KR101449165B1 - 연료전지 시스템의 냉각수 온도 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 출력 상태 및 계절별 외기 온도(방열 성능) 등을 고려하여 시스템 운전 온도를 다점 제어(multi-point temperature control)함으로써 연비를 향상시킬 수 있는 연료전지 시스템의 냉각수 온도 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

연료전지 시스템의 냉각수 온도 제어 장치 및 방법{Apparatus and method for controlling temperature of coolant of fuel cell system}
본 발명은 냉각수의 온도를 적합하게 유지하여 연비를 향상시킬 수 있는 연료전지 시스템의 냉각수 온도 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 연료전지 시스템은 수소와 공기 중 산소에 의한 전기화학반응을 통해 수소 연료를 전기에너지로 변환하는 장치로서, 내연기관에 비해 소음 및 진동이 적고 에너지 효율이 높을 뿐만 아니라 공해 물질을 배출시키지 않는 장점이 있어서, 연료전지 시스템을 차세대 환경자동차에 적용하기 위한 연구개발이 활발히 진행되고 있다.
특히, 연료전지 시스템은 전기화학반응을 통해 전기에너지와 더불어 부산물로 물과 열을 발생시키는데, 열을 시스템 외부로 제거하고 연료전지 스택의 운전온도를 제어하며 물 관리 기능을 수행하는 열 및 물 관리 시스템(TMS:Thermal Management System)이 연료전지 시스템에 필수적으로 포함된다.
도 1은 종래의 연료전지 시스템 장착 차량에서 연료전지의 열 및 물 관리 시스템을 보여주는 개략도로서, 연료전지의 열 및 물 관리 시스템은 연료전지 스택(1)을 통과한 냉각수가 함유한 열을 외부로 발산시키도록 구성되는 라디에이터(2)(혹은 열교환기); 냉각수를 펌핑하여 이송하기 위한 냉각수 펌프(3); 냉각수의 이동 경로를 제공하는 냉각수 라인(5,6); 및 냉각수 온도에 따라 냉각수의 이동경로를 전환하기 위한 3 웨이 밸브(4)를 포함하고 있다.
이때, 상기 냉각수 라인(5,6)은 연료전지 스택(1)과 라디에이터(2)를 연결하여 냉각수가 라디에이터(2)를 거쳐 순환되도록 하는 순환라인(5)과, 연료전지 스택(1)에서 나온 냉각수가 라디에이터(2)를 거치지 않고 연료전지 스택(1)으로 순환되도록 연결하는 바이패스 라인(6)으로 구성되어 있다.
상기 3 웨이 밸브(4)는 냉각수 라인(5,6)에서 라이에이터(2) 이후로 바이패스 라인(6)과 합류되는 부분에 설치되어 있다.
여기서, 연료전지 시스템에서의 작동온도를 적정 수준으로 유지하기 위한 온도조절이 필수적이며, 기존에는 연료전지 스택 입구에 유입되는 냉각수 온도를 측정하고, 이 스택 입구 냉각수 온도를 특정 온도로 제어하였다.
상기 냉각수를 이용한 연료전지 시스템의 작동온도 조절 방법을 보다 상세하게 살펴보면, 스택 냉각수 입구의 온도가 연료전지 시스템의 적정 운전온도까지 상승하기 전에는 3 웨이 밸브(4)를 이용해 냉각수가 라디에이터(2)를 지나지 않고 바이패스(by-pass)되어 순환되도록 하며, 적정온도 이상으로 냉각수의 온도가 상승하게 되면 3 웨이 밸브(4)(써모스탯)을 이용해 냉각수가 라디에이터(2)를 경유하도록 함으로써 라디에이터(2)와 온도가 높아진 냉각수 간의 열교환을 통해 연료전지 스택(1)의 온도가 조절되도록 하였다.
그러나, 상기와 같이 3 웨이 밸브(4)를 이용하여 특정 온도(one-point temperature 제어)로만 시스템 운전 온도(스택 입구 냉각수 온도)를 제어하는 경우에, 계절 및 운전모드(도심 및 고속도로)에 따라 차량 연비 편차가 발생하는 문제점이 있다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 일본공개특허 2007-0317559호, 일본공개특허 2008-0153112호에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 차량의 출력 상태 및 계절별 외기 온도(방열 성능) 등을 고려하여 시스템 운전 온도를 다점 제어(multi-point temperature control)함으로써 연비를 향상시킬 수 있는 연료전지 시스템의 냉각수 온도 제어 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 연료전지 시스템의 냉각수 온도 제어 장치는 냉각수 라인에 설치되어 냉각수 통로를 제공하는 밸브수단; 제어인자에 따라 스택 입구 냉각수 목표 온도를 가변 제어하는 연료전지 제어유닛(FCU); 및 상기 연료전지 제어유닛으로부터 제어신호를 받아 밸브수단을 제어하는 컨트롤러를 포함하고, 차량의 출력 상태, 계절별 외기 온도를 고려하여 운전 온도를 다점 제어(multi-point temperature control)하여 연비를 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 밸브수단은 전자식 액츄에이터에 의해 작동되는 3방향 비례제어밸브이며, 개도 제어를 통해 스택 입구 냉각수 온도를 제어할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.
상기 제어인자는 외기온도, 스택발열량, 스택 출구 냉각수 온도, 지속시간 중 어느 하나 혹은 둘 이상이 조합된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 연료전지 시스템의 냉각수 온도 제어 방법은 연료전지 스택 입구 냉각수 온도를 측정하는 단계; 제어인자에 따라 연료전지 스택 입구의 냉각수 목표온도를 가변제어하는 단계; 상기 스택 입구 냉각수 온도의 측정값과 스택 입구 냉각수 목표온도의 설정값을 비교하는 단계; 및 상기 냉각수 온도 측정값이 냉각수 목표온도 이상인 경우에 3방향 비례제어밸브의 개도량을 제어하여 냉각수 목표온도에 추종하도록 하는 단계를 포함하여 이루어지고, 다점 제어를 통해 차량의 출력 상태, 계절별 외기 온도(방열 성능)를 고려하여 연비를 개선할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 제어방법에서 냉각수 목표온도는 외기 온도에 따라 가변되는 것을 특징으로 한다.
상기 제어방법에서 다른 실시예로 냉각수 목표온도는 스택 발열량, 스택 출구 냉각수 온도, 상기 스택 발열량 및 스택 출구 냉각수 온도의 지속시간에 따라 가변되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 연료전지 시스템의 냉각수 온도 제어 방법은 스택 발열량, 스택 출구 냉각수 온도, 상기 스택 발열량 및 스택 출구 냉각수 온도의 지속시간을 측정하는 단계; 및 연료전지 제어유닛(FCU)이 상기 측정된 스택 발열량, 스택 출구 냉각수 온도, 상기 스택 발열량 및 스택 출구 냉각수 온도의 지속시간을 입력받아 제어진입조건을 만족하는 경우에 피드 포워드(Feed Forward) 제어를 통해 3방향 비례제어밸브(3WPV)의 개도를 직접 제어하여 개도 명령치를 추종하도록 하는 단계로 이루어지고, 가속 및 급출발 시 급격한 출력을 요구할 때 밸브 개도 시간을 단축하여 연료전지 스택의 급격한 온도 상승을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 다른 실시예에 따른 제어방법에서 제어진입조건은 스택 발열량, 스택 출구 냉각수 온도, 스택 발열량 및 스택 출구 냉각수 온도의 지속시간과 이들 각각에 대한 기준값의 비교를 통해 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 다른 실시예에 따른 제어방법에서 상기 스택 발열량, 스택 출구 냉각수 온도, 스택 발열량 및 스택 출구 냉각수 온도의 지속시간, 개도명령치는 외기 온도에 따라 가변가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 연료전지 시스템의 냉각수 온도 제어 장치 및 방법의 장점을 설명하면 다음과 같다.
첫째로, 3WPV(3방향 비례제어밸브)의 개도 제어를 기존의 특정 온도(ONE Point)로 제어하는 것이 아니라, 외기 온도, 차량의 출력 상태, 운전 모드(도심) 등을 고려하여 다점 제어(multi-point temperature control)함으로써, 차량 운전 조건에 맞는 3WPV 제어를 통해 계절별 및 운전모드(도심, 고속도로)별 연비 편차를 방지할 수 있고, 연비를 향상시킬 수 있다.
둘째로, 스택 발열량에 기반을 둔 피드 포워드 제어를 통해 강제 밸브 열림으로 밸브 개도 시간을 단축하여 하절기에 차량 최고 출력 유지 시간을 종래 기술(3초) 대비 증가(45초)시킬 수 있을 뿐만 아니라, 과열에 의한 셧 다운을 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 연료전지 시스템 장착 차량에서 연료전지의 열 및 물 관리 시스템을 보여주는 개략도
도 2는 본 발명에 따른 전자식 3방향 비례제어밸브의 사시도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 연료전지 스택 입구 목표 온도 추종 PI 제어 구조도
도 4는 도 3에서 연료전지 스택 입구 목표 온도 맵을 보여주는 그래프
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스택 발열량 기반 피드 포워드 제어 구조도
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, 당업자라고 칭함)가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 연료전지 차량에서 스택 입구의 냉각수 온도를 기존의 특정 온도가 아닌 차량의 출력 상태 및 외기 온도 등 다수의 변수를 고려하여 제어함으로써 연비를 향상시킬 수 있는 연료전지 시스템의 냉각수 온도 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
첨부한 도 2는 본 발명에 따른 전자식 3방향 비례제어밸브의 사시도이다.
본 발명에 따른 연료전지 시스템의 냉각수 온도를 제어하기 위한 장치는 온도센서(15), 컨트롤러(19), 연료전지 제어유닛(FCU(18); Fuel cell Control Unit), 라디에이터(12), 냉각수 펌프(14), 제어밸브 등을 포함한다.
상기 온도센서(15)는 연료전지 스택(11)의 입구 측에 설치되어, 스택(11) 입구에 유입되는 냉각수 온도를 측정하는 역할을 하고, 냉각수의 온도를 측정할 수 있는 센서라면 특별한 제한 없이 당업자가 공지된 센서에서 채택가능하다.
상기 라디에이터(12) 및 냉각수 펌프(14)는 기존의 연료전지 시스템에서 열 및 물 관리 시스템에 포함된 구성요소와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 제어밸브는 밸브하우징(21)에 2방향의 냉각수 입구와 1방향의 냉각수 출구(24)를 가지는 3방향 비례제어밸브(13)(3WPV;3way proportional valve)이며, 2방향의 냉각수 입구는 바이패스라인(17)과 연결되어 스택(11) 출구로부터 라디에이터(12)를 거치지 않고 냉각수가 유입되는 제1냉각수 입구(22)와, 순환라인(16)과 연결되어 스택(11) 출구로부터 라디에이터(12)를 거치고 냉각수가 유입되는 제2냉각수 입구(23)로 구성되고, 1방향의 냉각수 출구(24)는 스택(11) 입구와 연결되어 하우징 내부에 유입된 냉각수를 연료전지 스택(11)의 입구에 공급한다.
상기 3방향 비례제어밸브(13)의 내부에는 개폐구가 회전가능하게 설치되고, 이 개폐구는 전자식 액츄에이터(20), 예를 들어 전동모터에 의해 회전작동되어, 회전방향에 따른 냉각수의 개도량을 조절할 수 있다.
예를 들면, 상기 개폐구가 회전하여 제1냉각수 입구(22)를 개방하거나 제2냉각수 입구(23)를 개방할 수 있고, 둘 다 개방할 경우에 제1 및 제2냉각수 입구(22,23)의 비율을 다르게 할 수 있다.
이때, 상기 전동 모터는 컨트롤러(19)에 의해 제어신호를 받아 차량의 출력상태 및 계절별 외기 온도 등에 따라 개폐구의 회전각도를 조절할 수 있다.
FCU(18)는 상위제어기로서 연료전지 차량의 연료전지 시스템에서 운전 조건에 따른 냉각수 온도에 대한 전반적인 제어 기능을 담당한다.
컨트롤러(19)는 FCU(18)로부터 제어신호를 받아 3방향 비례제어밸브(13)의 전반적인 동작을 제어하는 기능을 담당한다.
첨부한 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 연료전지 스택 입구 목표 온도 추종 PI 제어 구조도이고, 도 4는 도 3에서 연료전지 스택 입구 목표 온도 맵을 보여주는 그래프이다.
본 발명은 차량 운전 조건에 맞게 다점 제어(multi point temperature control) 방식으로 3방향 비례제어밸브(13)를 조절하여 최고 출력을 기존 기술 대비 상당히 오랫동안 유지할 뿐만 아니라 도심 모드에서 연비를 개선할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 연료전지 시스템의 냉각수 온도 제어 방법은 연료전지 시스템의 열 및 물 관리 시스템 제어에 있어서 PI(비례-적분) 제어를 통해 스택 입구 냉각수 온도를 스택 입구 냉각수 목표(Target) 온도에 추종하도록 제어한다.
여기서, 스택 입구 냉각수 목표 온도는 외기온도에 따라 가변시킬 수 있다.
예를 들면 상기 스택 입구 냉각수 목표 온도를 56~66℃로 가변시킬 수 있는데, 이 스택 입구 냉각수 목표 온도는 FCU(18)가 컨트롤러(19)에 전송하는 제어신호이다.
FCU(18)는 외기온 센서로부터 신호를 입력받아 외기온도에 따라 스택 입구 냉각수 목표 온도를 가변시키며, 컨트롤러(19)는 FCU(18)로부터 제어신호를 받아 3방향 비례제어밸브(13)를 개도 제어하여 스택 입구 냉각수 온도(T_FC)가 스택 입구 냉각수 목표 온도(T_FC_Target)를 추종할 수 있도록 한다.
상기 3방향 비례제어밸브(13)의 개도 제어는 3방향 비례제어밸브(13)에 장착된 전자식 액츄에이터(20)를 통해 이루어지고, 전자식 액츄에이터(20)가 컨트롤러(19)로부터 신호를 받아 밸브하우징(21) 내부에 장착된 개폐구의 작동을 제어함으로써 바이패스라인(17)과 라디에이터(12)를 통과하는 냉각수 유량을 제어하여 T_FC를 제어한다.
예를 들면, 3방향 비례제어밸브(13)는 T_FC를 상승시키고자 하는 경우, 바이패스라인(17)을 통과하는 제1냉각수 입구(22)의 개도를 라디에이터(12)를 통과하는 제2냉각수 입구(23)의 개도보다 더 크게 하여 라디에이터(12)를 통과하는 냉각수보다 바이패스라인(17)을 통과하는 상대적으로 고온의 냉각수를 스택(11) 입구에 더 많이 보낸다.
또한, T_FC를 하강시키고자 하는 경우, 라디에이터(12)를 통과하는 제2냉각수 입구(23)의 개도를 바이패스라인(17)을 통과하는 제1냉각수 입구(22)의 개도보다 더 크게 하여 바이패스라인(17)을 통과하는 냉각수보다 라디에이터(12)를 통과하는 상대적으로 저온의 냉각수를 스택(11) 입구에 더 많이 보낸다.
물론, T_FC를 더 큰 폭으로 상승 혹은 하강시킬 경우에 제1냉각수 입구(22) 및 제2냉각수 입구(22,23)를 선택적으로 개폐할 수 있다.
상기 외기 온도에 따른 스택 입구 냉각수 목표 온도 제어방법을 살펴보면, 예를 들어 여름철에 외기 온도가 저온에서 고온으로 상승하면 연료전지 시스템의 운전온도와 외기 온도의 차이가 겨울철에 비해 상대적으로 작으며, 온도 차이가 작으면 외기 온도에 의해 시스템의 방열량이 상대적으로 적기 때문에 스택 입구 냉각수 목표온도를 낮추어서 3방향 비례제어밸브(13)를 통해 스택 입구 냉각수 온도를 낮춤에 따라 시스템의 운전온도를 하강시킬 수 있다.
이때, 상기 3방향 비례제어밸브(13)는 라디에이터(12)를 통과하는 저온의 냉각수 양을 늘려서 스택(11) 입구에 보낸다.
또한, 겨울철에 외기 온도가 고온에서 저온으로 하강하면 연료전지 시스템의 운전온도와 외기 온도의 차이가 여름철에 비해 상대적으로 크게 되며, 온도 차이가 크면 외기 온도에 의해 시스템의 방열량이 상대적으로 크기 때문에 스택 입구 냉각수 목표온도를 증가시켜 3방향 비례제어밸브(13)를 통해 스택 입구 냉각수 온도를 높임에 따라 시스템의 운전온도를 증가시킬 수 있다.
첨부한 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스택 발열량 기반 피드 포워드 제어 구조도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 연료전지 시스템의 냉각수 온도 제어 방법은 스택 발열량 기반 피드 포워드(FF;Feed Forward) 제어를 통해 전자식 3방향 비례제어밸브(13)(3WPV)를 선행적으로 제어함으로써, 가속 및 급출발 시 급격한 출력을 요구할 때 스택(11)의 온도 상승을 미연에 방지할 수 있다.
상기 피드 포워드 제어란 상위제어기인 FCU(18)가 3WPV에 직접 개도 지령을 내려 밸브 개도 시간을 단축시킬 수 있도록 하는 제어방식을 의미한다.
다시 말해서, FCU(18)는 스택 입구 냉각수 목표온도뿐만 아니라 개도 지령 ETS_Angle_Target)을 추가로 송신하고, 컨트롤러(19)는 FCU(18)로부터 신호를 받아 3WPV의 개도 제어를 수행함으로써 개도 지령치를 추종할 수 있도록 한다.
여기서, 개도 지령치란 3WPV의 제2냉각수 입구(23)의 열림량을 말하고, 개도 지령치가 크면 클수록 제2냉각수 입구(23)의 열림량이 커서 라디에이터(12)를 통과한 차가운 냉각수를 스택(11) 입구에 더 많이 보냄으로써, 스택(11)의 온도를 낮출 수 있다.
상기 피드 포워드 제어 진입을 위한 판단 조건으로 3변수, 즉 스택발열량, 스택 출구 냉각수 온도, 스택발열량 및 스택 출구 냉각수 온도 조건 지속 시간을 활용한다.
상기 피드 포워드 제어 진입 판단 및 제어방법을 설명하면 다음과 같다.
스택(11) 내부 및 스택(11) 출구에 각각 설치된 온도센서(15)를 이용하여 스택 발열량 및 스택 냉각수 출구 온도를 측정하고, 타이머 등을 이용하여 상기 스택 발열량 및 스택 냉각수 출구 온도의 지속시간을 측정한다.
그 다음, FCU(18)는 스택 발열량, 스택 출구 냉각수 온도, 스택 발열량 및 스택 냉각수 출구온도 지속시간 조건으로부터 피드 포워드 제어 진입 여부를 판단한다.
상기 센싱수단을 통해 측정된 스택 발열량이 스택 발열량 기준값(P1) 이상 이고(제1진입조건:스택 발열량≥P1), 스택 출구 냉각수 온도가 스택 출구 냉각수 온도 기준값(T1) 이상이고(제2진입조건: 스택 출구 냉각수 온도≥T1℃), 그리고 상기 스택 발열량 및 스택 출구 냉각수 온도의 지속시간이 S1초 지속되는 경우(제3진입조건:지속시간=S1?)를 모두 만족하면 피드 포워드(FF) 제어에 진입한다.
상기 3가지 진입조건을 모두 만족하지 않는 경우 FF 제어를 오프시킨다.
이어서, 상기 FF 제어에 진입하면 FF 개도 명령치를 생성하여 컨트롤러(19)에 개도 명령치 제어신호를 송신한다.
그 다음, 상기 컨트롤러(19)는 FCU(18)의 제어신호를 받아 3WPV를 개도 제어하여 개도 명령치를 추종하도록 한다.
여기서, 개도 최종 명령치는 스택 입구 냉각수 목표 온도 추종 PI 제어(타겟 온도 추종 PI 제어)계산치와 FF 제어 명령치를 포함한다.
실질적으로, 상기 3WPV의 개도는 FF 제어 명령치에 도달한 후 스택 입구 냉각수 목표 온도 추종 PI 제어를 수행할 수 있도록 한다.
즉, FF 상황에서는 실제 개도가 FF 개도 지령치 이하로 떨어지지 않도록만 제어한다.
이때, FF 진입 여부를 판단하기 위해 사용되는 스택 발열량, 스택 출구 냉각수 온도, 지속시간 및 FF 제어값은 외기온도에 따라 가변될 수 있다.
예를 들어, 외기온도가 상승하면 스택 발열량 기준값(P1)을 감소시키고, 스택 출구 냉각수 온도 기준값(T1)을 감소시키고, 상기 스택 발열량 및 스택 출구 냉각수 온도의 지속시간(S1초)을 감소시키고, FF 제어 오프 지속시간(S2)을 증대시키고, FF 제어값을 증가시킬 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면 3WPV(3방향 비례제어밸브(13))의 개도 제어를 기존의 특정 온도(ONE Point)로 제어하는 것이 아니라, 외기 온도, 차량의 출력 상태, 운전 모드(도심) 등을 고려하여 다점 제어(multi-point temperature control)함으로써, 차량 운전 조건에 맞는 3WPV 제어를 통해 계절별 및 운전모드(도심, 고속도로)별 연비 편차를 방지할 수 있고, 연비를 향상시킬 수 있다.
또한, 스택 발열량에 기반을 둔 피드 포워드 제어를 통해 강제 밸브 열림으로 밸브 개도 시간을 단축하여 하절기에 차량 최고 출력 유지 시간을 종래 기술(3초) 대비 증가(45초)시킬 수 있을 뿐만 아니라, 과열에 의한 셧 다운을 방지할 수 있다.
11 : 연료전지 스택
12 : 라디에이터
13 : 3방향 비례제어밸브
14 : 냉각수 펌프
15 : 온도센서
16 : 순환라인
17 : 바이패스라인
18 : FCU
19 : 컨트롤러
20 : 전자식 액츄에이터
21 : 밸브하우징
22 : 제1냉각수 입구
23 : 제2냉각수 입구
24 : 냉각수 출구

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 연료전지 스택(11) 입구 냉각수 온도를 측정하는 단계;
    제어인자에 따라 연료전지 스택 입구의 냉각수 목표온도를 가변제어하는 단계;
    상기 스택 입구 냉각수 온도의 측정값과 스택 입구 냉각수 목표온도의 설정값을 비교하는 단계; 및
    상기 냉각수 온도 측정값이 냉각수 목표온도 이상인 경우, 연료전지 스택(11)의 입구와 연결되는 냉각수 출구를 통해 냉각수를 연료전지 스택(11)의 입구로 공급하는 3방향 비례제어밸브의 개도량을 제어하여 냉각수 목표온도에 추종하도록 하는 단계;
    를 포함하여 이루어지고, 다점 제어를 통해 차량의 출력 상태, 외기 온도(방열 성능)를 고려하여 연비를 개선할 수 있으며,
    스택 발열량, 스택 출구 냉각수 온도, 상기 스택 발열량 및 스택 출구 냉각수 온도의 지속시간을 측정하는 단계; 및
    연료전지 제어유닛(FCU(18))이 상기 측정된 스택 발열량, 스택 출구 냉각수 온도, 상기 스택 발열량 및 스택 출구 냉각수 온도의 지속시간을 입력받아 제어진입조건을 만족하는 경우에 피드 포워드(Feed Forward) 제어를 통해 3방향 비례제어밸브(13)(3WPV)의 개도를 직접 제어하여 개도 명령치를 추종하도록 하는 단계;
    를 더 포함하여 이루어지고, 가속 및 급출발 시 급격한 출력을 요구할 때 밸브 개도 시간을 단축하여 연료전지 스택의 급격한 온도 상승을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 냉각수 온도 제어 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 냉각수 목표온도는 외기 온도에 따라 가변되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 냉각수 온도 제어 방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 냉각수 목표온도는 스택 발열량, 스택 출구 냉각수 온도, 상기 스택 발열량 및 스택 출구 냉각수 온도의 지속시간에 따라 가변되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 냉각수 온도 제어 방법.
  7. 삭제
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 제어진입조건은 스택 발열량, 스택 출구 냉각수 온도, 스택 발열량 및 스택 출구 냉각수 온도의 지속시간과 이들 각각에 대한 기준값의 비교를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 냉각수 온도 제어 방법.
  9. 청구항 4에 있어서,
    상기 스택 발열량, 스택 출구 냉각수 온도, 스택 발열량 및 스택 출구 냉각수 온도의 지속시간, 개도명령치는 외기 온도에 따라 가변 가능한 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 냉각수 온도 제어 방법.
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