상기 제어 신호에 따라 연료 전지 발전부가 정지될 경우, 상기 2차 전지 또는 배터리부는 상기 연료 전지 발전부에 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템 제어 장치.
연료 전지 시스템 제어 방법에 있어서,
제어부에서 인버터 또는 계통부로부터 개통 오류를 입력받는 단계;
타이머가 구동되거나 또는 카운터 값을 초기화하는 단계;
상기 입력된 계통 오류가 일시 오류인지 계통 이상인지를 판별하는 단계;
상기 판별 결과 일시 오류인 경우, 인버터 차단기를 개방하여 인버터에 입력되는 직류 전력을 차단하는 단계;
상기 판별 결과 계통 이상인 경우, 상기 인버터를 정지하고, 인버터 입력 차단기를 개방하여 상기 인버터에 공급되는 전력을 차단하는 단계; 및
연료 전지 시스템의 운전을 정지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템 제어 방법.
제6항에 있어서,
상기 계통 이상이라고 판별되는 경우, 2차 전지 또는 배터리의 충전 전압을 측정하는 단계;
상기 측정 결과 소정 값 이상인 경우, 상기 2차 전지 또는 배터리의 충전된 직류 전력을 직류-직류 변환기를 통해 소정 레벨의 직류 전원으로 변환하는 단계; 및
상기 변환된 직류 전원을 연료 전지 발전부의 정지 전원으로 공급하여 연료 전지 시스템을 정지하는 단계;
상기 측정 결과 소정값 미만인 경우, 외부 전원을 공급받아 소정 레벨의 직류 전원으로 변환하는 단계; 및 상기 변환된 직류 전원을 연료 전지 발전부의 기동부의 정지 전원으로 공급하여 연료 전지 시스템을 정지하는 단계와
상기 측정 결과 충전 전압이 소정 전압 미만인 경우, 상기 연료 전지 발전부에 정지 전원 공급을 중단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템 제어 방법.
연료 전지 시스템 제어 방법에 있어서,
연료 전지 발전부를 기동하는 단계;
2차 전지 또는 배터리의 충전 전압을 확인하는 단계;
상기 확인 결과 소정 값 이상인 경우, 상기 2차 전지 또는 배터리의 충전된 직류 전력을 직류-직류 변환기를 통해 소정 레벨의 직류 전원으로 변환하는 단계;
상기 변환된 직류 전원을 연료 전지 발전부의 기동 전원으로 공급하여 연료 전지 시스템을 운전하는 단계와
상기 확인 결과 소정값 미만인 경우, 외부 전원을 공급받아 소정 레벨의 직류 전원으로 변환하는 단계; 및
상기 변환된 직류 전원을 연료 전지 발전부의 기동부의 기동 전원으로 공급하여 연료 전지 시스템을 운전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템 제어 방법.
제8항에 있어서,
상기 운전 단계는 상기 2차 전지 또는 배터리 충전 전압을 확인하는 단계;
상기 확인 결과 충전 전압이 소정 전압 미만인 경우, 인버터로의 출력 교류 전력을 소정의 레벨의 직류 전력으로 변환하는 단계; 및
상기 변환된 직류 전력으로 상기 2차 전지 또는 배터리를 충전하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템 제어 방법.
제9항에 있어서,
상기 충전 단계는 상기 충전 중인 2차 전지 또는 배터리의 전압을 측정하는 단계; 및
상기 측정 결과 소정값 이상인 경우, 상기 인버터의 출력 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 것을 중지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템 제어 방법.
연료 전지 시스템 제어 방법에 있어서,
제어부에서 차단기 트립 동작 신호 또는 계통 이상 신호를 입력받는 단계;
인버터의 구동을 중지하는 단계;
2차 전지 또는 배터리의 충전 전압을 측정하는 단계;
상기 측정 결과, 소정 값 이상인 경우, 상기 2차 전지 또는 배터리의 충전된 직류 전력을 직류-직류 변환기를 통해 소정 레벨의 직류 전원으로 변환하는 단계; 및
상기 변환된 직류 전원을 연료 전지 발전부의 정지 전원으로 공급하여 연료 전지 시스템을 정지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템 제어 방법.
제11항에 있어서,
상기 측정 결과 소정값 미만인 경우, 외부 전원을 공급받아 소정 레벨의 직류 전원으로 변환하는 단계; 및
상기 변환된 직류 전원을 연료 전지 발전부의 기동부의 정지 전원으로 공급하여 연료 전지 시스템을 정지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템 제어 방법.