KR101418177B1 - 위상차 보상 회로를 구비한 연료전지 스택의 고장 진단 장치 및 그것의 위상차 보상 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 위상차 보상 회로를 구비한 연료전지 스택의 고장 진단 장치는 연료전지 스택에 교류 전류(AC)를 인가하여 상기 연료전지 스택에서 부하로 흐르는 전류에 교류 전류의 성분이 나타나도록 하는 교류전류 발생회로; 상기 교류전류 발생회로에서 인가된 상기 교류 전류와 상기 연료전지 스택의 기본 동작 전류(DC)를 디커플링시키는 LC 회로; 상기 연료전지 스택의 전압을 측정하는 전압 측정 회로; 및 상기 측정된 전압을 주파수 변환하여 상기 연료전지 스택의 고장 여부를 진단하는 마이컴을 포함한다.

Description

위상차 보상 회로를 구비한 연료전지 스택의 고장 진단 장치 및 그것의 위상차 보상 방법{FAULT DIAGNOSIS DEVICE FOR FUEL CELL STACK HAVING PHASE DIFFERENCE CORRECTION CIRCUIT, AND PHASE DIFFERENCE CORRECTION METHOD FOR THE SAME}
본 발명의 실시예들은 위상차 보상 회로를 구비한 연료전지 스택의 고장 진단 장치, 및 상기 연료전지 스택의 고장 진단 장치의 위상차 보상 방법에 관한 것이다.
연료전지는 연료가 가지고 있는 화학에너지를 연소에 의해 열로 바꾸지 않고 스택 내에서 전기화학적으로 반응시켜 전기에너지로 변환시키는 일종의 발전장치이며, 산업용, 가정용 및 차량 구동용 전력을 공급할 뿐만 아니라 소형의 전기/전자제품, 특히 휴대용 장치의 전력 공급에도 적용될 수 있다.
현재 차량 구동을 위한 전력공급원으로는 연료전지 중 가장 높은 전력밀도를 갖는 고분자 전해질막 연료전지(PEMFC:Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell, Proton Exchange Membrane Fuel Cell) 형태가 가장 많이 연구되고 있으며, 이는 낮은 작동온도로 인한 빠른 시동시간과 빠른 전력변환 반응시간을 갖는다.
이러한 고분자 전해질막 연료전지는 수소이온이 이동하는 고체 고분자 전해질막을 중심으로 막의 양쪽에 전기화학반응이 일어나는 촉매전극층이 부착된 막전극접합체(MEA:Membrane Electrode Assembly), 반응가스들을 고르게 분포시키고 발생된 전기에너지를 전달하는 역할을 수행하는 기체확산층(GDL:Gas Diffusion Layer), 반응가스들 및 냉각수의 기밀성과 적정 체결압을 유지하기 위한 가스켓 및 체결기구, 그리고 반응가스들 및 냉각수를 이동시키는 분리판(Bipolar Plate)을 포함하여 구성된다.
이러한 단위 셀 구성을 이용하여 연료전지 스택을 조립할 때, 셀 내 가장 안쪽에 주요 구성부품인 막전극접합체 및 기체확산층의 조합이 위치하는데, 막전극접합체는 고분자 전해질막 양면에 수소와 산소가 반응할 수 있도록 촉매가 도포된 촉매전극층, 즉 애노드(Anode) 및 캐소드(Cathode)를 가지며, 애노드 및 캐소드가 위치한 바깥부분에 기체확산층, 가스켓 등이 적층된다.
기체확산층의 바깥쪽에는 반응가스(연료인 수소와 산화제인 산소 또는 공기)를 공급하고 냉각수가 통과하는 유로(Flow Field)가 형성된 분리판이 위치된다. 이러한 구성을 단위 셀로 하여 복수의 단위 셀들을 적층한 뒤 가장 바깥쪽에 집전판(Current Collector) 및 절연판, 적층 셀들을 지지하기 위한 엔드플레이트(End Plate)를 결합하는데, 엔드플레이트 사이에 단위 셀들을 반복 적층하여 체결함으로써 연료전지 스택을 구성하게 된다.
실제 차량에서 필요한 전위를 얻기 위해서는 단위 셀을 필요한 전위만큼 적층해야 하며, 단위 셀들을 적층한 것이 스택이다. 1개의 단위 셀에서 발생하는 전위는 약 1.3V로서, 차량 구동에 필요한 전력을 생산하기 위해 다수의 셀을 직렬로 적층하고 있다.
한편, 연료전지 차량에서는 셀의 전압을 스택 성능 및 운전상태, 고장 여부 등을 파악하는데 사용하고 있고, 더불어 반응가스의 유량 제어 등 시스템의 다양한 제어에 사용하고 있는바, 대표적으로 분리판을 커넥터 및 도선으로 셀 전압 측정장치에 연결하여 측정하고 있다.
본 발명에 관한 선행기술로는 등록특허공보 제10-1090705호(발명의 명칭: 연료전지스택의 상태 진단 방법, 등록일자: 2011년 12월 1일)가 있다.
본 발명의 일 실시예는 디커플링 커패시터에 인덕터를 직렬 연결한 위상차 보상 회로를 구비함으로써, LC 직렬 공진에 의한 임피던스를 최소화할 수 있는, 위상차 보상 회로를 구비한 연료전지 스택의 고장 진단 장치 및 그것의 위상차 보상 방법을 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 위상차 보상 회로를 구비한 연료전지 스택의 고장 진단 장치는 연료전지 스택에 교류 전류(AC)를 인가하여 상기 연료전지 스택에서 부하로 흐르는 전류에 교류 전류의 성분이 나타나도록 하는 교류전류 발생회로; 상기 교류전류 발생회로에서 인가된 상기 교류 전류와 상기 연료전지 스택의 기본 동작 전류(DC)를 디커플링시키는 LC 회로; 상기 연료전지 스택의 전압을 측정하는 전압 측정 회로; 및 상기 측정된 전압을 주파수 변환하여 상기 연료전지 스택의 고장 여부를 진단하는 마이컴을 포함한다.
상기 LC 회로는 커패시터에 인덕터가 직렬로 연결되는 구조를 가짐으로써, LC 직렬 공진에 의한 임피던스를 최소화하여 상기 교류 전류의 위상차를 보상할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 위상차 보상 회로를 구비한 연료전지 스택의 고장 진단 장치는 상기 연료전지 스택에 인가된 상기 교류 전류로 인해 나타나는 상기 연료전지 스택의 전류를 측정하는 전류 측정 회로를 더 포함하고, 상기 마이컴은 상기 전류 측정 회로의 전류 측정 결과에 기초하여 상기 연료전지 스택의 고장을 진단할 수 있다.
상기 전류 측정 회로는 상기 연료전지 스택의 전류를 필터링하는 필터링부를 포함하고, 상기 필터링부의 출력 신호(교류 성분)를 토대로 상기 연료전지 스택의 전류를 측정할 수 있다.
상기 필터링부는 상기 연료전지 스택의 전류에서 미리 설정된 주파수 밴드의 신호를 필터링하는 밴드패스필터(BPF)를 포함할 수 있다.
상기 필터링부는 상기 연료전지 스택의 전류에서 고주파 밴드의 신호를 필터링하는 하이패스필터(HPF)를 포함할 수 있다.
상기 마이컴은 상기 필터링부의 출력 신호(교류 성분)를 주파수 변환하여 주파수 성분을 검출 및 분석하는 주파수 변환부; 및 상기 주파수 변환부의 분석 결과에 기초하여 고조파 왜곡률을 계산하여 상기 연료전지 스택의 고장을 진단하는 연산부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택의 고장 진단 장치의 위상차 보상 방법은 상기 고장 진단 장치의 교류전류 발생회로에서, 상기 연료전지 스택에 교류 전류(AC)를 인가하여 상기 연료전지 스택에서 부하로 흐르는 전류에 상기 교류 전류의 성분이 나타나도록 하는 단계; 상기 고장 진단 장치의 LC 회로에서, 상기 교류전류 발생회로에서 인가된 상기 교류 전류와 상기 연료전지 스택의 기본 동작 전류(DC)를 디커플링시키는 단계; 상기 고장 진단 장치의 전압 측정 회로에서, 상기 연료전지 스택의 전압을 측정하는 단계; 및 상기 고장 진단 장치의 마이컴에서, 상기 측정된 전압을 주파수 변환하여 상기 연료전지 스택의 고장 여부를 진단하는 단계를 포함한다.
상기 LC 회로는 커패시터에 인덕터가 직렬로 연결되는 구조를 가짐으로써, LC 직렬 공진에 의한 임피던스를 최소화하여 상기 교류 전류의 위상차를 보상할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택의 고장 진단 장치의 위상차 보상 방법은 상기 고장 진단 장치의 전류 측정 회로에서, 상기 연료전지 스택에 인가된 상기 교류 전류로 인해 나타나는 상기 연료전지 스택의 전류를 측정하는 단계; 및 상기 고장 진단 장치의 마이컴에서, 상기 전류 측정 회로의 전류 측정 결과에 기초하여 상기 연료전지 스택의 고장을 진단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 디커플링 커패시터에 인덕터를 직렬 연결한 위상차 보상 회로를 구비함으로써, LC 직렬 공진에 의한 임피던스를 최소화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 연료전지 스택에 인가(주입)되는 교류 전류의 일그러짐(왜곡) 현상을 방지하여, 연료전지 스택의 고장 진단의 정확성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위상차 보상 회로를 구비한 연료전지 스택의 고장 진단 장치를 설명하기 위해 도시한 회로도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 위상차 보상 회로를 구비한 연료전지 스택의 고장 진단 장치를 설명하기 위해 도시한 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택의 고장 진단 장치의 위상차 보상 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료전지 스택의 고장 진단 장치의 위상차 보상 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
기존의 연료전지 고장 진단 장치는 교류 전류를 직류 전압에 주입하기 위해 중간에 교류와 직류를 디커플링시키는 커패시터를 구비하는데, 이 커패시터로 인해 교류가 커패시터를 지나면서 커패시터로 인한 위상차로 교류 전류가 일그러지는 현상(왜곡)이 발생된다.
이를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에서는 커패시터에 직렬로 인덕터를 연결하여 LC 직렬 공진에 의한 임피던스를 최소화함으로써 교류 신호를 일그러짐 없이 주입할 수 있는, 위상차 보상 회로를 구비한 연료전지 스택의 고장 진단 장치를 제공한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위상차 보상 회로를 구비한 연료전지 스택의 고장 진단 장치를 설명하기 위해 도시한 회로도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 위상차 보상 회로를 구비한 연료전지 스택의 고장 진단 장치(100)는 교류전류 발생회로(110), LC 회로(120), 전압 측정 회로(130), 및 마이컴(140)을 포함한다.
상기 교류전류 발생회로(110)는 연료전지 스택(101)에 교류 전류(AC)를 인가하여 상기 연료전지 스택(101)에서 부하로 흐르는 전류에 교류 전류의 성분이 나타나도록 한다.
이에 따라, 스택 전류 즉 상기 연료전지 스택(101)에서 흐르는 전류는 직류 성분과 교류 성분을 모두 가지게 된다. 상기 교류 성분은 상기 연료전지 스택(101)의 고장을 진단하는 요소로서 사용된다.
상기 연료전지 스택(101)에 인가되는 교류 전류는 파워(112)를 거쳐서 상기 LC 회로(120)로 흘러 들어간다.
상기 LC 회로(120)는 상기 교류전류 발생회로(110)에서 인가된 교류 전류와 상기 연료전지 스택(101)의 기본 동작 전류(DC)를 디커플링시킨다.
이러한 LC 회로(120)는 커패시터(C)에 인덕터(L)가 직렬로 연결되는 구조를 가짐으로써, LC 직렬 공진에 의한 임피던스를 최소화하여 상기 교류전류 발생 회로(110)에서 인가된 교류 전류의 위상차를 보상할 수 있다.
상기 전압 측정 회로(130)는 상기 연료전지 스택(101)의 전압을 측정한다. 이때, 상기 전압 측정 회로(130)는 상기 연료전지 스택(101)의 전압 측정 시, 하이패스필터(HPF)나 밴드패스필터(BPF)를 이용하여 상기 연료전지 스택(101)의 교류 성분만을 검출할 수 있다.
상기 마이컴(140)은 상기 측정된 전압(교류 성분)을 주파수 변환하여 상기 연료전지 스택(101)의 고장 여부를 진단한다.
이를 위해, 상기 마이컴(140)은 도면에는 도시되지 않았지만 주파수 변환부 및 연산부를 포함할 수 있다.
상기 주파수 변환부는 상기 측정된 전압의 교류 성분을 주파수 변환하여 주파수 성분을 검출 및 분석할 수 있다.
상기 연산부는 상기 주파수 변환부의 분석 결과에 기초하여 고조파 왜곡률을 계산하고, 상기 계산된 왜곡률을 이용하여 상기 연료전지 스택(101)의 고장을 진단한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 위상차 보상 회로를 구비한 연료전지 스택의 고장 진단 장치를 설명하기 위해 도시한 회로도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 위상차 보상 회로를 구비한 연료전지 스택의 고장 진단 장치(200)는 교류전류 발생회로(210), LC 회로(220), 전류 측정 회로(230), 전압 측정 회로(240), 및 마이컴(250)을 포함한다.
상기 교류전류 발생회로(210)는 연료전지 스택(201)에 교류 전류(AC)를 인가하여 상기 연료전지 스택(201)에서 부하로 흐르는 전류에 교류 전류의 성분이 나타나도록 한다.
이에 따라, 스택 전류 즉 상기 연료전지 스택(201)에서 흐르는 전류는 직류 성분과 교류 성분을 모두 가지게 된다. 상기 교류 성분은 상기 연료전지 스택(201)의 고장을 진단하는 요소로서 사용된다.
상기 연료전지 스택(201)에 인가되는 교류 전류는 파워(212)를 거쳐서 상기 LC 회로(220)로 흘러 들어간다.
상기 LC 회로(220)는 상기 교류전류 발생회로(210)에서 인가된 교류 전류와 상기 연료전지 스택(201)의 기본 동작 전류(DC)를 디커플링시킨다.
이러한 LC 회로(220)는 커패시터(C)에 인덕터(L)가 직렬로 연결되는 구조를 가짐으로써, LC 직렬 공진에 의한 임피던스를 최소화하여 상기 교류전류 발생 회로(210)에서 인가된 교류 전류의 위상차를 보상할 수 있다.
상기 전류 측정 회로(230)는 상기 연료전지 스택(201)에 인가된 교류 전류로 인해 나타나는, 연료전지 스택(201)의 전류를 측정한다.
상기 전류 측정 회로(230)는 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 연료전지 스택(201)의 전류를 필터링하는 필터링부를 포함할 수 있다.
상기 전류 측정 회로(230)는 상기 필터링부의 출력 신호(교류 성분)를 토대로 상기 연료전지 스택(201)의 전류를 측정할 수 있다.
상기 필터링부는 상기 연료전지 스택(201)의 전류에서 미리 설정된 주파수 밴드의 신호를 필터링하는 밴드패스필터(BPF)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 필터링부는 상기 연료전지 스택(201)의 전류에서 고주파 밴드의 신호를 필터링하는 하이패스필터(HPF)를 포함할 수 있다.
상기 전압 측정 회로(240)는 상기 연료전지 스택(201)의 전압을 측정한다. 이때, 상기 전압 측정 회로(240)는 상기 연료전지 스택(201)의 전압 측정 시, 하이패스필터(HPF)나 밴드패스필터(BPF)를 이용하여 상기 연료전지 스택(201)의 교류 성분만을 검출할 수 있다.
상기 마이컴(250)은 상기 전류 측정 회로(230)의 전류 측정 결과, 및 상기 전압 측정 회로의 전압 측정 결과를 주파수 변환하여 상기 연료전지 스택(201)의 고장 여부를 진단할 수 있다.
이를 위해, 상기 마이컴(140)은 주파수 변환부 및 연산부를 포함할 수 있다.
상기 주파수 변환부는 상기 필터링부의 출력 신호(교류 성분)를 주파수 변환하여 주파수 성분을 검출 및 분석할 수 있다.
상기 연산부는 상기 주파수 변환부의 분석 결과에 기초하여 고조파 왜곡률을 계산하고, 상기 계산된 왜곡률을 이용하여 상기 연료전지 스택(201)의 고장을 진단할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택의 고장 진단 장치의 위상차 보상 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 단계(310)에서 상기 교류전류 발생회로(110)는 상기 연료전지 스택(201)에 교류 전류(AC)를 인가하여 상기 연료전지 스택(201)에서 부하로 흐르는 전류에 상기 교류 전류의 성분이 나타나도록 한다.
다음으로, 단계(320)에서 상기 LC 회로(120)는 상기 교류전류 발생회로(110)에서 인가된 교류 전류와, 상기 연료전지 스택(101)의 기본 동작 전류(DC)를 디커플링시킨다.
다음으로, 단계(330)에서 상기 전압 측정 회로(130)는 상기 연료전지 스택(101)의 전압을 측정한다.
다음으로, 단계(340)에서 상기 마이컴(140)은 상기 측정된 전압을 주파수 변환하여 상기 연료전지 스택(101)의 고장 여부를 진단한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료전지 스택의 고장 진단 장치의 위상차 보상 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 단계(410)에서 상기 교류전류 발생회로(210)는 상기 연료전지 스택(201)에 교류 전류(AC)를 인가하여 상기 연료전지 스택(201)에서 부하(Load)로 흐르는 전류에 상기 교류 전류의 성분이 나타나도록 한다.
다음으로, 단계(420)에서 상기 LC 회로(220)는 상기 교류전류 발생회로(210)에서 인가된 교류 전류와, 상기 연료전지 스택(201)의 기본 동작 전류(DC)를 디커플링시킨다.
다음으로, 단계(430)에서 상기 전압 측정 회로(240)는 상기 연료전지 스택(201)의 전압을 측정한다.
다음으로, 단계(440)에서 상기 전류 측정 회로(230)는 상기 연료전지 스택(201)에 인가된 교류 전류로 인해 나타나는, 연료전지 스택(201)의 전류를 측정한다.
다음으로, 단계(450)에서 상기 마이컴(250)은 상기 전압 측정 회로(240)의 전압 측정결과 및 상기 전류 측정 회로(230)의 전류 측정 결과에 기초하여 상기 연료전지 스택(201)의 고장을 진단한다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에서는 디커플링 커패시터에 인덕터를 직렬 연결한 위상차 보상 회로를 구비함으로써, LC 직렬 공진에 의한 임피던스를 최소화할 수 있으며, 이를 통해 연료전지 스택에 인가(주입)되는 교류 전류의 일그러짐(왜곡) 현상을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 의하면 연료전지 스택의 고장 진단의 정확성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 로컬 데이터 파일, 로컬 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크와 같은 자기-광 매체, 및 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
101, 201: 연료전지 스택
110, 210: 교류전류 발생회로
112, 212: 파워
120, 220: LC 회로
130, 240: 전압 측정 회로
140, 250: 마이컴
230: 전류 측정 회로

Claims (10)

  1. 연료전지 스택에 교류 전류(AC)를 인가하여 상기 연료전지 스택에서 부하로 흐르는 전류에 교류 전류의 성분이 나타나도록 하는 교류전류 발생회로;
    상기 교류전류 발생회로에서 인가된 상기 교류 전류와 상기 연료전지 스택의 기본 동작 전류(DC)를 디커플링시키는 LC 회로;
    상기 연료전지 스택의 전압을 측정하는 전압 측정 회로; 및
    상기 측정된 전압을 주파수 변환하여 상기 연료전지 스택의 고장 여부를 진단하는 마이컴
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상차 보상 회로를 구비한 연료전지 스택의 고장 진단 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 LC 회로는
    커패시터에 인덕터가 직렬로 연결되는 구조를 가짐으로써, LC 직렬 공진에 의한 임피던스를 최소화하여 상기 교류 전류의 위상차를 보상하는 것을 특징으로 하는 위상차 보상 회로를 구비한 연료전지 스택의 고장 진단 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연료전지 스택에 인가된 상기 교류 전류로 인해 나타나는 상기 연료전지 스택의 전류를 측정하는 전류 측정 회로
    를 더 포함하고,
    상기 마이컴은
    상기 전류 측정 회로의 전류 측정 결과에 기초하여 상기 연료전지 스택의 고장을 진단하는 것을 특징으로 하는 위상차 보상 회로를 구비한 연료전지 스택의 고장 진단 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전류 측정 회로는
    상기 연료전지 스택의 전류를 필터링하는 필터링부를 포함하고, 상기 필터링부의 출력 신호(교류 성분)를 토대로 상기 연료전지 스택의 전류를 측정하는 것을 특징으로 하는 위상차 보상 회로를 구비한 연료전지 스택의 고장 진단 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 필터링부는
    상기 연료전지 스택의 전류에서 미리 설정된 주파수 밴드의 신호를 필터링하는 밴드패스필터(BPF)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상차 보상 회로를 구비한 연료전지 스택의 고장 진단 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 필터링부는
    상기 연료전지 스택의 전류에서 고주파 밴드의 신호를 필터링하는 하이패스필터(HPF)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상차 보상 회로를 구비한 연료전지 스택의 고장 진단 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 마이컴은
    상기 필터링부의 출력 신호(교류 성분)를 주파수 변환하여 주파수 성분을 검출 및 분석하는 주파수 변환부; 및
    상기 주파수 변환부의 분석 결과에 기초하여 고조파 왜곡률을 계산하여 상기 연료전지 스택의 고장을 진단하는 연산부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상차 보상 회로를 구비한 연료전지 스택의 고장 진단 장치.
  8. 연료전지 스택의 고장 진단 장치에 의해 수행되는 교류 전류 위상차 보상 방법에 있어서,
    상기 고장 진단 장치의 교류전류 발생회로에서, 상기 연료전지 스택에 교류 전류(AC)를 인가하여 상기 연료전지 스택에서 부하로 흐르는 전류에 상기 교류 전류의 성분이 나타나도록 하는 단계;
    상기 고장 진단 장치의 LC 회로에서, 상기 교류전류 발생회로에서 인가된 상기 교류 전류와 상기 연료전지 스택의 기본 동작 전류(DC)를 디커플링시키는 단계;
    상기 고장 진단 장치의 전압 측정 회로에서, 상기 연료전지 스택의 전압을 측정하는 단계; 및
    상기 고장 진단 장치의 마이컴에서, 상기 측정된 전압을 주파수 변환하여 상기 연료전지 스택의 고장 여부를 진단하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 고장 진단 장치의 위상차 보상 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 LC 회로는
    커패시터에 인덕터가 직렬로 연결되는 구조를 가짐으로써, LC 직렬 공진에 의한 임피던스를 최소화하여 상기 교류 전류의 위상차를 보상하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 고장 진단 장치의 위상차 보상 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 고장 진단 장치의 전류 측정 회로에서, 상기 연료전지 스택에 인가된 상기 교류 전류로 인해 나타나는 상기 연료전지 스택의 전류를 측정하는 단계; 및
    상기 고장 진단 장치의 마이컴에서, 상기 전류 측정 회로의 전류 측정 결과에 기초하여 상기 연료전지 스택의 고장을 진단하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 고장 진단 장치의 위상차 보상 방법.
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