KR101362580B1 - Fuel cell system and start-up method thereof - Google Patents

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KR101362580B1 KR1020120005036A KR20120005036A KR101362580B1 KR 101362580 B1 KR101362580 B1 KR 101362580B1 KR 1020120005036 A KR1020120005036 A KR 1020120005036A KR 20120005036 A KR20120005036 A KR 20120005036A KR 101362580 B1 KR101362580 B1 KR 101362580B1
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Abstract

본 발명은 연료전지 시스템 및 이의 시동방법에 관한 것으로, 상기 연료전지 시스템은 개질기와 스택과 BOP(Balance OF Plants)를 구비하여 전기를 발생하는 연료전지유닛; 상기 연료전지유닛에 의해 발생된 전기를 변환하여 외부로 공급하는 DC/DC 컨버터; 배터리; 상기 DC/DC 컨버터 또는 상기 배터리로부터 공급된 전기를 변환하여 외부부하로 공급하는 DC/AC 인버터; 및 시동이 온(ON) 되어 상기 개질기가 웜업(warm up) 되기 전인 경우 상기 배터리의 전력을 상기 DC/AC 인버터를 통해 상기 외부부하로 공급하고, 상기 개질기의 웜업(warm up)이 완료 된 경우 상기 배터리의 전력을 공급하여 상기 스택을 기동하며, 상기 스택의 기동에 의해 발생된 전기를 변환하여 외부로 공급하도록 상기 DC/DC 컨버터를 기동하고, 상기 배터리로부터 상기 외부부하로의 전기 공급을 차단하며, 상기 DC/DC 컨버터로부터 공급된 전기를 상기 DC/AC 인버터를 통해 상기 외부부하로 공급하는 제어유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.이에 의해 본 발명은 시동 온(ON) 시 배터리의 전력을 이용하여 연료전지유닛을 초기 구동함으로써 시스템의 안정적인 시동을 확보할 수 있다.The present invention relates to a fuel cell system and a start method thereof, wherein the fuel cell system includes a reformer, a stack, and a balance of plants (BOP) to generate electricity; A DC / DC converter for converting electricity generated by the fuel cell unit and supplying the electricity to the outside; battery; A DC / AC inverter for converting electricity supplied from the DC / DC converter or the battery to supply external loads; And when the starter is turned on before the reformer warms up, when the power of the battery is supplied to the external load through the DC / AC inverter, and the warming up of the reformer is completed. Power the battery to start the stack, start the DC / DC converter to convert electricity generated by the stack to the outside and supply the power to the outside, and cut off the supply of electricity from the battery to the external load And a control unit for supplying the electricity supplied from the DC / DC converter to the external load through the DC / AC inverter. By the initial drive of the fuel cell unit by using this can ensure a stable starting of the system.

Description

연료전지 시스템 및 이의 시동방법{Fuel cell system and start-up method thereof}Fuel cell system and start-up method thereof

본 발명은 연료전지 시스템 및 이의 시동방법에 관한 것으로, 구체적으로는, 시동 후 정상동작 진입 시까지의 동작 제어절차를 구비한 연료전지 시스템 및 이의 시동방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell system and a start method thereof, and more particularly, to a fuel cell system and a start method thereof having an operation control procedure from starting to normal operation.

연료전지 시스템은 연료전지 및 보조 배터리로 구성된 연료전지 시스템에 관한 것으로, 연료전지(Fuel Cell)는 메탄올과 같은 탄화수소 계열의 물질 내에 함유되어 있는 수소와, 산소 또는 산소를 포함한 공기의 화학 반응 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시켜 외부부하에 공급하거나 보조 배터리를 충전하는 발전 시스템이다.A fuel cell system relates to a fuel cell system composed of a fuel cell and an auxiliary battery. A fuel cell includes a chemical reaction energy of hydrogen contained in a hydrocarbon-based material such as methanol and oxygen or air including oxygen. It is a power generation system that converts directly into electrical energy and supplies it to external loads or charges auxiliary batteries.

상기 연료전지는 메탄올 또는 에탄올 등을 개질하여 만들어진 수소를 연료로 사용하여 자동차, 주택 및 공공건물 등의 대체 전력원으로 응용 범위가 넓은 장점을 갖는다. 구체적으로 연료전지는 기본적으로 스택(stack), 개질기, BOP(Balance OF Plants) 등을 구비한다. BOP는 연료탱크, 연료 펌프 및 밸브 등으로 스택(stack) 및 개질기의 동작을 주변에서 보조하는 주변기계장치를 의미한다.The fuel cell has a wide application range as an alternative power source for automobiles, houses, and public buildings by using hydrogen made by reforming methanol or ethanol or the like as a fuel. Specifically, a fuel cell basically includes a stack, a reformer, balance of plants (BOP), and the like. BOP refers to a peripheral device that assists the operation of the stack and the reformer to the surroundings such as fuel tanks, fuel pumps and valves.

이와 같은 종래 연료전지 시스템의 개발 방향은 초기 단계로서 발전효율과 응용분야에 따른 하드웨어적 설계 연구에 치중되고 있다. The development direction of such a conventional fuel cell system is an early stage and is focused on research on hardware design according to power generation efficiency and application field.

그러나 연료전지 시스템의 본격적인 상용화를 위해서는 발전효율의 향상과 같은 핵심적인 기술개발과 더불어 시스템의 안정적이며 효율적인 운용을 위한 소프트웨어 로직의 개발 노력이 병행되어야 한다.However, in order to commercialize fuel cell system in earnest, it is necessary to develop core technology such as improvement of power generation efficiency, and to develop software logic for stable and efficient operation of system.

특히 종래 연료전지 시스템은, 시동 후 정상동작 상태에 이르기까지의 동작을 제어하는 소프트웨어 로직에 대한 개발이 부족하여, 시동이 불안정한 측면이 존재한다.In particular, the conventional fuel cell system lacks the development of software logic for controlling the operation from the start to the normal operation state, there is a side that is unstable starting.

KR 10-2008-0084372 A, 2008. 09. 19, 도면 1KR 10-2008-0084372 A, 2008. 09. 19, drawing 1

본 발명의 목적은 연료전지 시스템의 시동과 함께 안정적인 정상상태로 진입하도록 내장 배터리의 전력공급과 전체적인 시스템의 동작을 제어할 수 있는 연료전지 시스템 및 이의 시동방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fuel cell system and a method of starting the fuel cell system capable of controlling the power supply of the internal battery and the operation of the overall system to enter a stable steady state with the start of the fuel cell system.

상기 발명의 목적을 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 연료전지 시스템은 개질기와 스택과 상기 개질기와 스택의 동작을 보조하는 BOP(Balance OF Plants)를 구비하여 전기를 발생하는 연료전지유닛; 상기 연료전지유닛에 의해 발생된 전기를 변환하여 외부로 공급하는 DC/DC 컨버터; 상기 연료전지유닛의 시동을 위한 전력을 공급하고 상기 연료전지유닛의 시동 전 외부부하로 전력을 공급하기 위한 배터리; 상기 DC/DC 컨버터 또는 상기 배터리로부터 공급된 전기를 변환하여 외부부하로 공급하는 DC/AC 인버터; 및 시동이 온(ON) 되어 상기 개질기가 웜업(warm up) 되기 전인 경우 상기 배터리의 전력을 상기 DC/AC 인버터를 통해 상기 외부부하로 공급하고, 상기 개질기의 웜업(warm up)이 완료 된 경우 상기 배터리의 전력을 공급하여 상기 스택을 기동하며, 상기 스택의 기동에 의해 발생된 전기를 변환하여 외부로 공급하도록 상기 DC/DC 컨버터를 기동하고, 상기 배터리로부터 상기 외부부하로의 전기 공급을 차단하며, 상기 DC/DC 컨버터로부터 공급된 전기를 상기 DC/AC 인버터를 통해 상기 외부부하로 공급하는 제어유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.Fuel cell system according to an aspect of the present invention for solving the object of the present invention comprises a fuel cell unit having a reformer and a stack and BOP (Balance OF Plants) to assist the operation of the reformer and the stack; A DC / DC converter for converting electricity generated by the fuel cell unit and supplying the electricity to the outside; A battery for supplying power for starting the fuel cell unit and supplying power to an external load before starting the fuel cell unit; A DC / AC inverter for converting electricity supplied from the DC / DC converter or the battery to supply external loads; And when the starter is turned on before the reformer warms up, when the power of the battery is supplied to the external load through the DC / AC inverter, and the warming up of the reformer is completed. Power the battery to start the stack, start the DC / DC converter to convert electricity generated by the stack to the outside and supply the power to the outside, and cut off the supply of electricity from the battery to the external load And a control unit for supplying electricity supplied from the DC / DC converter to the external load through the DC / AC inverter.

상기 제어유닛은, 상기 개질기의 웜업(warm up)이 완료 된 경우에도 상기 DC/DC 컨버터로부터 공급된 전기의 전력량이 상기 외부부하의 소비전력량보다 작으면 상기 배터리로부터 상기 외부부하로의 전기 공급을 차단하는 것을 수행하지 않고 상기 배터리로부터 상기 외부부하로의 전기 공급을 유지할 수 있다.The control unit is configured to supply electricity from the battery to the external load if the amount of electricity supplied from the DC / DC converter is smaller than the power consumption of the external load even when warming up of the reformer is completed. The electricity supply from the battery to the external load can be maintained without performing blocking.

상기 제어유닛은 상기 배터리의 SOC(State Of Charge)를 모니터링하고, 상기 모니터링 결과 상기 배터리의 SOC값이 제1 임계 SOC값 미만인 경우, 상기 개질기가 웜업(warm up) 되기 전에 상기 배터리의 전력을 상기 외부부하로 공급할 수 있다. 여기서 상기 제1 임계 SOC값은 25~35% 중 어느 하나의 값으로 정해질 수 있다.The control unit monitors a state of charge (SOC) of the battery, and when the SOC value of the battery is less than a first threshold SOC value as a result of the monitoring, the control unit supplies power of the battery before the reformer warms up. Can be supplied by external load. The first threshold SOC value may be set to any one of 25 to 35%.

상기 연료전지 시스템은, 상기 DC/DC 컨버터로부터 공급된 전기를 이용하여 배터리를 충전하기 위한 충전기를 더 포함하고, 상기 제어유닛은 상기 배터리의 SOC(State Of Charge)를 모니터링하고, 상기 모니터링 결과 상기 배터리의 SOC값이 제2 임계 SOC값 미만인 경우 상기 충전기를 통해 상기 배터리를 충전할 수 있다. 여기서 상기 제2 임계 SOC값은 85~95% 중 어느 하나의 값으로 정해질 수 있다.The fuel cell system further includes a charger for charging a battery using electricity supplied from the DC / DC converter, the control unit monitors a state of charge (SOC) of the battery, and the monitoring result When the SOC value of the battery is less than the second threshold SOC value, the battery may be charged through the charger. The second threshold SOC value may be set to any one of 85 to 95%.

상기 제어유닛은 상기 DC/DC 컨버터로부터 공급된 전기를 상기 DC/AC 인버터를 통해 상기 외부부하로 공급함과 동시에 상기 배터리로 공급할 수 있다. 또한 상기 제어유닛은 상기 DC/DC 컨버터로부터 공급된 전기를 상기 BOP로 공급할 수 있다.The control unit may supply electricity supplied from the DC / DC converter to the external load at the same time as the external load through the DC / AC inverter. The control unit may also supply electricity supplied from the DC / DC converter to the BOP.

상기 발명의 목적을 해결하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 연료전지 시스템의 시동방법은, BOP(Balance OF Plants)와 개질기와 스택을 구비하는 연료전지유닛, 상기 연료전지유닛으로부터 발생된 전기를 변환하여 외부로 공급하는 DC/DC 컨버터, 배터리 및 상기 DC/DC 컨버터 또는 상기 배터리로부터 공급된 전기를 변환하여 외부부하로 공급하는 DC/AC 인버터를 구비하는 것으로, 상기 연료전지 시스템의 시동방법은 시동이 온(ON) 되어 상기 개질기가 웜업(warm up) 되기 전에 상기 배터리로부터 공급된 전기를 상기 DC/AC 인버터를 통해 상기 외부부하로 공급하는 단계; 상기 개질기가 웜업(warm up)이 완료된 경우 상기 배터리의 전력을 공급하여 상기 스택을 기동하는 단계; 상기 스택의 기동에 의해 발생된 전기를 변환하여 외부로 공급하도록 상기 DC/DC 컨버터를 기동하는 단계; 상기 배터리로부터 상기 외부부하로의 전기 공급을 차단하는 단계; 및 상기 DC/DC 컨버터로부터 공급된 전기를 상기 DC/AC 인버터를 통해 상기 외부부하로 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A fuel cell system starting method according to another aspect of the present invention for solving the object of the present invention, the fuel cell unit having a BOP (Balance OF Plants) and a reformer and a stack, converts the electricity generated from the fuel cell unit And a DC / DC converter for supplying the battery to the outside, and a DC / AC inverter for converting electricity supplied from the DC / DC converter or the battery to supply the external load. Supplying electricity supplied from the battery to the external load through the DC / AC inverter before being turned on to warm up the reformer; Starting the stack by supplying power of the battery when the reformer completes warming up; Starting the DC / DC converter to convert electricity generated by the start of the stack and supply it to the outside; Interrupting electricity supply from the battery to the external load; And supplying electricity supplied from the DC / DC converter to the external load through the DC / AC inverter.

상기 연료전지 시스템의 시동방법은, 상기 개질기의 웜업(warm up)이 완료된 경우에도 상기 DC/DC 컨버터로부터 공급된 전기의 전력량이 상기 외부부하의 소비전력량보다 작다고 판단한 경우 상기 배터리로부터 상기 외부부하로의 전기 공급을 차단하는 단계를 수행하지 않고 상기 배터리로부터 상기 외부부하로의 전기 공급을 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다.The start method of the fuel cell system may be configured to, when the warm-up of the reformer is completed, determines that the amount of electricity supplied from the DC / DC converter is smaller than the power consumption of the external load. The method may further include maintaining the electricity supply from the battery to the external load without performing the step of shutting off the electricity supply.

상기 연료전지 시스템의 시동방법은, 상기 배터리의 SOC(State Of Charge)를 모니터링하는 단계와, 상기 모니터링 결과 상기 배터리의 SOC값이 제1 임계 SOC값 미만인 경우 상기 개질기가 웜업(warm up) 되기 전에 상기 배터리의 전력을 상기 외부부하로 공급하는 것을 중지하는 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서 상기 제1 임계 SOC값은 25~35% 중 어느 하나의 값으로 정해질 수 있다.The method of starting the fuel cell system may include: monitoring a state of charge (SOC) of the battery; and before the reformer warms up when the SOC value of the battery is less than a first threshold SOC value as a result of the monitoring. The method may further include stopping supplying power of the battery to the external load. The first threshold SOC value may be set to any one of 25 to 35%.

상기 연료전지 시스템은 상기 DC/DC 컨버터로부터 공급된 전기를 이용하여 배터리를 충전하기 위한 충전기를 더 구비하고, 상기 연료전지 시스템의 시동방법은, 상기 배터리의 SOC(State Of Charge)를 모니터링하는 단계와, 상기 모니터링 결과 상기 배터리의 SOC값이 제2 임계 SOC값 미만인 경우 상기 충전기를 통해 상기 배터리를 충전하는 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서 상기 제2 임계 SOC값은 85~95% 범위 중 어느 하나의 값으로 정해질 수 있다.The fuel cell system further includes a charger for charging a battery using electricity supplied from the DC / DC converter, and the starting method of the fuel cell system includes: monitoring a state of charge (SOC) of the battery And when the SOC value of the battery is less than a second threshold SOC value as a result of the monitoring, charging the battery through the charger. The second threshold SOC value may be set to any one of 85 to 95% range.

상기 DC/DC 컨버터로부터 공급된 전기를 상기 DC/AC 인버터를 통해 상기 외부부하로 공급하는 단계는, 상기 DC/DC 컨버터로부터 공급된 전기를 상기 외부부하로 공급함과 동시에 상기 배터리로 공급하는 단계일 수 있다.The supplying of electricity supplied from the DC / DC converter to the external load through the DC / AC inverter may include supplying electricity supplied from the DC / DC converter to the external load and simultaneously supplying the battery to the battery. Can be.

또한 상기 연료전지 시스템의 시동방법은, 상기 DC/DC 컨버터로부터 공급되는 전기를 상기 BOP로 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the start method of the fuel cell system may further include supplying electricity supplied from the DC / DC converter to the BOP.

이와 같이 본 발명에 따른 연료전지 시스템 및 이의 시동방법은 시동 온(ON) 시 배터리의 전력을 이용하여 연료전지유닛을 초기 구동함으로써 시스템의 안정적인 시동을 확보할 수 있다.As described above, the fuel cell system and the starting method thereof according to the present invention can secure stable starting of the system by initially driving the fuel cell unit using the power of the battery when the battery is turned on.

또한 본 발명에 따른 연료전지 시스템 및 이의 시동방법은 정상기동 후 배터리를 일정값으로 충전함으로써 시동 오프(OFF) 후 배터리만으로 외부부하의 비상구동을 수행할 수 있고, 재 시동 온(ON) 시 안정적인 정상기동을 보장할 수 있다.In addition, the fuel cell system and its starting method according to the present invention can perform the emergency drive of the external load with only the battery after the start-off (OFF) by charging the battery to a constant value after the normal start, stable at the start-up (ON) Normal startup can be guaranteed.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 시스템의 제어절차도이다.1 is a block diagram of a fuel cell system according to an embodiment of the present invention.
2 is a control flowchart of a fuel cell system according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 시스템에 대해 설명한다. 도면들에 표시된 구성들은 본 발명의 개념을 설명하기 위한 개념도로서, 구성에 대한 설명 중 공지기술에 대한 설명은 생략한다.Hereinafter, a fuel cell system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The configurations shown in the drawings are conceptual diagrams for explaining the concept of the present invention, and a description of known technologies will be omitted from the description of the configurations.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 시스템의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 연료전지 시스템(1)은 연료전지유닛(10), DC/DC 컨버터(20), 배터리(30), 충전기(40), DC/AC 인버터(50) 및 제어유닛(60)으로 이루어질 수 있다.1 is a block diagram of a fuel cell system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the fuel cell system 1 according to the present embodiment includes a fuel cell unit 10, a DC / DC converter 20, a battery 30, a charger 40, and a DC / AC inverter 50. And a control unit 60.

연료전지유닛(10)은 개질기(12), 스택(14), 개질기(12)와 스택(14)의 동작을 보조하는 BOP(Balance OF Plants)(16)를 구비하고, 제어유닛(60)의 제어에 의해 전기를 발생한다. BOP(16)는 연료를 저장하는 연료저장부, 연료저장부의 연료를 개질기(12)로 공급하기 위한 펌프 등으로 구성될 수 있다.The fuel cell unit 10 includes a reformer 12, a stack 14, a balance of plants 16 assisting the operation of the reformer 12 and the stack 14, and of the control unit 60. Generate electricity by control. The BOP 16 may include a fuel storage unit for storing fuel, a pump for supplying fuel to the reformer 12, and the like.

개질기(12)는 BOP(16)에 의해 공급된 연료를 가열하여 수소를 생성하고, 이를 스택(14)으로 공급한다. 즉 개질기(12)는 펌프에 의해 연료저장부로부터 공급된 연료와 반응하여 수소 등의 연료가스를 생성한다.The reformer 12 heats the fuel supplied by the BOP 16 to produce hydrogen and supplies it to the stack 14. That is, the reformer 12 reacts with the fuel supplied from the fuel storage unit by the pump to generate fuel gas such as hydrogen.

즉, 개질기(12)는 연료전지 시스템(1)이 시동 온(ON) 되어 웜업(warm up)을 수행한다. 개질기(12)의 웜업은 개질기(12) 내의 촉매가 촉매활성화 온도에 도달되도록 하여 수소를 안정적으로 발생하도록 하기 위해 수행된다.That is, the reformer 12 performs warm up when the fuel cell system 1 is turned on. Warm-up of the reformer 12 is performed to allow the catalyst in the reformer 12 to reach the catalyst activation temperature so as to stably generate hydrogen.

스택(14)은 개질기(12)로부터 공급된 수소와 같은 연료가스 및 공기를 이용하여 전기화학반응을 일으켜 기전력을 발생한다. 여기서 개질기(12) 및 스택(14)의 반응 메커니즘은 이미 널리 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략한다.The stack 14 generates an electromotive force by causing an electrochemical reaction using air and fuel gas such as hydrogen supplied from the reformer 12. The reaction mechanisms of the reformer 12 and the stack 14 are already well known here, and thus detailed description thereof is omitted.

또한 연료전지유닛(10)은 이와 같이 발생된 전기를 제어유닛(60)의 제어에 의해 DC/DC 컨버터(20)를 통해 외부부하 및 배터리(30)로 공급한다. In addition, the fuel cell unit 10 supplies the generated electricity to the external load and the battery 30 through the DC / DC converter 20 by the control of the control unit 60.

DC/DC 컨버터(20)는 연료전지유닛(10)에 의해 발생된 전기를 변환하여 외부로 공급한다. 구체적으로 DC/DC 컨버터(20)는 연료전지유닛(10)에 의해 발생된 직류전기를 승압하여 제어유닛(60)의 제어에 의해 DC/AC 인버터(50) 또는 충전기(40)로 공급하거나, DC/AC 인버터(50) 및 충전기(40)로 함께 공급할 수 있다.The DC / DC converter 20 converts electricity generated by the fuel cell unit 10 and supplies it to the outside. Specifically, the DC / DC converter 20 boosts the DC electricity generated by the fuel cell unit 10 and supplies it to the DC / AC inverter 50 or the charger 40 under the control of the control unit 60, The DC / AC inverter 50 and the charger 40 may be supplied together.

배터리(30)는 본 실시예에 따른 연료전지 시스템(1)의 시동 전에 외부부하로 전력을 공급함과 더불어 연료전지유닛(10)의 초기 정상기동을 보장하도록 연료전지 시스템(1)의 시동 시 연료전지유닛(10)에 전력을 공급한다.The battery 30 supplies fuel to an external load before starting the fuel cell system 1 according to the present embodiment, and at the start of the fuel cell system 1 to ensure initial normal start-up of the fuel cell system 10. Power is supplied to the battery unit 10.

또한 배터리(30)는 2차 전지로서 연료전지유닛(10)이 정상 기동된 후 발생된 전기에 의해 충전이 가능하다.In addition, the battery 30 may be charged by electricity generated after the fuel cell unit 10 is normally started as a secondary battery.

충전기(40)는 연료전지유닛(10)에 의해 발생된 전기를 DC/DC 컨버터(20)를 통해 공급받아 배터리(30)를 충전하는 장치로서, 제어유닛(60)의 제어에 의해 동작한다. 본 실시예에서는 배터리(30)는 임계 SOC(State Of Charge) 값이 90%가 되도록 충전될 수 있다.The charger 40 is a device that charges the battery 30 by receiving electricity generated by the fuel cell unit 10 through the DC / DC converter 20, and operates under the control of the control unit 60. In the present embodiment, the battery 30 may be charged such that a threshold state of charge (SOC) value is 90%.

본 실시예에서는 임계 SOC값이 90%로 설정되었으나, 제조시 다른 값으로 설정될 수 있다. 예를 들면 SOC값이 85~95% 범위 중 어느 하나의 값으로 설정될 수 있다.In this embodiment, the threshold SOC value is set to 90%, but may be set to a different value at the time of manufacture. For example, the SOC value may be set to any one of the 85 to 95% range.

DC/AC 인버터(50)는 DC/DC 컨버터(20)에서 승압되어 전달된 직류전기를 교류전기로 변환하여 출력한다. 즉 DC/AC 인버터(50)에 의해 AC전력을 구동전원으로 하는 외부부하를 구동할 수 있다.The DC / AC inverter 50 converts the DC electricity boosted and transferred by the DC / DC converter 20 into AC electricity and outputs the alternating current. That is, the DC / AC inverter 50 can drive an external load that uses AC power as a driving power source.

본 실시예에서는 DC/AC 인버터(50)가 필요한 경우를 예로 들어 설명하였으나, 외부부하로서 직류부하만 존재하는 경우에는 본 실시예와 달리 DC/AC 인버터(50)가 반드시 필요한 것은 아니다.In the present embodiment, the case where the DC / AC inverter 50 is required as an example has been described as an example, when only a DC load as an external load is present, unlike the present embodiment, the DC / AC inverter 50 is not necessarily required.

이하에서는 제어유닛(60)에 대해 구체적으로 설명한다. 제어유닛(60)은 전술한 각 구성들의 동작을 제어하고 본 실시예에 따른 연료전지 시스템(1)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.Hereinafter, the control unit 60 will be described in detail. The control unit 60 can control the operation of each of the above-described configurations and control the overall operation of the fuel cell system 1 according to the present embodiment.

제어유닛(60)은 본 실시예에 따른 연료전지 시스템(1)의 시동이 온(ON) 되어 개질기가 웜업(warm up) 되기 전인 경우 배터리(30)의 전력을 DC/AC 인버터(50)를 통하여 외부부하로 공급한다. 이에 의해 본 실시예에 따른 연료전지 시스템(1)의 시동 전에도 배터리(30)의 전력을 통해 외부부하의 구동을 어느 정도 수행할 수 있다.The control unit 60 supplies the power of the battery 30 to the DC / AC inverter 50 when the start of the fuel cell system 1 according to the present embodiment is turned on and before the reformer is warmed up. Supply to external load through As a result, the external load can be driven to some extent through the power of the battery 30 even before the fuel cell system 1 is started.

더불어 제어유닛(60)은 연료전지 시스템(1)의 시동 시 연료전지유닛(10)에 공급되는 최소한의 전력을 유지하기 위해 모니터링된 배터리의 SOC(State Of Charge)값이 사전에 정해진 제1 임계 SOC값 미만인 경우 배터리(30)의 전력을 DC/AC 인버터(50)를 통해 외부부하로 공급하는 것을 중지할 수 있다. 여기서 제1 임계 SOC값은 25~35% 범위 중 어느 하나의 값으로 정해질 수 있다.In addition, the control unit 60 has a first threshold in which a state of charge (SOC) value of the monitored battery is predetermined in order to maintain the minimum power supplied to the fuel cell unit 10 at the start of the fuel cell system 1. When the value is less than the SOC value, the power of the battery 30 may be stopped from being supplied to the external load through the DC / AC inverter 50. Here, the first threshold SOC value may be set to any one of 25 to 35% range.

이에 의해, 본 실시예에 따른 연료전지 시스템(1)은 시동 시 안정적인 정상시동을 위해 연료전지유닛(10)에 공급되는 최소한의 전력을 유지할 수 있다.As a result, the fuel cell system 1 according to the present exemplary embodiment may maintain the minimum power supplied to the fuel cell unit 10 for stable normal startup at start-up.

제어유닛(60)은 개질기(12)의 웜업(warm up)이 완료 된 경우 배터리(30)의 전력을 공급하여 스택(14)을 기동하고, 스택(14)의 기동에 의해 발생된 전기를 변환하여 외부로 공급하도록 DC/DC 컨버터(20)를 기동한다.The control unit 60 starts the stack 14 by supplying electric power of the battery 30 when the warm up of the reformer 12 is completed, and converts electricity generated by the start of the stack 14. To start the DC / DC converter 20 to supply to the outside.

그리고 제어유닛(60)은 배터리(30)로부터 외부부하로의 전기 공급을 차단하고, DC/DC 컨버터(20)로부터 공급된 전기를 DC/AC 인버터(50)를 통해 외부부하로 공급한다. The control unit 60 cuts off the electricity supply from the battery 30 to the external load, and supplies the electricity supplied from the DC / DC converter 20 to the external load through the DC / AC inverter 50.

이에 의해 연료전지유닛(10)로부터 공급되는 전기와 배터리(30)로부터 공급되는 전기가 중복되는 것을 방지할 수 있다.As a result, the electricity supplied from the fuel cell unit 10 and the electricity supplied from the battery 30 can be prevented from overlapping.

한편, 제어유닛(60)은 개질기(12)의 웜업(warm up)이 완료 된 경우에도 DC/DC 컨버터(20)로부터 공급된 전기의 전력량이 외부부하의 소비전력량보다 작으면 배터리(30)로부터 외부부하로의 전기 공급을 차단하는 것을 수행하지 않고 배터리(30)로부터 외부부하로의 전기 공급을 유지한다. On the other hand, the control unit 60 from the battery 30 if the amount of electricity supplied from the DC / DC converter 20 is smaller than the power consumption of the external load even when the warm up (warm up) of the reformer 12 is completed The electricity supply from the battery 30 to the external load is maintained without performing the interruption of the electric supply to the external load.

반대로 제어유닛(60)은 DC/DC 컨버터(20)로부터 공급된 전기의 전력량이 외부부하의 소비전력량보다 크게 된 경우 배터리(30)로부터 외부부하로의 전기 공급을 차단한다.On the contrary, the control unit 60 cuts off the electricity supply from the battery 30 to the external load when the amount of electricity supplied from the DC / DC converter 20 is greater than the power consumption of the external load.

이에 의해 제어유닛(60)은 DC/DC 컨버터(20)로부터 공급된 전기의 전력량이 외부부하의 소비전력량 보다 작은 경우에는 배터리(30)로부터 외부부하로의 전기 공급을 차단하지 않고 계속 이용할 수 있어 외부부하의 구동이 불안정해지는 것을 막을 수 있다.As a result, the control unit 60 can continue to use the electricity supply from the battery 30 to the external load when the amount of electricity supplied from the DC / DC converter 20 is smaller than the power consumption of the external load. It can prevent the driving of external load from becoming unstable.

제어유닛(60)은 모니터링된 배터리(30)의 SOC값이 제2 임계 SOC값 미만인 경우 충전기(40)를 통해 배터리(30)를 충전한다. 여기서 제2 임계 SOC값은 85~95% 범위 중 어느 하나의 값으로 정해질 수 있다.The control unit 60 charges the battery 30 through the charger 40 when the monitored SOC value of the battery 30 is less than the second threshold SOC value. Here, the second threshold SOC value may be determined as any one of 85 to 95% range.

제어유닛(60)은 DC/DC 컨버터(20)로부터 공급된 전력을 DC/AC 인버터(50)를 통해 외부부하로 공급함과 동시에 충전기(40)를 통해 배터리(30)를 충전할 수 있다. 또한 제어유닛(60)은 DC/DC 컨버터(20)로부터 공급된 전력을 BOP(16)로 공급할 수 있다.The control unit 60 may charge the battery 30 through the charger 40 while simultaneously supplying the power supplied from the DC / DC converter 20 to an external load through the DC / AC inverter 50. In addition, the control unit 60 may supply the power supplied from the DC / DC converter 20 to the BOP 16.

이와 같이 본 실시예에 따른 연료전지 시스템(1)은 시동 온(ON) 시 배터리(30)의 전력을 이용하여 연료전지유닛(10)을 초기 구동함으로써 시스템의 안정적인 정상기동을 확보할 수 있고, 정상기동 후 배터리(30)를 제2 임계 SOC값으로 충전함으로써 시동 오프(OFF) 후 배터리(30)만으로 외부부하의 비상구동을 수행할 수 있고, 재 시동 온(ON) 시 안정적인 정상기동을 보장할 수 있다.As such, the fuel cell system 1 according to the present exemplary embodiment may secure stable normal startup of the system by initially driving the fuel cell unit 10 by using the power of the battery 30 at the time of starting-up. After the normal startup, the battery 30 is charged to the second threshold SOC value so that the emergency load of the external load can be performed only by the battery 30 after the start-off, and the stable normal startup is ensured upon restart ON. can do.

이하에서는, 도 2를 참조하여, 본 실시예에 따른 연료전지 시스템(1)의 시동방법에 대해 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 2, the starting method of the fuel cell system 1 which concerns on a present Example is demonstrated concretely.

먼저, 연료전지 시스템(1)은 시동이 온(ON) 되어 상기 개질기가 웜업(warm up) 되기 전에 배터리(30)로부터 공급된 전기를 DC/AC 인버터(50)를 통해 상기 외부부하로 공급한다(S210). 그리고 연료전지 시스템(1)은 배터리(30)로부터 공급된 전기를 BOP(16)로 공급한다(S215). 연료전지 시스템(1)은 모니터링된 배터리(30)의 SOC값이 제1 임계 SOC값 미만인 경우 S210단계의 동작을 중지한다. 여기서 제1 임계 SOC값은 25~35% 범위 중 어느 하나의 값으로 정해질 수 있다.First, the fuel cell system 1 supplies electricity supplied from the battery 30 to the external load through the DC / AC inverter 50 before starting up and the reformer warms up. (S210). The fuel cell system 1 supplies electricity supplied from the battery 30 to the BOP 16 (S215). The fuel cell system 1 stops the operation of step S210 when the monitored SOC value of the battery 30 is less than the first threshold SOC value. Here, the first threshold SOC value may be set to any one of 25 to 35% range.

다음, 연료전지 시스템(1)은 시동이 온(ON) 된 후 상기 개질기가 웜업(warm up) 된 후 배터리(30)의 전력을 공급하여 스택(14)을 기동시킨다(S220). 이에 의해 스택(14)으로부터 전기가 발생된다.Next, the fuel cell system 1 activates the stack 14 by supplying electric power of the battery 30 after the reformer warms up after starting up (S220). As a result, electricity is generated from the stack 14.

다음, 연료전지 시스템(1)은 스택(14)의 기동에 의해 발생된 전기를 변환하여 외부로 공급하도록 DC/DC 컨버터(20)를 기동한다(S225). Next, the fuel cell system 1 starts the DC / DC converter 20 to convert electricity generated by the start of the stack 14 and supply it to the outside (S225).

다음, 연료전지 시스템(1)은 DC/DC 컨버터(20)로부터 공급된 전기의 전력량이 즉 스택(14)에 의해 발생된 전력량이 외부부하의 소비전력량보다 작은지 판단한다(S227).Next, the fuel cell system 1 determines whether the amount of electricity supplied from the DC / DC converter 20, that is, the amount of power generated by the stack 14 is smaller than the amount of power consumed by the external load (S227).

S227단계의 판단결과, 스택(1)에 의해 발생된 전력량이 외부부하의 소비전력량보다 작다고 판단된 경우 후술하는 S230단계를 수행하지 않고 배터리(30)로부터 외부부하로의 전기 공급을 유지한다(S228).As a result of the determination in step S227, when it is determined that the amount of power generated by the stack 1 is smaller than the amount of power consumed by the external load, power is supplied from the battery 30 to the external load without performing the step S230 described later (S228). ).

반면, S227단계의 판단결과, 스택(1)에 의해 발생된 전력량이 외부부하의 소비전력량보다 작지 않다고 판단된 경우 배터리(30)로부터 외부부하로의 전기 공급을 차단한다(S230). 이에 의해 연료전지 시스템(1)은 연료전지유닛(10)로부터 공급되는 전기와 배터리(30)로부터 공급되는 전기가 중복되는 것을 방지할 수 있다.On the contrary, when it is determined in step S227 that the amount of power generated by the stack 1 is not smaller than the amount of power consumed by the external load, the supply of electricity from the battery 30 to the external load is blocked (S230). As a result, the fuel cell system 1 can prevent the electricity supplied from the fuel cell unit 10 and the electricity supplied from the battery 30 from overlapping.

다음, 연료전지 시스템(1)은 DC/DC 컨버터(20)의 기동에 의해 공급된 전기를, DC/AC 인버터(50)를 통해 외부부하로 공급하고, BOP(16)로 공급한다(S235). 이와 같이 스택(14)에 의해 발생된 전력에 의해 시스템의 정상운전이 시작될 수 있다.Next, the fuel cell system 1 supplies the electricity supplied by the start of the DC / DC converter 20 to the external load through the DC / AC inverter 50 and to the BOP 16 (S235). . As such, the normal operation of the system may be started by the power generated by the stack 14.

다음, 연료전지 시스템(1)은 모니터링된 배터리(30)의 SOC값이 사전에 정해진 제2 임계 SOC값 이상인지 판단한다(S240). SOC값의 모니터링은 배터리(30)를 관리하는 배터리관리시스템(Battery Management System)과 연동을 통해 수행되거나, SOC측정센서로부터 직접 전달받아 수행될 수 있다. 여기서 제2 임계 SOC값은 85~95% 범위 중 어느 하나의 값으로 설정될 수 있다. 본 실시예에서는 제2 임계 SOC값이 90%로 설정되었다.Next, the fuel cell system 1 determines whether the monitored SOC value of the battery 30 is equal to or greater than a second predetermined threshold SOC value (S240). Monitoring of the SOC value may be performed in conjunction with a battery management system (Battery Management System) for managing the battery 30, or may be directly received from the SOC measurement sensor. Here, the second threshold SOC value may be set to any one of 85 to 95% range. In this embodiment, the second threshold SOC value is set to 90%.

S240단계의 판단결과, 모니터링된 SOC값이 90%를 초과하는 경우, 연료전지 시스템(1)은 S235단계를 수행한다. 반면, S240단계의 판단결과, 모니터링된 SOC값이 90% 이하인 경우 연료전지 시스템(1)은 충전기(40)를 통해 배터리(30)를 충전한다(S250). 이에 의해 연료전지 시스템(1)은 SOC값이 90%가 되도록 배터리(30)를 유지할 수 있다. As a result of the determination in step S240, when the monitored SOC value exceeds 90%, the fuel cell system 1 performs step S235. On the other hand, when the determination result of step S240, when the monitored SOC value is 90% or less, the fuel cell system 1 charges the battery 30 through the charger 40 (S250). As a result, the fuel cell system 1 can hold the battery 30 so that the SOC value is 90%.

1: 연료전지 시스템
10: 연료전지유닛
12: 개질기
14: 스택
16: BOP
20: DC/DC 컨버터
30: 배터리
40: 충전기
50: DC/AC 인버터
60: 제어유닛1: Fuel cell system
10: fuel cell unit
12: reformer
14: stack
16: BOP
20: DC / DC converter
30: Battery
40: Charger
50: DC / AC Inverter
60: control unit

Claims (16)

개질기와, 스택과, 상기 개질기와 스택의 동작을 보조하는 BOP(Balance OF Plants)를 구비하여 전기를 발생하는 연료전지유닛;
상기 연료전지유닛에 의해 발생된 전기를 변환하여 외부로 공급하는 DC/DC 컨버터;
상기 연료전지유닛의 시동을 위한 전력을 공급하고 상기 연료전지유닛의 시동 전 외부부하로 전력을 공급하기 위한 배터리;
상기 DC/DC 컨버터 또는 상기 배터리로부터 공급된 전기를 변환하여 외부부하로 공급하는 DC/AC 인버터; 및
시동이 온(ON) 되어 상기 개질기가 웜업(warm up) 되기 전인 경우 상기 배터리의 전력을 상기 DC/AC 인버터를 통해 상기 외부부하로 공급하고, 상기 개질기의 웜업(warm up)이 완료 된 경우 상기 배터리의 전력을 공급하여 상기 스택을 기동하며, 상기 스택의 기동에 의해 발생된 전기를 변환하여 외부로 공급하도록 상기 DC/DC 컨버터를 기동하고, 상기 배터리로부터 상기 외부부하로의 전기 공급을 차단하며, 상기 DC/DC 컨버터로부터 공급된 전기를 상기 DC/AC 인버터를 통해 상기 외부부하로 공급하는 제어유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.A fuel cell unit including a reformer, a stack, and BOP (Balance OF Plants) for assisting the operation of the reformer and the stack;
A DC / DC converter for converting electricity generated by the fuel cell unit and supplying the electricity to the outside;
A battery for supplying power for starting the fuel cell unit and supplying power to an external load before starting the fuel cell unit;
A DC / AC inverter for converting electricity supplied from the DC / DC converter or the battery to supply external loads; And
When the power is turned on and before the reformer warms up, the battery power is supplied to the external load through the DC / AC inverter, and when the warm up of the reformer is completed, Supplying power of a battery to start the stack, starting the DC / DC converter to convert electricity generated by the stack to be supplied to the outside, and cut off the supply of electricity from the battery to the external load; And a control unit for supplying electricity supplied from the DC / DC converter to the external load through the DC / AC inverter. 제1항에 있어서,
상기 제어유닛은, 상기 개질기의 웜업(warm up)이 완료 된 경우에도 상기 DC/DC 컨버터로부터 공급된 전기의 전력량이 상기 외부부하의 소비전력량보다 작으면 상기 배터리로부터 상기 외부부하로의 전기 공급을 차단하는 것을 수행하지 않고 상기 배터리로부터 상기 외부부하로의 전기 공급을 유지하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템. The method of claim 1,
The control unit is configured to supply electricity from the battery to the external load if the amount of electricity supplied from the DC / DC converter is smaller than the power consumption of the external load even when warming up of the reformer is completed. Maintaining a supply of electricity from the battery to the external load without performing blocking. 제1항에 있어서,
상기 제어유닛은 상기 배터리의 SOC(State Of Charge)를 모니터링하고, 상기 모니터링 결과 상기 배터리의 SOC값이 제1 임계 SOC값 미만인 경우, 상기 개질기가 웜업(warm up) 되기 전에 상기 배터리의 전력을 상기 외부부하로 공급하는 것을 중지하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.The method of claim 1,
The control unit monitors a state of charge (SOC) of the battery, and when the SOC value of the battery is less than a first threshold SOC value as a result of the monitoring, the control unit supplies power of the battery before the reformer warms up. A fuel cell system, characterized by stopping supply to an external load. 제3항에 있어서,
상기 제1 임계 SOC값은 25~35% 중 어느 하나의 값인 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.The method of claim 3,
The first critical SOC value is any one of 25 to 35% of the fuel cell system. 제1항에 있어서,
상기 연료전지 시스템은, 상기 DC/DC 컨버터로부터 공급된 전기를 이용하여 배터리를 충전하기 위한 충전기를 더 포함하고,
상기 제어유닛은 상기 배터리의 SOC(State Of Charge)를 모니터링하고, 상기 모니터링 결과 상기 배터리의 SOC값이 제2 임계 SOC값 미만인 경우 상기 충전기를 통해 상기 배터리를 충전하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.The method of claim 1,
The fuel cell system further includes a charger for charging a battery using electricity supplied from the DC / DC converter,
And the control unit monitors a state of charge (SOC) of the battery, and charges the battery through the charger when the SOC value of the battery is less than a second threshold SOC value as a result of the monitoring. 제5항에 있어서,
상기 제2 임계 SOC값은 85~95% 중 어느 하나의 값인 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.6. The method of claim 5,
The second critical SOC value is any one of 85 to 95% of the fuel cell system. 제1항에 있어서,
상기 제어유닛은 상기 DC/DC 컨버터로부터 공급된 전기를 상기 DC/AC 인버터를 통해 상기 외부부하로 공급함과 동시에 상기 배터리로 공급하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.The method of claim 1,
And the control unit supplies electricity supplied from the DC / DC converter to the battery at the same time as supplying the external load through the DC / AC inverter. 제1항에 있어서,
상기 제어유닛은 상기 DC/DC 컨버터로부터 공급된 전기를 상기 BOP로 공급하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.The method of claim 1,
The control unit is a fuel cell system, characterized in that for supplying electricity supplied from the DC / DC converter to the BOP. BOP(Balance OF Plants)와 개질기와 스택을 구비하는 연료전지유닛, 상기 연료전지유닛으로부터 발생된 전기를 변환하여 외부로 공급하는 DC/DC 컨버터, 배터리 및 상기 DC/DC 컨버터 또는 상기 배터리로부터 공급된 전기를 변환하여 외부부하로 공급하는 DC/AC 인버터를 구비한 연료전지 시스템의 시동방법에 있어서,
시동이 온(ON) 되어 상기 개질기가 웜업(warm up) 되기 전에 상기 배터리로부터 공급된 전기를 상기 DC/AC 인버터를 통해 상기 외부부하로 공급하는 단계;
상기 개질기가 웜업(warm up)이 완료된 경우 상기 배터리의 전력을 공급하여 상기 스택을 기동하는 단계;
상기 스택의 기동에 의해 발생된 전기를 변환하여 외부로 공급하도록 상기 DC/DC 컨버터를 기동하는 단계;
상기 배터리로부터 상기 외부부하로의 전기 공급을 차단하는 단계; 및
상기 DC/DC 컨버터로부터 공급된 전기를 상기 DC/AC 인버터를 통해 상기 외부부하로 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 시동방법.A fuel cell unit having a balance of plants (BOP) and a reformer and a stack, a DC / DC converter for converting electricity generated from the fuel cell unit and supplying it to the outside, and a battery and a DC / DC converter or a battery supplied from the battery. A method of starting a fuel cell system having a DC / AC inverter for converting electricity and supplying it to an external load,
Supplying electricity supplied from the battery to the external load through the DC / AC inverter before starting up and the reformer warms up;
Starting the stack by supplying power of the battery when the reformer completes warming up;
Starting the DC / DC converter to convert electricity generated by the start of the stack and supply it to the outside;
Interrupting electricity supply from the battery to the external load; And
And supplying electricity supplied from the DC / DC converter to the external load through the DC / AC inverter. 제9항에 있어서,
상기 연료전지 시스템의 시동방법은, 상기 개질기의 웜업(warm up)이 완료된 경우에도 상기 DC/DC 컨버터로부터 공급된 전기의 전력량이 상기 외부부하의 소비전력량보다 작다고 판단한 경우 상기 배터리로부터 상기 외부부하로의 전기 공급을 차단하는 단계를 수행하지 않고 상기 배터리로부터 상기 외부부하로의 전기 공급을 유지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 시동방법.10. The method of claim 9,
The start method of the fuel cell system may be configured to, when the warm-up of the reformer is completed, determines that the amount of electricity supplied from the DC / DC converter is smaller than the power consumption of the external load. And maintaining the electricity supply from the battery to the external load without performing the step of interrupting the electricity supply of the fuel cell system. 제9항에 있어서,
상기 연료전지 시스템의 시동방법은, 상기 배터리의 SOC(State Of Charge)를 모니터링하는 단계와, 상기 모니터링 결과 상기 배터리의 SOC값이 제1 임계 SOC값 미만인 경우 상기 개질기가 웜업(warm up) 되기 전에 상기 배터리의 전력을 상기 외부부하로 공급하는 것을 중지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 시동방법.10. The method of claim 9,
The method of starting the fuel cell system may include: monitoring a state of charge (SOC) of the battery; and before the reformer warms up when the SOC value of the battery is less than a first threshold SOC value as a result of the monitoring. And stopping supplying power of the battery to the external load. 제11항에 있어서,
상기 제1 임계 SOC값은 25~35% 중 어느 하나의 값인 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 시동방법.12. The method of claim 11,
The first critical SOC value is any one of 25 to 35% of the start-up method of the fuel cell system. 제9항에 있어서,
상기 연료전지 시스템은 상기 DC/DC 컨버터로부터 공급된 전기를 이용하여 배터리를 충전하기 위한 충전기를 더 구비하고,
상기 연료전지 시스템의 시동방법은, 상기 배터리의 SOC(State Of Charge)를 모니터링하는 단계와, 상기 모니터링 결과 상기 배터리의 SOC값이 제2 임계 SOC값 미만인 경우 상기 충전기를 통해 상기 배터리를 충전하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 시동방법.10. The method of claim 9,
The fuel cell system further includes a charger for charging a battery using electricity supplied from the DC / DC converter,
The method of starting the fuel cell system may include: monitoring a state of charge (SOC) of the battery; and charging the battery through the charger when the SOC value of the battery is less than a second threshold SOC value as a result of the monitoring. Starting method of a fuel cell system, characterized in that it further comprises. 제13항에 있어서,
상기 제2 임계 SOC값은 85~95% 범위 중 어느 하나의 값인 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 시동방법.14. The method of claim 13,
The second threshold SOC value is any one of the range of 85 ~ 95% of the starting method of the fuel cell system. 제9항에 있어서,
상기 DC/DC 컨버터로부터 공급된 전기를 상기 DC/AC 인버터를 통해 상기 외부부하로 공급하는 단계는, 상기 DC/DC 컨버터로부터 공급된 전기를 상기 외부부하로 공급함과 동시에 상기 배터리로 공급하는 단계인 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 시동방법.10. The method of claim 9,
The supplying of electricity supplied from the DC / DC converter to the external load through the DC / AC inverter is a step of supplying electricity supplied from the DC / DC converter to the external load and simultaneously to the battery. Starting method of a fuel cell system, characterized in that. 제9항에 있어서,
상기 연료전지 시스템의 시동방법은, 상기 DC/DC 컨버터로부터 공급되는 전기를 상기 BOP로 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 시동방법.10. The method of claim 9,
The starting method of the fuel cell system further comprises supplying electricity supplied from the DC / DC converter to the BOP.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060029354A (en) * 2004-10-01 2006-04-06 삼성테크윈 주식회사 Distributed power generation system and control method for the same
KR20060069136A (en) * 2004-12-17 2006-06-21 현대자동차주식회사 Power division control system of hybrid vehicle and method thereof
KR20080052094A (en) * 2006-12-07 2008-06-11 현대자동차주식회사 The power distribution control apparatus of the hybrid fuel cell vehicle control method
KR20100051511A (en) * 2008-11-07 2010-05-17 현대자동차주식회사 Method for starting fuel cell vehicle

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060029354A (en) * 2004-10-01 2006-04-06 삼성테크윈 주식회사 Distributed power generation system and control method for the same
KR20060069136A (en) * 2004-12-17 2006-06-21 현대자동차주식회사 Power division control system of hybrid vehicle and method thereof
KR20080052094A (en) * 2006-12-07 2008-06-11 현대자동차주식회사 The power distribution control apparatus of the hybrid fuel cell vehicle control method
KR20100051511A (en) * 2008-11-07 2010-05-17 현대자동차주식회사 Method for starting fuel cell vehicle

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019022365A1 (en) * 2017-07-28 2019-01-31 주식회사 경동나비엔 Power conversion device and fuel cell system using same

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