KR101181839B1 - 연료 전지 시스템 및 그 구동 방법 - Google Patents

연료 전지 시스템 및 그 구동 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101181839B1
KR101181839B1 KR1020100062272A KR20100062272A KR101181839B1 KR 101181839 B1 KR101181839 B1 KR 101181839B1 KR 1020100062272 A KR1020100062272 A KR 1020100062272A KR 20100062272 A KR20100062272 A KR 20100062272A KR 101181839 B1 KR101181839 B1 KR 101181839B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel cell
stack
period
unit
total running
Prior art date
Application number
KR1020100062272A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120001472A (ko
Inventor
김현
김동락
김동현
홍명자
조웅호
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
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 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020100062272A priority Critical patent/KR101181839B1/ko
Priority to US12/983,503 priority patent/US8889310B2/en
Publication of KR20120001472A publication Critical patent/KR20120001472A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101181839B1 publication Critical patent/KR101181839B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746Pressure; Flow
    • H01M8/04753Pressure; Flow of fuel cell reactants
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

본 발명은 복수의 단위 셀을 포함하는 연료 전지 스택을 포함하는 연료 전지의 시스템의 구동 방법 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
연료 전지 스택으로 연료 및 산화제가 공급되면, 연료 전지 스택이 운행된다.연료 전지 시스템은 연료 전지의 총 운행 시간을 산출하여, 총 운행 시간에 따라 연료 전지 스택에 산화제를 차단하는 스택 활성화 기간 및 스택 활성화 기간이 발생하는 스택 활성화 주기를 가변한다.

Description

연료 전지 시스템 및 그 구동 방법{Fuel cell system and driving method for the same}
본 발명은 연료 전지 시스템 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연료 전지 스택 열화를 방지하여 스택 수명을 연장할 수 있는 연료 전지 시스템 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
연료 전지는 연료(수소 또는 개질 가스)와 산화제(산소 또는 공기)를 이용하여 전기 화학적으로 전력을 생산하는 장치로서, 외부에서 지속적으로 공급되는 연료(수소 또는 개질 가스)와 산화제(산소 또는 공기)를 전기화학반응에 의하여 직접 전기에너지로 변환시키는 장치이다.
연료 전지의 산화제로는 순수 산소나 산소가 다량 함유되어 있는 공기를 이용하며, 연료로는 순수 수소 또는 탄화수소계 연료(LNG, LPG, CH3OH)를 개질(reforming)하여 생성된 수소가 다량 함유된 연료를 사용한다.
연료 전지는 그 사용시간이 증가함에 따라 열화 정도가 증가한다. 연료 전지의 운행 조건에 따라 열화 정도가 달라질 수 있다. 즉, 연료 전지의 총 운행 시간이 동일한 경우에도, 운행 조건에 따라 열화 정도가 달라질 수 있다.
연료 전지의 수명은 연료 전지의 열화 정도에 따라 결정되므로, 연료 전지의 운행 조건에 따라 연료 전지의 수명이 달라질 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 연료 전지의 운행 조건에 따라 연로 전지의 수명을 향상시킬 수 있는 연료 전지 시스템 및 그 구동 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 한 특징에 따른 복수의 단위 셀을 포함하는 연료 전지 스택을 포함하는 연료 전지의 시스템은, 상기 연료 전지 스택으로 연료를 공급하는 연료 공급부; 상기 연료 전지 스택으로 산화제를 공급하는 산화제 공급부; 및 상기 연료 공급부 및 상기 산화제 공급부의 동작을 제어하고, 상기 공급된 연료 및 산화제에 의해 운행되는 상기 연료 전지 스택의 총 운행 시간을 산출하며, 상기 총 운행 시간에 따라 상기 연료 전지 스택에 산화제를 차단하는 스택 활성화 기간 및 상기 스택 활성화 기간이 발생하는 스택 활성화 주기를 가변한다.
상기 제어부는, 상기 총 운행 시간이 소정의 기준 시간에 도달하면, 상기 스택 활성화 기간을 증가시키고, 상기 스택 활성화 주기를 감소시키며, 상기 기준 시간을 증가시킨다. 구체적으로, 상기 제어부는 상기 총 운행 시간이 상기 기준 시간에 도달할 때마다, 상기 스택 활성화 기간을 소정의 단위 기간만큼 증가시킨다. 이 때, 상기 단위 기간은 일정하거나 상기 총 운행 시간에 따라 증가할 수 있다.
상기 제어부는 상기 총 운행 시간이 상기 기준 시간에 도달할 때마다, 상기 스택 활성화 주기를 소정의 단위 주기 기간만큼 감소시킨다. 이 때, 상기 단위 주기 기간은 일정하거나 상기 총 운행 시간에 따라 증가할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 총 운행 시간이 상기 기준 시간에 도달할 때마다, 상기 기준 시간을 단위 기준 기간만큼 증가시켜 기준 시간을 생성한다. 이 때, 상기 단위 기준 기간은 일정하거나 상기 총 운행 시간에 따라 감소할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 복수의 단위 셀을 포함하는 연료 전지 스택을 포함하는 연료 전지의 시스템의 구동 방법은, 상기 연료 전지 스택으로 연료를 공급하는 연료 공급 단계; 상기 연료 전지 스택으로 산화제를 공급하는 산화제 공급 단계; 상기 연료 공급 단계 및 상기 산화제 공급 단계의 동작을 제어하여 상기 연료 전지 스택을 운행시키는 단계; 상기 연료 전지의 총 운행 시간을 산출하는 단계; 및 상기 총 운행 시간에 따라 상기 연료 전지 스택에 산화제를 차단하는 스택 활성화 기간 및 상기 스택 활성화 기간이 발생하는 스택 활성화 주기를 가변하는 단계를 포함한다.
상기 스택 활성화 기간 및 상기 스택 활성화 주기를 가변하는 단계는, 상기 총 운행 시간이 기준 시간에 도달하면, 상기 스택 활성화 기간을 증가시키고, 상기 스택 활성화 주기를 감소시키며, 상기 기준 시간을 증가시키는 단계를 포함한다.
구체적으로, 상기 총 운행 시간이 상기 기준 시간에 도달할 때마다, 상기 스택 활성화 기간을 소정의 단위 기간만큼 증가시킨다. 상기 총 운행 시간이 상기 기준 시간에 도달할 때마다, 상기 스택 활성화 주기를 소정의 단위 주기 기간만큼 감소시킨다. 상기 총 운행 시간이 상기 기준 시간에 도달할 때마다, 상기 기준 시간을 단위 기준 기간만큼 증가시켜 기준 시간을 생성한다.
본 발명은 연료 전지의 가동 조건에 따라 연로 전지의 수명을 향상시킬 수 있는 연료 전지 시스템 및 그 구동 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 연료 전지 시스템의 구동 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 연료 전지 시스템의 스택 전압 및 스택 활성화 기간을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 연료 전지 시스템(100)은 연료를 개질(reforming)하여 수소를 발생시키고, 수소와 산소를 전기 화학적으로 반응시켜 전기 에너지를 발생시키는 고분자 전해질형 연료 전지(Polymer Electrode Membrane Fuel Cell; PEMFC) 방식을 채용할 수 있다.
다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 본 실시예에 따른 연료 전지 시스템(100)은 메탄올, 에탄올, LPG, LNG, 가솔린, 부탄가스 등과 같이 수소를 함유한 액체 또는 기체 연료를 사용할 수 있다. 이때, 본 발명에 따른 연료 전지 스택(50)은 단위 셀에서 액체 또는 기체 연료와 산소의 직접적인 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키는 직접 산화형 연료 전지(Direct Oxidation Fuel Cell) 방식으로서 구성될 수 있다.
연료 전지 시스템(100)에 사용되는 연료는 메탄올, 에탄올 또는 천연가스, LPG 등과 같이 액상 또는 기체 상태로 이루어진 탄화수소계 연료를 통칭한다. 그리고, 연료 전지 시스템(100)은 수소와 반응하는 산화제로서 별도의 저장 수단에 저장된 산소 가스를 사용하거나 공기를 사용할 수 있다.
연료 전지 시스템(100)은 연료 공급부(10), 가습부(20), 산화제 공급부(30), 공급량 조절부(40), 연료 전지 스택(50), 부하(60) 및 제어부(70)를 포함한다.
연료 공급부(10)는 연료 전지 스택(50)에 연료를 공급한다. 연료 공급부(10)는 연료 탱크(12) 및 연료 펌프(14)를 포함한다. 연료 탱크(12)는 액상의 연료를 저장하며, 연료 펌프(14)는 연료 탱크(12)에 연결 설치되어 소정의 펌핑력에 의해 연료 탱크(12)에 저장된 액상의 연료를 연료 탱크(12)에서 배출시킨다.
가습부(20)는 가습기(22) 및 수분 공급부(24)를 포함한다. 가습기(22)는 연료 탱크(12)에 연결 설치되고, 연료 탱크(12)로부터 배출된 액상의 연료를 가습시킨다. 가습기(22)는 제어부(70)에 의해 가습량이 조절된다. 수분 공급부(24)는 가습기(22)에 연결되어 가습기(22)에 수분을 공급한다.
산화제 공급부(30)는 연료 전지 스택(50)에 산화제를 공급한다. 산화제 공급부(30)는 산화제 펌프를 포함한다. 산화제 펌프는 소정의 펌핑력으로 외부 공기를 흡입한다.
공급량 조절부(40)는 연료 제어 밸브(42) 및 산화제 제어 밸브(44)를 포함한다. 연료 제어 밸브(42)는 가습부(20)와 연료 전지 스택(50) 사이에 설치되고 가습된 연료를 연료 전지 스택(50)에 공급한다. 제어부(70)에 의해 연료 제어 밸브(42)의 열리는 정도가 제어되고, 이에 따라 가습된 연료의 공급량이 조절된다. 산화제 제어 밸브(44)는 산화제 공급부(30)와 연료 전지 스택(50) 사이에 설치되고 산화제를 연료 전지 스택(50)에 공급한다. 제어부(70)에 의해 산화제 제어 밸브(44)의 열리는 정도가 제어되고, 이에 따라 산화제의 공급량이 조절된다.
연료 전지 스택(50)은 연료와 산화제의 산화/환원 반응을 유도하여 전기 에너지를 발생시키는 복수의 단위 셀을 포함한다. 복수의 단위 셀 중 하나의 단위 셀(52)은 연료와 산화제 중의 산소를 산화/환원시키는 막-전극 집합체(MEA; Membrane Electrode assembly)(52b) 및 연료와 산화제를 막-전극 집합체(52b)로 공급하기 위한 세퍼레이터(바이폴라 플레이트(Bipolar Plate)라고도 함)(separator)(52a, 52c)를 포함한다. 단위 셀(52)의 구조는 막-전극 집합체(52b)를 중심에 두고 양측에 세퍼레이터(52a, 52c)가 각각 배치된 구조이다.
막-전극 집합체(52b)는 중앙에 배치된 전해질막과 전해질막의 일측에 배치된 캐소드 전극과 전해질막의 타측에 배치된 애노드 전극을 포함한다. 세퍼레이터(52a, 52c)를 통해 캐소드 전극에는 산화제가 공급되며, 애노드 전극에는 연료가 공급된다. 본 발명의 연료 전지 시스템(100)은 위와 같은 단위 셀(52)이 연속적으로 배치된 연료 전지 스택(50)을 포함한다.
부하(60)는 연료 전지 스택(50)의 (+) 단자 및 (-) 단자에 전기적으로 연결 설치되고, 연료 전지 스택(50)으로부터 공급되는 전원에 의해 동작한다. 부하(60)는 자동차의 모터, 직류전기를 교류전기로 변환하는 인버터, 가정용 전열기기 등 다양한 전기기기를 통해 구현될 수 있다.
제어부(70)는 부하(60)에 따라 필요한 전원을 공급하기 위해 연료 공급부(10), 가습부(20) 및 공급량 조절부(40)의 동작을 제어한다. 본 발명의 실시 예에 따른 제어부(70)는 연료 전지 스택의 운행 시간을 누적하여 총 운행 시간을 산출하고, 총 운행 시간에 따라 스택 활성화 기간을 증가시킨다. 구체적으로, 스택 활성화 기간이란, 스택을 구성하는 복수의 단위 셀의 캐소드 전극에 공급되는 산화제를 차단하는 기간이다. 스택 활성화 기간 동안 스택으로부터 출력 전력은 발생하지 않는다. 스택 활성화 기간은 스택의 열화를 완하시키는 역할을 한다. 즉, 스택 활성화 기간 없이 장시간 동안 스택으로부터 출력 전력이 발생하면 스택의 열화는 더욱 가속된다.
제어부(70)는 연료 전지의 총 운행 시간이 증가할수록, 스택 활성화 기간을증가시키고, 스택 활성화 기간의 주기도 감소시킨다. 즉, 스택 활성화 기간이 발생하는 시간 간격을 감소시킨다.
한편, 본 발명의 연료 전지 시스템(100)은 연료 공급부(10)와 가습부(20) 사이에 연료를 이용하여 개질 가스를 발생시키는 개질기(80)를 더 포함한다. 개질기(80)는 개질 반응에 의해 액상의 연료를 연료 전지 스택(50)의 전기 생성에 필요한 수소 가스로 전환할 뿐만 아니라, 상기한 수소 가스에 함유된 일산화탄소의 농도를 저감시키는 장치이다. 통상적으로 개질기(80)는 액상의 연료를 개질하여 수소 가스를 발생시키는 개질부(82)와, 그 수소 가스로부터 일산화탄소의 농도를 저감시키는 일산화탄소 저감부(84)를 포함한다. 개질부(82)는 수증기 개질, 부분 산화 또는 발열 반응 등의 촉매 반응을 통해 상기한 연료를 수소가 풍부한 개질 가스로 전환한다. 그리고, 일산화탄소 저감부(84)는 수성가스 전환 방법, 선택적 산화 방법 등과 같은 촉매 반응 또는 분리막을 이용한 수소의 정제 등과 같은 방법으로 개질 가스로부터 일산화탄소의 농도를 저감시킨다. 본 발명의 실시 예에서는 개질기(80)를 가습부(20)와 별도로 구성하였으나, 이에 한정되지 않고 개질기(80)가 가습부(20)를 포함할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 연료 전지 시스템의 구동 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 연료 전지 시스템의 스택 전압 및 스택 활성화 기간을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 제어부(70)는 연료 전지의 운행 시간을 누적하여 총 운행 시간을 산출한다(S100).
제어부(70)는 총 운행 시간이 기준 시간 이상인지 판단한다(S200). 기준 시간은 스택 활성화 시간 및 스택 활성화 주기를 증가시킬지 여부를 판단하기 위한 기준으로서, 설계에 따라 결정된다.
단계 S200에서 총 운행 시간이 기준 시간 미만인 경우, 스택 활성화 기간을 유지한다(S210).
단계 S200에서 총 운행 시간이 기준 시간 이상인 경우, 스택 활성화 기간을 소정의 단위 기간(ΔTs)만큼 증가시킨다(S220). 단위 기간(ΔTs)은 일정하거나, 총 운행 시간의 증가에 따라 증가할 수 있다. 구체적으로 단위 기간(ΔTs)은 연료 전지의 출력 효율 및 수명을 고려하여 결정될 수 있다. 연료 전지의 출력 효율을 더 고려하여 단위 기간(ΔTs)이 일정하게 유지되거나, 연료 전지의 수명을 더 고려하여 단위 기간(ΔTs)이 총 운행 시간의 증가에 따라 증가될 수 있다.
단계 S200에서 총 운행 시간이 기준 시간 이상인 경우, 스택 활성화 주기를 소정의 단위 주기 기간(ΔTd)만큼 감소시킨다(S220). 단위 주기 기간(ΔTd)은 일정하거나, 총 운행 시간에 따라 가변하는 즉, 증가할 수 있다. 구체적으로 단위 주기 기간(ΔTd)은 연료 전지의 출력 효율 및 수명을 고려하여 결정될 수 있다. 연료 전지의 출력 효율을 더 고려하여 단위 주기 기간(ΔTd)이 일정하게 유지되거나, 연료 전지의 수명을 더 고려하여 단위 주기 기간(ΔTd)이 총 운행 시간의 증가에 따라 감소될 수 있다.
단계 S200에서 총 운행 시간이 기준 시간 이상인 경우, 기준 시간(Tr)을 소정의 단위 기준 기간(ΔTr)만큼 증가시킨다(S230). 본 발명의 실시 예에서 단위 기준 기간(ΔTr)은 일정하거나, 총 운행 시간에 따라 가변하는 즉, 감소할 수 있다. 구체적으로 단위 기준 기간(ΔTr)은 연료 전지의 출력 효율 및 수명을 고려하여 결정될 수 있다. 연료 전지의 출력 효율을 더 고려하여 단위 기준 기간(ΔTr)이 일정하게 유지되거나, 연료 전지의 수명을 더 고려하여 단위 기준 기간(ΔTr)이 총 운행 시간의 증가에 따라 감소될 수 있다.
본 발명에서 단위 기간(ΔTs), 단위 주기 기간(ΔTd), 및 단위 기준 기간(ΔTr)은 총 운행 시간에 따라 변동하는 값이거나 일정한 값으로 설정될 수 있다.
도 3은 단위 기간(ΔTs), 단위 주기 기간(ΔTd), 및 단위 기준 기간(ΔTr)이 일정한 값으로 설정된 경우를 나타낸 경우를 나타낸 것이다.
도 3에서, 스택 활성화 기간의 단위는 ms이고, 스택 활성화 기간 및 기준 기간의 단위는 시간으로 설정한다. 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3에 도시된 바와 같이, 기준 기간은 총 운행 시간의 증가에 따라 1000시간 단위로 증가하고(즉, 단위 기준 기간(ΔTr)은 1000시간), 스택 활성화 주기는 총 운행 시간의 증가에 따라 1시간 단위로 감소하며(즉, 단위 주기 기간(ΔTd)은 1시간), 스택 활성화 기간은 총 운행 시간의 증가에 따라 2ms단위로 증가한다(즉, 단위 기간(ΔTs)은 2ms).
총 운행 시간이 기준 기간 1000시간이 되기 전에 스택 활성화 기간(Ts1)은 2ms이고, 스택 활성화 주기(Td1)는 10시간이다.
시점 T1에 총 운행 시간이 기준 기간 1000시간에 도달하면, 시점 T1 이후로스택 활성화 기간(Ts2)은 4ms이고, 스택 활성화 주기(Td2)는 9시간이다. 그리고 기준 기간은 2000시간으로 증가한다.
시점 T2에 총 운행 시간이 기준 기간 2000시간에 도달하면, 스택 활성화 기간(Ts3)은 6ms이고, 스택 활성화 주기(Td3)는 8시간이다.
이와 같이, 총 운행 시간의 증가에 따라 스택 활성화 기간이 증가하고, 스택 활성화 주기가 감소하면, 총 운행 시간 증가에 따라 스택은 더 자주, 더 긴 시간 동안 활성화 된다. 그러면, 스택이 열화되는 것을 방지할 수 있다.
지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100, 200 : 연료 전지 시스템
10 : 연료 공급부
20 : 가습부
30 : 산화제 공급부
40 : 공급량 조절부
50 : 연료 전지 스택
60, 62 : 부하
65 : 보조 부하
70 : 제어부

Claims (16)

  1. 복수의 단위 셀을 포함하는 연료 전지 스택을 포함하는 연료 전지의 시스템에 있어서,
    상기 연료 전지 스택으로 연료를 공급하는 연료 공급부;
    상기 연료 전지 스택으로 산화제를 공급하는 산화제 공급부; 및
    상기 연료 공급부의 동작 및 상기 산화제 공급부로부터의 산화제 공급을 제어하고, 상기 공급된 연료 및 산화제에 의해 운행되는 상기 연료 전지 스택의 총 운행 시간을 산출하며, 상기 총 운행 시간에 따라 상기 연료 전지 스택에 산화제를 차단하는 스택 활성화 기간 및 상기 스택 활성화 기간이 발생하는 스택 활성화 주기를 가변하는 제어부를 포함하는 연료 전지 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 총 운행 시간이 소정의 기준 시간에 도달하면, 상기 스택 활성화 기간을 증가시키고, 상기 스택 활성화 주기를 감소시키며, 상기 기준 시간을 증가시키는 연료 전지 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 총 운행 시간이 상기 기준 시간에 도달할 때마다, 상기 스택 활성화 기간을 소정의 단위 기간만큼 증가시키는 연료 전지 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 단위 기간은 일정한 연료 전지 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 단위 기간은 상기 총 운행 시간에 따라 증가하는 연료 전지 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 총 운행 시간이 상기 기준 시간에 도달할 때마다, 상기 스택 활성화 주기를 소정의 단위 주기 기간만큼 감소시키는 연료 전지 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 단위 주기 기간은 일정한 연료 전지 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 단위 주기 기간은 상기 총 운행 시간에 따라 증가하는 연료 전지 시스템.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 총 운행 시간이 상기 기준 시간에 도달할 때마다, 상기 기준 시간을 단위 기준 기간만큼 증가시켜 기준 시간을 생성하는 연료 전지 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 단위 기준 기간은 일정한 연료 전지 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 단위 기준 기간은 상기 총 운행 시간에 따라 감소하는 연료 전지 시스템.
  12. 복수의 단위 셀을 포함하는 연료 전지 스택을 포함하는 연료 전지의 시스템의 구동 방법에 있어서,
    상기 연료 전지 스택으로 연료를 공급하는 연료 공급 단계;
    상기 연료 전지 스택으로 산화제를 공급하는 산화제 공급 단계;
    상기 연료 공급 단계 및 상기 산화제 공급 단계의 동작을 제어하여 상기 연료 전지 스택을 운행시키는 단계;
    상기 연료 전지의 총 운행 시간을 산출하는 단계; 및
    상기 총 운행 시간에 따라 상기 연료 전지 스택에 산화제를 차단하는 스택 활성화 기간 및 상기 스택 활성화 기간이 발생하는 스택 활성화 주기를 가변하는 단계를 포함하는 연료 전지 시스템의 구동 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 스택 활성화 기간 및 상기 스택 활성화 주기를 가변하는 단계는,
    상기 총 운행 시간이 기준 시간에 도달하면, 상기 스택 활성화 기간을 증가시키고, 상기 스택 활성화 주기를 감소시키며, 상기 기준 시간을 증가시키는 단계를 포함하는 연료 전지 시스템의 구동 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 총 운행 시간이 상기 기준 시간에 도달할 때마다, 상기 스택 활성화 기간을 소정의 단위 기간만큼 증가시키는 연료 전지 시스템의 구동 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 총 운행 시간이 상기 기준 시간에 도달할 때마다, 상기 스택 활성화 주기를 소정의 단위 주기 기간만큼 감소시키는 연료 전지 시스템의 구동 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 총 운행 시간이 상기 기준 시간에 도달할 때마다, 상기 기준 시간을 단위 기준 기간만큼 증가시켜 기준 시간을 생성하는 연료 전지 시스템의 구동 방법.
KR1020100062272A 2010-06-29 2010-06-29 연료 전지 시스템 및 그 구동 방법 KR101181839B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100062272A KR101181839B1 (ko) 2010-06-29 2010-06-29 연료 전지 시스템 및 그 구동 방법
US12/983,503 US8889310B2 (en) 2010-06-29 2011-01-03 Fuel cell system and driving method for the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100062272A KR101181839B1 (ko) 2010-06-29 2010-06-29 연료 전지 시스템 및 그 구동 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120001472A KR20120001472A (ko) 2012-01-04
KR101181839B1 true KR101181839B1 (ko) 2012-09-11

Family

ID=45352859

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100062272A KR101181839B1 (ko) 2010-06-29 2010-06-29 연료 전지 시스템 및 그 구동 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8889310B2 (ko)
KR (1) KR101181839B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115548382B (zh) * 2022-12-02 2023-03-24 山东国创燃料电池技术创新中心有限公司 燃料电池堆活化控制方法、装置、燃料电池测试台及介质

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005063903A (ja) 2003-08-19 2005-03-10 Ebara Ballard Corp 燃料電池システム

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4354792B2 (ja) * 2003-12-12 2009-10-28 パナソニック株式会社 燃料電池発電装置
JP4633354B2 (ja) * 2003-12-19 2011-02-16 本田技研工業株式会社 燃料電池の停止方法
JP2007299647A (ja) 2006-04-28 2007-11-15 Toshiba Corp 燃料電池および燃料電池の制御方法
KR20080044429A (ko) 2006-11-16 2008-05-21 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지 시스템 및 그 비상 운행 방법
KR20080077822A (ko) 2007-02-21 2008-08-26 삼성에스디아이 주식회사 이력 관리 장치 및 이를 포함하는 연료 전지 시스템
JP4363475B2 (ja) * 2007-09-28 2009-11-11 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
KR20090036014A (ko) 2007-10-08 2009-04-13 엘지전자 주식회사 연료전지시스템의 스택정화방법
KR20090043372A (ko) 2007-10-29 2009-05-06 엘지전자 주식회사 연료전지 및 그 운전 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005063903A (ja) 2003-08-19 2005-03-10 Ebara Ballard Corp 燃料電池システム

Also Published As

Publication number Publication date
US20110318664A1 (en) 2011-12-29
KR20120001472A (ko) 2012-01-04
US8889310B2 (en) 2014-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5439584B2 (ja) 燃料電池システム、及びその制御方法
US8889308B2 (en) Fuel cell system and driving method for the same
WO2020138338A1 (ja) 燃料電池の活性化方法及び活性化装置
EP2375484B1 (en) Operating method of fuel cell system
KR101287105B1 (ko) 연료 전지 시스템 및 그 구동 방법
JP2006012811A (ja) 燃料電池システム
JP2007141744A (ja) 燃料電池システム
US20090325009A1 (en) Electric power supply apparatus and portable electronic device having the same
KR101223555B1 (ko) 연료 전지 시스템 및 그 구동 방법
JP5198412B2 (ja) 燃料電池システム及び燃料電池システムの運転方法
KR101181839B1 (ko) 연료 전지 시스템 및 그 구동 방법
JP4727642B2 (ja) 水素製造発電システムの運転方法
JP2009110666A (ja) 燃料電池システム及びその制御方法
KR101084078B1 (ko) 연료 전지 시스템 및 그 구동 방법
JP5329291B2 (ja) 燃料電池モジュールの制御プログラム
KR101201809B1 (ko) 연료 전지 시스템
JP2012009182A (ja) 燃料電池システム、燃料電池の発電方法およびフラッディング判断方法
US20040137287A1 (en) Technique and apparatus to control the power output of a fuel cell stack
JP6363935B2 (ja) 燃料電池システム
WO2015072054A1 (ja) 燃料電池システム、およびその制御方法
JP4724399B2 (ja) 燃料電池の流量制御装置
KR20020056164A (ko) 연료전지의 온도조절장치
KR20070096180A (ko) 연료전지 시스템
KR20120137128A (ko) 연료전지 성능 향상을 위한 전류 공급량 제어 방법
JP2009123609A (ja) 燃料電池システムの運転方法および燃料電池システム

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: 20150820

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee