KR101428413B1 - 연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지장치 - Google Patents
연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101428413B1 KR101428413B1 KR1020130098860A KR20130098860A KR101428413B1 KR 101428413 B1 KR101428413 B1 KR 101428413B1 KR 1020130098860 A KR1020130098860 A KR 1020130098860A KR 20130098860 A KR20130098860 A KR 20130098860A KR 101428413 B1 KR101428413 B1 KR 101428413B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- cooling water
- terminal
- ion filter
- fuel cell
- water terminal
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 230000008447 perception Effects 0.000 title 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims abstract description 108
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 58
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 2
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- POIUWJQBRNEFGX-XAMSXPGMSA-N cathelicidin Chemical compound C([C@@H](C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](CC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CO)C(O)=O)NC(=O)[C@H](CC=1C=CC=CC=1)NC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)CNC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@@H](N)CC(C)C)C1=CC=CC=C1 POIUWJQBRNEFGX-XAMSXPGMSA-N 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
- H01M8/04044—Purification of heat exchange media
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D35/00—Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
- H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
본 발명은 연료전지 차량에서 스택 냉각수의 전기전도도를 감지하여 이온필터의 정확한 교체시기를 판정하는 장치에 관한 것이다.
본 발명은 스택 냉각수의 전기전도도 측정을 위한 수단으로 아날로그 전기식 신호로 전압신호를 감지하여 LED 경고등을 ON/OFF시키는 새로운 타입의 교체시기 판정방식을 구현함으로써, 전기전도도 센서의 삭제로 부피 축소 및 원가 절감이 가능하고, 이온필터 카트리지 교체시기를 정확하게 판단할 수 있는 LED를 이용한 이온필터 교체시기 감지장치를 제공한다.
본 발명은 스택 냉각수의 전기전도도 측정을 위한 수단으로 아날로그 전기식 신호로 전압신호를 감지하여 LED 경고등을 ON/OFF시키는 새로운 타입의 교체시기 판정방식을 구현함으로써, 전기전도도 센서의 삭제로 부피 축소 및 원가 절감이 가능하고, 이온필터 카트리지 교체시기를 정확하게 판단할 수 있는 LED를 이용한 이온필터 교체시기 감지장치를 제공한다.
Description
본 발명은 연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료전지 차량에서 스택 냉각수의 전기전도도를 감지하여 이온필터의 정확한 교체시기를 판정하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 연료전지 시스템은 공기 중의 산소와 연료인 수소를 공급 받아 물을 생성하면서 전기 에너지를 발생시키는 시스템이다.
예를 들면, 상기 연료전지 시스템은 고순도의 수소가 수소저장탱크로부터 연료전지의 연료극으로 운전 중 공급되고, 공기 블로워와 같은 공기 공급 장치를 이용하여 대기중의 공기가 직접 연료전지의 공기극으로 공급되며, 이렇게 연료전지 스택으로 공급된 산소가 연료극의 촉매에서 수소 이온과 전자로 분리됨과 더불어 이때의 분리된 수소 이온은 전해질 막을 통해 공기극으로 넘어가게 되고, 계속해서 공기극에 공급된 산소는 외부도선을 통해 공기극으로 들어온 전자와 결합하여 물을 생성하면서 전기 에너지를 발생시키는 시스템으로 이루어진다.
이러한 연료전지 시스템은 반응가스의 전기화학 반응으로부터 전기에너지를 발생시키는 연료전지 스택, 연료전지 스택에 연료인 수소를 공급하는 수소공급장치, 연료전지 스택에 전기화학 반응에 필요한 산화제인 산소를 포함하는 공기를 공급하는 공기공급장치, 연료전지 스택의 전기화학 반응 부산물인 열을 외부로 방출시켜 연료전지 스택의 운전온도를 최적으로 제어하고 물 관리 기능을 수행하는 열 및 물 관리 시스템을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 열 및 물 관리 시스템은 이온필터를 포함하며, 이때의 이온필터는 연료전지의 수명 연장 및 연료전지 시스템의 안정을 위하여 연료 전지 스택을 순환하고 나온 냉각수로부터 금속이온을 제거하는 역할을 한다.
즉, 연료전지 차량의 이온필터는 스택 냉각수 루프상에 위치하여, 100kW에 상당하는 고출력 스택에 의한 전기쇼크를 방지하기 위해 이온 필터링을 통한 시스템의 전기안정성을 확보하는 역할을 하게 된다.
예를 들면, 카트리지 내부에 이온수지를 장착하여, 스택 냉각수 내에 존재하는 양이온/음이온에 의해 증가하는 전기전도도를 일정 기준 이하로 제거 및 관리하며, 이에 따라 차량의 절연안정성을 높이는 역할을 하게 된다.
따라서, 이온필터의 내부에는 냉각수에 함유된 이온을 실질적으로 여과해 주는 미립자 형태의 이온수지가 내장되며, 연료전지 스택을 순환하고 나온 냉각수는 이온필터로 들어가 그 내부의 이온수지에 의하여 금속 이온이 제거된 후, 다시 연료전지 스택으로 순환되므로서, 스택 냉각수 내의 이온 정도, 즉 전기전도도가 적절히 제어될 수 있게 된다.
이와 같은 이온필터는 한국 공개특허 10-2006-0114700호, 한국 공개특허 10-2011-0061731호, 한국 공개특허 10-2012-0016059호 등에 다양한 형태의 것들이 개시되어 있다.
한편, 스택 냉각수의 전기전도도는 전기전도도 센서에 의해 측정되며, 이때의 전기전도도 센서가 측정한 전기전도도가 기준치 이상일 경우에는 이온필터 카트리지를 교체하여, 스택 냉각수 내의 전기전도도를 일정 기준 이하로 관리하고 있다.
예를 들면, 전기전도도 센서에 의해서 전기전도도를 측정하고, CAN 통신을 통해 FCU로 주기적으로 냉각수 전기전도도 신호를 전달하여, 이온필터 카트리지의 교체여부를 판정하게 된다.
그러나, 위와 같은 전기전도도 센서 감응 방식의 경우, 전기전도도 센서의 부피가 크고 가격 단가(1개당 10만원)가 비싸기 때문에 레이아웃 측면이나 경제적인 측면에서 불리한 점이 있다.
그리고, 전기전도도 센서 및 CAN 통신 불량의 경우, 소비자가 이온필터 카트리지 교체시기를 판단하는데 어려움이 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 스택 냉각수의 전기전도도 측정을 위한 수단으로 아날로그 전기식 신호로 전압신호를 감지하여 LED 경고등을 ON/OFF시키는 새로운 타입의 교체시기 판정방식을 구현함으로써, 전기전도도 센서의 삭제로 부피 축소 및 원가 절감이 가능하고, 이온필터 카트리지 교체시기를 정확하게 판단할 수 있는 LED를 이용한 이온필터 교체시기 감지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지장치는 다음과 같은 특징이 있다.
상기 연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지장치의 일 예는 발광소자, 직류전원, 스위칭 소자, 제1냉각수 단자 내지 제3냉각수 단자를 포함하는 연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지장치로서, 상기 발광소자의 일단에 상기 스위칭 소자의 전류유입단자가 연결되고, 상기 발광소자의 타단에 상기 직류전원의 일단이 연결되고, 상기 제1냉각수 단자에 상기 스위칭 소자의 전류유출단자가 연결되며, 상기 제2냉각수 단자에 상기 스위칭 소자의 전류조절단자가 연결되고, 상기 제3냉각수 단자에 상기 직류전원의 타단이 연결되며, 상기 제1냉각수단자, 제2냉각수단자 및 제3냉각수단자는 이온필터를 관통하여 냉각수 내로 삽입되는 형태로 이루어진다.
상기 연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지장치의 다른 예는 발광소자, 직류전원, 스위칭 소자, 제1냉각수 단자 내지 제3냉각수 단자를 포함하는 연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지장치로서, 상기 발광소자의 일단에 상기 스위칭 소자의 전류유출단자가 연결되고, 상기 발광소자의 타단에 상기 직류전원의 일단이 연결되고, 상기 제1냉각수 단자에 상기 스위칭 소자의 전류유입단자가 연결되며, 상기 제2냉각수 단자에 상기 스위칭 소자의 전류조절단자가 연결되고, 상기 제3냉각수 단자에 상기 직류전원의 타단이 연결되며, 상기 제1냉각수단자, 제2냉각수단자 및 제3냉각수단자는 이온필터를 관통하여 냉각수 내로 삽입되는 형태로 이루어진다.
따라서, 상기 연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지장치는 간단한 회로구성을 통해 전기전도도 센서 없이도 이온필터 카트리지의 교체시기를 정확하게 판단할 수 있는 특징이 있다.
여기서, 상기 연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지장치에서 발광소자는 엘이디(LED)를 적용할 수 있고, 또 스위칭 소자는 트랜지스터를 적용할 수 있다.
그리고, 상기 연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지장치의 발광소자와 제1냉각수 단자 및 제2냉각수 단자는 어셈블리 형태로 구성하여, 이온필터의 상단 캡에 설치하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 제공하는 연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지장치는 다음과 같은 장점이 있다.
첫째, 아날로그 전기 신호 방식을 이용하여 스택 냉각수의 전기전도도 기준 이상시 이온필터에 장착된 LED를 통해 교체시기를 정확히 판단함으로써, 기존 고가의 전기전도도 센서 삭제로 원가 절감이 가능하다.
둘째, 아날로그 전기 신호 방식이므로, 간단한 구성과 구조로 제작이 가능하다.
셋째, 이온필터 상단 캡에 장착되어 있는 LED 점등을 이용하여, 소비자가 교체 시기를 판단할 수 있는 등 교체 정비성을 개선할 수 있다.
넷째, 이온필터 상단에 소형의 LED만 장착하면 되므로, 공간을 활용할 수 있는 등 레이아웃 설계에 유리하다.
다섯째, 차량 배터리 전원만 공급되면 반영구적으로 사용이 가능하다.
여섯째, 차량 내 전기전도도 기준에 따라 선택적으로 사양을 정할 수 있다(점등되는 기준을 가변적으로 정의 가능하다).
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지장치를 나타내는 회로도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지장치에서 LED 및 전극이 구비되어 있는 이온필터를 나타내는 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지장치에서 이온필터에 구비되는 LED 및 전극의 설치위치를 나타내는 단면도
도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지장치의 작동상태를 나타내는 회로도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지장치에서 LED 및 전극이 구비되어 있는 이온필터를 나타내는 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지장치에서 이온필터에 구비되는 LED 및 전극의 설치위치를 나타내는 단면도
도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지장치의 작동상태를 나타내는 회로도
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지장치를 나타내는 회로도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 상기 연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지장치는 간단한 회로 구성 및 구조로 제작이 가능한 아날로그 전기 신호 방식으로 스택 냉각수의 전기전도도 기준 이상시 LED 경고등을 점등시켜서 이온필터 교체시기를 정확하게 판단하는 형태로 이루어진다.
이를 위하여, 상기 연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지장치는 직렬 회로 구성을 이루는 발광소자(10), 직류전원(11), 스위칭 소자(12), 제1냉각수 단자(13a), 제2냉각수 단자(13b) 및 제3냉각수 단자(13c)를 포함한다.
여기서, 상기 발광소자(10)는 엘이디(LED)를 적용할 수 있고, 상기 직류전원(11)은 차량 배터리 12V를 적용할 수 있고, 상기 스위칭 소자(12)는 트랜지스터를 적용할 수 있다.
그리고, 상기 발광소자(10)의 일단은 스위칭 소자(12)의 전류유입단자(트랜지스터의 경우 드레인)가 연결되고, 상기 발광소자(10)의 타단에 직류전원(11)의 일단이 연결된다.
또한, 상기 스위칭 소자(12)로서 트랜지스터를 적용하는 경우, 이때의 트랜지스터가 가지는 베이스단의 민감도는 적절한 선에 설정할 수 있다.
예를 들면, 트랜지스터 설계시 베이스단에 약 2V 정도의 전압이 인가되었을 때 트랜지스터가 ON 동작되도록 설계할 수 있다.
또한, 이온필터의 냉각수측에 설치되는 3개의 냉각수 단자, 즉 제1냉각수 단자(13a), 제2냉각수 단자(13b) 및 제3냉각수 단자(13c)가 마련되는데, 이때의 제1냉각수 단자(13a)는 스위칭 소자(12)의 전류유출단자(트랜지스터의 경우 소스)에 연결되고, 상기 제2냉각수 단자(13b)는 스위칭 소자(12)의 전류조절단자(트랜지스터의 경우 베이스)에 연결되며, 상기 제3냉각수 단자(13c)는 직류전원(11)의 타단에 연결된다.
다른 예로서, 상기 발광소자(10)의 일단에 스위칭 소자(12)의 전류유출단자가 연결될 수 있고, 이때의 스위칭 소자(12)의 전류유입단자는 제1냉각수단자(13a)의 일단에 연결될 수 있으며, 나머지 스위치 소자(12)의 전류조절단자는 제2냉각수 단자(13b)에 연결수 있다.
따라서, 스택 냉각수의 전기전도도가 기준 미만인 경우에는 직류전원(11), 발광소자(10), 스위칭 소자(12), 제1냉각수단자(13a), 제3냉각수단자(13c)로 이어지는 루프가 개방되어 있으므로 전류가 흐를 수 없으나, 스택 냉각수의 전기전도도가 기준 이상인 경우에는 직류전원(11), 발광소자(10), 스위칭 소자(12), 제1단자(13a), 제3단자(13c)로 이어지는 폐루프가 만들어질 수 있게 된다.
이를 좀더 구체적으로 설명하면, 본 발명의 연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지 장치는 냉각수 탱크(이온 필터) 안의 냉각수를 전기전도도에 따라 변화하는 가변 저항으로 볼 수 있다.
따라서, 냉각수의 이온이 적어서 전기전도도가 높은 경우에는 냉각수는 저항값이 큰 저항으로 볼 수 있고, 냉각수의 이온이 많아서 전기전도도가 낮은 경우에는 저항값이 작은 저항으로 볼 수 있다.
그리고, 전기전도도가 낮은 경우에는 이온필터 카트리지가 제 역할을 못하여 교체해야 할 시기가 된 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지 장치는 이를 이용한 것으로서, 냉각수와 스위치 소자를 직렬 연결하여 이 사이의 전압 분배를 이용해서 엘이디의 점등을 제어할 수 있다.
즉, 냉각수의 저항값이 크면 냉각수에 인가되는 전압값도 크고, 스위치 소자에 인가되는 전압은 작게 된다.
따라서, 스위칭 소자의 전류조절단자의 기생 저항에 인가되는 전압도 작으므로 스위칭 소자는 턴오프 상태를 유지하여 엘이디가 소등상태를 유지하게 된다.
그러나, 냉각수의 저항값이 작아지면 냉각수에 인가되는 전압값도 작아지게 되며, 이와 반대로 스위칭 소자에 인가되는 전압은 커지게 된다.
따라서, 스위칭 소자의 전류조절단자의 기생 저항에 인가되는 전압도 커지므로 스위칭 소자는 턴온하여 엘이디가 점등되게 할 수 있다.
그리고, 이러한 엘이디가 점등하게 되면, 이온필터 카트리지의 교체시기가 되었다는 것을 사용자에게 알려줄 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지장치에서 LED 및 전극이 구비되어 있는 이온필터를 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지장치에서 이온필터에 구비되는 LED 및 전극의 설치위치를 나타내는 단면도이다.
도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 발광소자(10)와 제1냉각수 단자(13a) 및 제2냉각수 단자(13b)는 몸체부(14)를 이용한 하나의 어셈블리 형태로 이루어지며, 상기 몸체부(14)의 윗쪽으로는 발광소자(10)가 배치되고, 몸체부(14)의 아래쪽으로는 제1냉각수 단자(13a) 및 제2냉각수 단자(13b)가 배치된다.
이러한 어셈블리 형태의 발광소자(10)와 제1냉각수 단자(13a) 및 제2냉각수 단자(13b)는 냉각수 입구(15)와 냉각수 출구(16)를 가지는 이온필터(17)의 상단 캡(18)에 설치되고, 이렇게 설치된 상태에서 발광소자(10)는 외부로 노출되는 동시에 제1냉각수 단자(13a) 및 제2냉각수 단자(13b)는 이온필터(17)의 내부에 위치되면서 냉각수와 접하게 된다.
이때, 상기 제1냉각수 단자(13a) 및 제2냉각수 단자(13b)는 카트리지(19)의 후단쪽에 위치됨에 따라, 카트리지(19)를 거쳐 이온이 제거된 상태의 냉각수와 접할 수 있게 된다.
그리고, 상기 제3냉각수 단자(13c) 또한 이온필터(17)의 일측에 설치되면서 카트리지(19)의 후단측에 위치될 수 있게 된다.
물론, 상기 발광소자(10)와 제1냉각수 단자(13a) 및 제2냉각수 단자(13b), 그리고 제3냉각수 단자(13c)는 외부의 회로와 전기적으로 연결된다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지장치의 작동상태를 나타내는 회로도이다.
도 4a에 도시한 바와 같이, 여기서는 연료전지 스택의 운전시 스택 냉각수 내에 전기전도도(L)가 기준 미만일 때의 상태를 보여주고 있으며, 이때의 스위칭 소자(10)는 OFF 동작 상태로서 발광소자(10)는 점등되지 않게 된다.
예를 들면, 스택 냉각수 전기전도도의 기준은 15μS/cm로 설정할 수 있으며, 이때의 기준 전기전도도에 해당하는 전압인 약 10V(약 60㏀의 저항)의 전압이 제1냉각수 단자(13a)와 제3냉각수 단자(13c) 사이에 흐른다고 가정하고, 스위칭 소자(12)측에는 2V(약 10㏀의 저항) 이상의 전압이 인가되었을 때 ON 동작되도록 설정한다(Vnet[12V] = V1+V2, 직렬일 경우).
따라서, 현재 스택 냉각수의 전기전도도가 기준 미만인 상태에서는 스위칭 소자(12)측으로는 2V 미만의 전압이 인가된 상태이므로, 스위칭 소자(12)의 OFF 동작으로 발광소자(10)는 점등되지 않게 된다.
도 4b에 도시한 바와 같이, 연료전지 스택의 운전시 이온의 용출로 스택 냉각수 내의 전기전도도(L)가 증가하게 되면, 냉각수의 전기저항(R1)이 감소하게 되고(R1=1/L), 계속해서 전압(V1)의 감소로 전압(V2)가 증가하게 된다.
이에 따라, 스위칭 소자(12)에 인가되는 전압(V2)이 설정 전압을 넘어서게 되면서 스위칭 소자(12)의 ON 동작에 따라 발광소자(10)가 점등될 수 있게 되고, 결국 발광소자(10)의 점등으로 소비자가 교체시기를 판단할 수 있게 된다.
예를 들면, 제1냉각수 단자(13a)와 제3냉각수 단자(13c)가 속해 있는 스택 냉각수의 저항이 떨어지면서 이때의 전압 또한 10V 이하로 낮아지게 되고, 상대적으로 스위칭 소자(12)측으로 인가되는 전압이 설정전압인 2V 이상으로 증가하게 되므로, 이때에는 스위칭 소자(12)가 ON 동작되면서 발광소자(10)가 점등될 수 있게 된다.
따라서, 소비자는 발광소자(10)의 점등을 확인하고 이온필터 카트리지의 교체시기를 판단할 수 있게 된다.
물론, 스택 냉각수 전기전도도 기준 값의 변경에 따라 스위칭 소자를 ON 동작시키기 위한 설정 전압값(V2)도 가변적으로 변화할 수 있다.
10 : 발광소자 11 : 직류전원
12 : 스위칭 소자 13a,13b,13c : 냉각수 단자
14 : 몸체부 15 : 냉각수 입구
16 : 냉각수 출구 17 : 이온필터
18 : 상단 캡 19 : 카트리지
12 : 스위칭 소자 13a,13b,13c : 냉각수 단자
14 : 몸체부 15 : 냉각수 입구
16 : 냉각수 출구 17 : 이온필터
18 : 상단 캡 19 : 카트리지
Claims (4)
- 발광소자, 직류전원, 스위칭 소자, 제1냉각수 단자 내지 제3냉각수 단자를 포함하는 연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지장치로서,
상기 발광소자의 일단에 상기 스위칭 소자의 전류유입단자가 연결되고, 상기 발광소자의 타단에 상기 직류전원의 일단이 연결되고,
상기 제1냉각수 단자에 상기 스위칭 소자의 전류유출단자가 연결되며,
상기 제2냉각수 단자에 상기 스위칭 소자의 전류조절단자가 연결되고,
상기 제3냉각수 단자에 상기 직류전원의 타단이 연결되며,
상기 제1냉각수단자, 제2냉각수단자 및 제3냉각수단자는 이온필터를 관통하여 냉각수 내로 삽입되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지장치.
- 발광소자, 직류전원, 스위칭 소자, 제1냉각수 단자 내지 제3냉각수 단자를 포함하는 연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지장치로서,
상기 발광소자의 일단에 상기 스위칭 소자의 전류유출단자가 연결되고, 상기 발광소자의 타단에 상기 직류전원의 일단이 연결되고,
상기 제1냉각수 단자에 상기 스위칭 소자의 전류유입단자가 연결되며,
상기 제2냉각수 단자에 상기 스위칭 소자의 전류조절단자가 연결되고,
상기 제3냉각수 단자에 상기 직류전원의 타단이 연결되며,
상기 제1냉각수단자, 제2냉각수단자 및 제3냉각수단자는 이온필터를 관통하여 냉각수 내로 삽입되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지장치.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 발광소자는 엘이디(LED)이고,
상기 스위칭 소자는 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지장치.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 발광소자와 제1냉각수 단자 및 제2냉각수 단자는 어셈블리 형태로 구성되어, 이온필터의 상단 캡에 설치되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130098860A KR101428413B1 (ko) | 2013-08-21 | 2013-08-21 | 연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130098860A KR101428413B1 (ko) | 2013-08-21 | 2013-08-21 | 연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101428413B1 true KR101428413B1 (ko) | 2014-08-07 |
Family
ID=51749965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020130098860A KR101428413B1 (ko) | 2013-08-21 | 2013-08-21 | 연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101428413B1 (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105702981A (zh) * | 2014-12-12 | 2016-06-22 | 现代自动车株式会社 | 燃料电池车辆用离子过滤器寿命感知装置 |
| KR101724476B1 (ko) * | 2015-10-12 | 2017-04-07 | 현대자동차 주식회사 | 연료전지 차량의 이온 필터 관리 방법 |
| KR20180078521A (ko) * | 2016-12-30 | 2018-07-10 | 주식회사 두산 | 연료전지 장치 및 이의 제어방법 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004265712A (ja) | 2003-02-28 | 2004-09-24 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
| JP2006179332A (ja) | 2004-12-22 | 2006-07-06 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池のフィルタシステム |
| KR20060109767A (ko) * | 2005-04-18 | 2006-10-23 | 엘지전자 주식회사 | 연료전지 시스템의 급수 이온 제거 장치 |
| KR20120058895A (ko) * | 2010-11-30 | 2012-06-08 | 주식회사 레오모터스 | 필터 교체주기 감지수단이 채용된 아연-공기 연료전지 셀 어셈블리 |
-
2013
- 2013-08-21 KR KR1020130098860A patent/KR101428413B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004265712A (ja) | 2003-02-28 | 2004-09-24 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
| JP2006179332A (ja) | 2004-12-22 | 2006-07-06 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池のフィルタシステム |
| KR20060109767A (ko) * | 2005-04-18 | 2006-10-23 | 엘지전자 주식회사 | 연료전지 시스템의 급수 이온 제거 장치 |
| KR20120058895A (ko) * | 2010-11-30 | 2012-06-08 | 주식회사 레오모터스 | 필터 교체주기 감지수단이 채용된 아연-공기 연료전지 셀 어셈블리 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105702981A (zh) * | 2014-12-12 | 2016-06-22 | 现代自动车株式会社 | 燃料电池车辆用离子过滤器寿命感知装置 |
| US9960436B2 (en) | 2014-12-12 | 2018-05-01 | Hyundai Motor Company | Ion filter life perception device for fuel cell vehicle |
| KR101724476B1 (ko) * | 2015-10-12 | 2017-04-07 | 현대자동차 주식회사 | 연료전지 차량의 이온 필터 관리 방법 |
| US10367211B2 (en) | 2015-10-12 | 2019-07-30 | Hyundai Motor Company | Method for managing ion filter of fuel cell vehicle |
| KR20180078521A (ko) * | 2016-12-30 | 2018-07-10 | 주식회사 두산 | 연료전지 장치 및 이의 제어방법 |
| WO2018124785A3 (ko) * | 2016-12-30 | 2018-08-23 | 주식회사 두산 | 연료전지 장치 및 이의 제어방법 |
| KR101930598B1 (ko) * | 2016-12-30 | 2018-12-18 | 주식회사 두산 | 연료전지 장치 |
| CN110140249A (zh) * | 2016-12-30 | 2019-08-16 | 株式会社斗山 | 燃料电池装置及其的控制方法 |
| CN110140249B (zh) * | 2016-12-30 | 2022-07-22 | 株式会社斗山 | 燃料电池装置及其的控制方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6891421B2 (ja) | エンジン始動用の蓄電装置、エンジン始動用の蓄電装置の制御方法、車両 | |
| ES2381295T3 (es) | Método y aparato para el control de la resistencia equivalente en serie y para la derivación de una célula de combustible | |
| US9099873B2 (en) | Over-current and over-voltage protection circuit and method for an electronic cigarette | |
| KR101428413B1 (ko) | 연료전지 차량의 이온필터 교체시기 감지장치 | |
| KR101655506B1 (ko) | 연료전지 시스템의 내부 오믹저항 측정 장치 및 방법 | |
| CN107834122B (zh) | 一种自动加热电池的装置及方法 | |
| CA2430085A1 (en) | Automatic detecting and switching vehicle charger | |
| JP2008301638A (ja) | 充電回路 | |
| CA3070875A1 (en) | A method for the detection of arc faults when charging electric battery systems | |
| TWI530051B (zh) | 過壓保護電路及可攜帶型電子裝置 | |
| CN111095669B (zh) | 金属空气电池、以及氧化皮膜除去方法 | |
| JP7170173B2 (ja) | 蓄電デバイス用の放電回路、蓄電システム及びそれを備える車両 | |
| CA2848626A1 (en) | Circuit for a small electric appliance with an accumulator and method for measuring a charging current | |
| CN203787528U (zh) | 可充电电池的活化装置 | |
| JP4646929B2 (ja) | 充電器 | |
| RU2016132959A (ru) | Универсальный аккумулятор | |
| CN203850227U (zh) | 一种具有应急照明功能的低压断路器 | |
| CN106816654B (zh) | 用于保护电池包的系统和电池包保护方法 | |
| JP2008259411A (ja) | 充電電池を整合する燃料電池の給電システム | |
| KR20160087105A (ko) | 전지 수명을 표시하는 전지팩 및 이를 포함하는 노트북 컴퓨터 | |
| CN112041692A (zh) | 电池单元和用于运行电池单元的方法 | |
| CN110120692A (zh) | 充电装置 | |
| JP6481593B2 (ja) | スイッチング素子の端子接続構造 | |
| RU2009137189A (ru) | Электрический приводной инструмент, корпус инструмента и аккумуляторный источник питания | |
| RU2006137512A (ru) | Способ регулирования тока анода электрореактивного плазменного двигателя и устройство для его осуществления |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180730 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190729 Year of fee payment: 6 |