KR101568065B1 - Method of generating injected current for fuel cell stack and apparatus performing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택용 주입 전류 생성 장치는 차량용 배터리에 해당하는 전압의 직류 전류를 승압시켜 특정 전압의 직류 전류로 변환하는 제1 컨버터, 상기 변환된 직류 전류를 교류 전류로 변환하는 제2 컨버터, 상기 변환된 교류 전류에서 미리 설정된 주파수 밴드의 신호를 필터링하는 필터 및 상기 필터링된 교류 전류를 상기 연료전지 스택에 주입하는 디커플링 커패시터를 포함한다. 따라서, 본 발명은 연료전지 스택에 직렬로 연결된 디커플링 커패시터를 이용하여 연료전지 스택으로부터 인가되는 직류 전류를 차단하고 교류 전류를 통과시킴으로써 직류 전류와 교류 전류의 충돌을 피하여 교류 전류가 부하로 흐르도록 한다는 효과가 있다.The apparatus for generating an injection current for a fuel cell stack according to an embodiment of the present invention includes a first converter for boosting a direct current of a voltage corresponding to a battery for a vehicle and converting the direct current into a direct current of a specific voltage, A filter for filtering a signal of a predetermined frequency band in the converted AC current, and a decoupling capacitor for injecting the filtered AC current into the fuel cell stack. Accordingly, the present invention is directed to a fuel cell stack that uses a decoupling capacitor connected in series to a dcoupling capacitor to block a direct current applied from the fuel cell stack and pass an alternating current, thereby avoiding a collision between the direct current and the alternating current, It is effective.

Figure R1020130158173
Figure R1020130158173

Description

연료전지 스택용 주입 전류 생성 방법 및 이를 실행하는 장치{METHOD OF GENERATING INJECTED CURRENT FOR FUEL CELL STACK AND APPARATUS PERFORMING THE SAME}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a method of generating an injection current for a fuel cell stack,

본 발명의 실시예들은 연료전지 스택용 주입 전류 생성 방법 및 이를 실행하는 장치에 관한 것이다.
Embodiments of the present invention are directed to a method of generating an injection current for a fuel cell stack and an apparatus for implementing the same.

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/전자 제품, 특히 휴대용 장치의 전력 공급에도 적용될 수 있다.Fuel cells are a kind of power generation system that converts chemical energy of fuel into electricity by reacting it electrochemically in the stack without converting it into heat by combustion. It is a power generation device that not only supplies electric power for industrial, It can also be applied to the power supply of electronic products, especially portable devices.

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.As a power source for driving a vehicle, a polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) having the highest power density among the fuel cells is most studied, And a fast power conversion reaction time.

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.The polymer electrolyte membrane fuel cell includes a membrane electrode assembly (MEA) having a catalytic electrode layer on both sides of the membrane, with a solid polymer electrolyte membrane on which hydrogen ions migrate, and a membrane electrode assembly (MEA) A gas diffusion layer (GDL) that serves to transfer electric energy, a gasket and a fastening mechanism for maintaining the airtightness of the reaction gases and the cooling water, an appropriate tightening pressure, and a separation plate for moving the reaction gases and the cooling water (Bipolar Plate).

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.When assembling the fuel cell stack using such a unit cell configuration, a combination of a membrane electrode assembly and a gas diffusion layer, which are major components in the innermost part of the cell, is located. In the membrane electrode assembly, hydrogen and oxygen react on both sides of the polymer electrolyte membrane. A gas diffusion layer, a gasket, and the like are stacked on an outer portion where the anode and the cathode are located.

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.A diffusion plate on which a flow field through which the reaction gas (hydrogen as fuel and oxygen or air as the oxidant) is passed and the cooling water passes is disposed outside the gas diffusion layer. A plurality of unit cells are stacked on the unit cell, a current collector, an insulating plate, and an end plate for supporting the stacked cells are coupled to the outermost unit cell. Thereby forming a fuel cell stack.

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.
In order to obtain a necessary electric potential in a real vehicle, a unit cell must be stacked by a necessary potential, and a unit cell is stacked. The potential generated in one unit cell is about 1.3 V, and a plurality of cells are stacked in series to produce power required for driving the vehicle.

본 발명은 연료전지 스택에 직렬로 연결된 디커플링 커패시터를 이용하여 연료전지 스택에서 주입 전류 생성 장치로 인가되는 직류 전류를 차단하고 주입 전류 생성 장치에서 연료전지 스택으로 교류 전류를 통과시킴으로써 직류 전류와 교류 전류의 충돌을 피하여 교류 전류가 부하로 흐르도록 하는 연료전지 스택용 주입 전류 생성 방법 및 이를 실행하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
The present invention relates to a fuel cell stack which uses a decoupling capacitor connected in series to a fuel cell stack to block a direct current applied to an injection current generating device in a fuel cell stack and to pass an alternating current through a fuel cell stack in an injection current generating device, To prevent an impact of the AC current from flowing to the load, and to provide an apparatus for implementing the method.

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.
The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problem (s), and another problem (s) not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

실시예들 중에서, 연료전지 스택용 주입 전류 생성 장치는 차량용 배터리에 해당하는 전압의 직류 전류를 승압시켜 특정 전압의 직류 전류로 변환하는 제1 컨버터, 상기 변환된 직류 전류를 교류 전류로 변환하는 제2 컨버터, 상기 변환된 교류 전류에서 미리 설정된 주파수 밴드의 신호를 필터링하는 필터 및 상기 필터링된 교류 전류를 상기 연료전지 스택에 주입하는 디커플링 커패시터를 포함한다.Among the embodiments, the injection current generating apparatus for a fuel cell stack includes a first converter for boosting a direct current of a voltage corresponding to a battery for a vehicle and converting the direct current into a direct current of a specific voltage, a second converter for converting the converted direct current into an alternating current 2 converter, a filter for filtering a signal of a predetermined frequency band in the converted AC current, and a decoupling capacitor for injecting the filtered AC current into the fuel cell stack.

일 실시예에서, 상기 제1 컨버터는 상기 차량용 배터리에 해당하는 전압의 직류 전류를 승압하여 상기 특정 전압의 직류 전류로 변환할 수 있다. In one embodiment, the first converter may convert a direct current of a voltage corresponding to the vehicle battery into a direct current of the specific voltage.

일 실시예에서, 상기 제2 컨버터는 상기 변환된 직류 전류의 펄스 폭을 조절하여 상기 직류 전류를 교류 전류로 변환할 수 있다.In one embodiment, the second converter may convert the direct current into an alternating current by adjusting the pulse width of the converted direct current.

일 실시예에서, 상기 필터는 상기 변환된 교류 전류에서 낮은 주파수에 해당하는 영역을 통과시키고 높은 주파수에 해당하는 영역을 차단하여 정현파 형태의 교류 전류를 생성할 수 있다.In one embodiment, the filter may generate a sinusoidal AC current by passing a region corresponding to a lower frequency in the converted AC current and blocking a region corresponding to a higher frequency.

일 실시예에서, 상기 디커플링 커패시터는 상기 연료전지 스택으로부터 인가되는 직류 전류를 차단하고 상기 교류 전류를 통과시킬 수 있다.In one embodiment, the decoupling capacitor may block the direct current applied from the fuel cell stack and allow the alternating current to pass.

일 실시예에서, 상기 디커플링 커패시터는 상기 연료전지 스택에 직렬로 연결될 수 있다.In one embodiment, the decoupling capacitor may be coupled in series with the fuel cell stack.

실시예들 중에서, 연료전지 스택용 주입 전류 생성 장치에서 실행되는 연료전지 스택용 주입 전류 생성 방법은 차량용 배터리에 해당하는 전압의 직류 전류를 승압시켜 특정 전압의 직류 전류로 변환하는 단계, 상기 변환된 직류 전류를 교류 전류로 변환하는 단계, 상기 변환된 교류 전류에서 미리 설정된 주파수 밴드의 신호를 필터링하는 단계 및 상기 필터링된 교류 전류를 상기 연료전지 스택에 주입하는 단계를 포함한다.Among the embodiments, an injection current generating method for a fuel cell stack executed in an injection current generating apparatus for a fuel cell stack includes steps of boosting a direct current of a voltage corresponding to a battery for a vehicle and converting the direct current into a direct current of a specific voltage, Converting the direct current into an alternating current, filtering the signal of a predetermined frequency band in the converted alternating current, and injecting the filtered alternating current into the fuel cell stack.

일 실시예에서, 상기 특정 전압의 직류 전류로 변환하는 단계는 상기 차량용 배터리에 해당하는 전압의 직류 전류를 승압하여 상기 특정 전압의 직류 전류로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the step of converting the specific voltage into a direct current may include a step of boosting a direct current of a voltage corresponding to the vehicle battery and converting the direct current into a direct current of the specific voltage.

일 실시예에서, 상기 변환된 직류 전류를 교류 전류로 변환하는 단계는 상기 변환된 직류 전류의 펄스 폭을 조절하여 상기 직류 전류를 교류 전류로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, converting the converted DC current into an AC current may include converting the DC current into an AC current by adjusting a pulse width of the converted DC current.

일 실시예에서, 상기 변환된 교류 전류에서 미리 설정된 주파수 밴드의 신호를 필터링하는 단계는 상기 변환된 교류 전류에서 낮은 주파수에 해당하는 영역을 통과시키고 높은 주파수에 해당하는 영역을 차단하여 정현파 형태의 교류 전류를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the step of filtering the signal of the predetermined frequency band in the converted AC current includes passing the region corresponding to the lower frequency in the converted AC current, blocking the region corresponding to the higher frequency, And generating a current.

일 실시예에서, 상기 필터링된 교류 전류를 상기 연료전지 스택에 주입하는 단계는 상기 연료전지 스택으로부터 인가되는 직류 전류를 차단하고 상기 교류 전류를 통과시키는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, injecting the filtered alternating current into the fuel cell stack may include blocking the direct current applied from the fuel cell stack and passing the alternating current.

일 실시예에서, 상기 교류 전류는 상기 연료전지 스택에 직렬로 연결된 디커플링 커패시터를 통해 상기 연료전지 스택에 인가될 수 있다.
In one embodiment, the alternating current may be applied to the fuel cell stack through a decoupling capacitor connected in series to the fuel cell stack.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and the accompanying drawings.

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.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and / or features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

본 발명의 실시예에 따르면, 연료전지 스택에 직렬로 연결된 디커플링 커패시터를 이용하여 연료전지 스택에서 주입 전류 생성 장치로 인가되는 직류 전류를 차단하고 주입 전류 생성 장치에서 연료전지 스택으로 교류 전류를 통과시킴으로써 직류 전류와 교류 전류의 충돌을 피하여 교류 전류가 부하로 흐르도록 할 수 있다는 효과가 있다.
According to an embodiment of the present invention, by using a decoupling capacitor connected in series to the fuel cell stack to cut off the direct current applied to the injection current generating device in the fuel cell stack and passing the alternating current through the fuel cell stack in the injection current generating device There is an effect that alternating current can flow to the load by avoiding collision of the direct current and the alternating current.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택용 주입 전류 생성 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 연료전지 스택용 주입 전류 생성 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a block diagram illustrating an injection current generating apparatus for a fuel cell stack according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating an embodiment of a method for generating an injection current for a fuel cell stack according to the present invention.

기존의 연료전지 스택의 고장 진단 장치는 연료전지 스택에 교류전류를 주입하고 연료전지 스택의 전압을 검출하여 분석한 결과를 이용하여 THD(왜곡률)를 구하여 고장 여부를 판단한다. A conventional fault diagnosis apparatus for a fuel cell stack injects an alternating current into the fuel cell stack, detects the voltage of the fuel cell stack, and determines the THD (distortion rate) using the result of the analysis.

동작 전류에서 정현파의 교류 전류를 추가하여 사용하는 경우, 정상적인 셀의 전압은 선형 구간에서 전압이 변화하고, 비정상적인 셀의 전압은 비선형적인 구간에서 전압이 변화한다. 이때, 연료전지 스택의 전류는 기본 동작 전류와 정현파 전류의 합이된다.When a sinusoidal AC current is added to the operating current, the voltage of the normal cell varies in the linear section, and the voltage of the abnormal cell changes in the nonlinear section. At this time, the current of the fuel cell stack is the sum of the basic operating current and the sinusoidal current.

연료전지 스택의 전류에 따른 연료전지 스택의 전압을 측정하는데, 정상적인 셀의 전압은 전류 변환에 따른 왜곡률이 적은 반면에, 비정상적인 셀의 전압은 셀 전류 변화에 따라 전압 진폭이 크고 왜곡률도 크다.The voltage of the fuel cell stack according to the current of the fuel cell stack is measured. The voltage of the normal cell is less distorted due to the current conversion, while the voltage of the abnormal cell is larger in voltage amplitude and larger in distortion rate as the cell current changes.

왜곡률은 주입한 교류 전류의 기본 주파수 대비 고조파 성분의 합으로 계측된다. 기존의 연료전지 스택의 고장 진단 장치는 연료전지 스택 전압의 주파수 분석을 통해 왜곡률을 계산하여 셀 전압을 진단함으로써 연료전지 스택의 고장 여부를 판단할 수 있다.The distortion rate is measured as the sum of harmonic components relative to the fundamental frequency of the injected alternating current. The fault diagnosis apparatus of the existing fuel cell stack can determine the failure of the fuel cell stack by diagnosing the cell voltage by calculating the distortion rate through frequency analysis of the fuel cell stack voltage.

기존의 연료전지 스택의 고장 진단 장치의 구성요소를 살펴 보면, 연료전지 스택의 주입부와, 연료전지 스택의 전압을 측정하는 부분과, 고장을 진단하는 구성으로 크게 3개의 구성요소로 이루어져 있다.The components of the fault diagnosis device of the existing fuel cell stack are roughly divided into three components, that is, an injecting portion of the fuel cell stack, a portion for measuring the voltage of the fuel cell stack, and a fault diagnosis portion.

본 발명은 왜곡률을 이용한 연료전지 스택의 고장 진단을 하기 위해서 연료전지 스택에 주입하는 교류 전류를 생성하는 연료전지 스택용 주입 전류 생성 방법 및 이를 실행하는 장치를 제공한다.
The present invention provides a method for generating an injection current for a fuel cell stack that generates an alternating current injected into a fuel cell stack to diagnose a failure of the fuel cell stack using a distortion rate, and an apparatus for executing the injection current.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택용 주입 전류 생성 장치를 설명하기 위한 블록도이다. 1 is a block diagram illustrating an injection current generating apparatus for a fuel cell stack according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 연료전지 스택용 주입 전류 생성 장치(100)는 연료전지 스택(110), 제1 컨버터(120), 제2 컨버터(130), 필터(140) 및 디커플링 커패시터(150)를 포함한다.Referring to FIG. 1, an injection current generator 100 for a fuel cell stack includes a fuel cell stack 110, a first converter 120, a second converter 130, a filter 140, and a decoupling capacitor 150 .

연료전지 스택(110)은 다수의 단위 셀 들이 연속적으로 배열되어 구성된다. 이러한 연료전지 스택(110)은 직류 전류를 발생하며, 디커플링 커패시터(150)를 통해 교류 전류가 인가된다. 여기에서, 연료전지 스택(110)에 인가되는 교류 전류는 도 1에서 주입전류(151)를 가리키며, 디커플링 커패시터(150)는 이하에서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.The fuel cell stack 110 is constituted by a plurality of unit cells arranged in series. The fuel cell stack 110 generates a direct current, and an alternating current is applied through the decoupling capacitor 150. Here, the alternating current applied to the fuel cell stack 110 refers to the injection current 151 in FIG. 1, and the decoupling capacitor 150 will be described in more detail below.

제1 컨버터(120)는 차량용 배터리에 해당하는 전압의 직류 전류를 승압시켜 특정 전압의 직류 전류로 승압하고, 특정 전압의 직류 전류를 제2 컨버터(130)에 제공한다. 여기에서, 제1 컨버터(120)는 차량용 배터리에 해당하는 전압의 직류 전류를 도 1의 DC-Link 에 해당하는 전압으로 승압할 수 있다.The first converter 120 boosts the direct current of the voltage corresponding to the vehicle battery to a direct current of a specific voltage and provides a direct current of a specific voltage to the second converter 130. Here, the first converter 120 can boost the DC current of the voltage corresponding to the vehicle battery to a voltage corresponding to the DC-Link of FIG.

예를 들어, 제1 컨버터(120)는 12V 차량용 배터리를 이용하여 100V까지 승압하는 DC-DC 컨버터가 될 수 있고, 이러한 DC-DC 컨버터는 고전압부(즉, 즉 연료전지 스택(110)의 전압(200V~500V))과의 절연을 위해 절연 DC-DC 컨버터가 될 수 있다. For example, the first converter 120 may be a DC-DC converter that boosts up to 100V by using a 12V vehicle battery, and this DC-DC converter is a high voltage part (i.e., a voltage of the fuel cell stack 110 (200V to 500V)) to be isolated DC-DC converter.

제2 컨버터(130)는 제1 컨버터(120)로부터 특정 전압의 직류 전류가 전달되면, 직류 전류를 교류 전류를 변환하고, 변환된 교류 전류를 필터(140)에 제공한다. The second converter 130 converts the direct current into an alternating current and supplies the converted alternating current to the filter 140 when a direct current of a specific voltage is transferred from the first converter 120.

일 실시예에서, 제2 컨버터(130)는 제1 컨버터(120)로부터 특정 전압의 직류 전류가 전달되면, 직류 전류의 펄스 폭을 조절하여 직류 전류를 교류 전류로 변환할 수 있다. 예를 들어, 제2 컨버터(130)는 펄스 폭 변조 방식(PWM: Pulse Width Modulation)을 이용하여 직류 전류를 교류 전류로 변환할 수 있다. 이러한 제2 컨버터(130)는 DC-AC 컨버터가 될 수 있다.In one embodiment, the second converter 130 may convert the direct current into an alternating current by adjusting the pulse width of the direct current when a direct current of a certain voltage is delivered from the first converter 120. For example, the second converter 130 may convert a direct current into an alternating current using a pulse width modulation (PWM) method. The second converter 130 may be a DC-AC converter.

제2 컨버터(130)에 의해 변환된 교류 전류는 정현파 형태의 교류 전류로 변환되기 위해 미리 설정된 주파수 밴드의 신호를 필터링해야 한다. 이를 위해, 필터(140)는 제2 컨버터(130)로부터 교류 전류가 전달되면 미리 설정된 주파수 밴드(예를 들어, 300Hz)의 신호를 필터링하고, 필터링된 교류 전류를 디커플링 커패시터(150)에 제공한다. The AC current converted by the second converter 130 must be filtered to a signal of a preset frequency band in order to be converted into an AC current of a sinusoidal wave form. To this end, the filter 140 filters a signal of a predetermined frequency band (for example, 300 Hz) when an alternating current is transmitted from the second converter 130, and provides a filtered alternating current to the decoupling capacitor 150 .

일 실시예에서, 필터(140)는 교류 전류에서 낮은 주파수에 해당하는 영역을 통과시키고 높은 주파수에 해당하는 영역을 차단하여 정현파 형태의 교류 전류를 생성할 수 있다. 이러한 필터(140)는 로우(Low) 패스 필터가 될 수 있다. In one embodiment, the filter 140 may pass a region corresponding to a lower frequency in an alternating current and block a region corresponding to a higher frequency to generate a sinusoidal alternating current. Such a filter 140 may be a low pass filter.

디커플링 커패시터(150)는 필터(140)를 통해 미리 설정된 주파수 밴드의 신호가 필터링된 교류 전류를 전달 받고, 교류 전류를 연료전지 스택(110)에 인가한다. 여기에서, 디커플링 커패시터(150)는 교류 전류를 연료전지 스택(110)의 직류 전압에 주입하기 위해 교류와 직류를 디커플링시키는 역할을 한다. The decoupling capacitor 150 receives the filtered alternating current through the filter 140 and applies the alternating current to the fuel cell stack 110. Here, the decoupling capacitor 150 serves to decouple the alternating current and the direct current to inject the alternating current into the direct current voltage of the fuel cell stack 110.

즉, 디커플링 커패시터(150)는 직류 전류와 교류 전류가 충돌되지 않도록 교류 전류는 통과시키고 직류 전류를 차단하는 기능을 한다. 이러한 디커플링 커패시터(150)는 연료전지 스택(110)에 직렬로 연결될 수 있다.
That is, the decoupling capacitor 150 functions to pass the alternating current so as to prevent the direct current and the alternating current from colliding with each other and shut off the direct current. This decoupling capacitor 150 may be connected in series with the fuel cell stack 110.

도 2는 본 발명에 따른 연료전지 스택용 주입 전류 생성 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating an embodiment of a method for generating an injection current for a fuel cell stack according to the present invention.

도 2를 참조하면, 연료전지 스택용 주입 전류 생성 장치(100)는 차량용 배터리에 해당하는 전압의 직류 전류를 승압시켜 특정 전압의 직류 전류로 변환한다(단계 S210). Referring to FIG. 2, the injection current generating apparatus 100 for a fuel cell stack boosts a direct current of a voltage corresponding to a vehicle battery to convert the direct current into a direct current of a specific voltage (step S210).

연료전지 스택용 주입 전류 생성 장치(100)는 변환된 직류 전류를 교류 전류로 변환한다(단계 S220). 단계 S220에 대한 일 실시예에서, 연료전지 스택용 주입 전류 생성 장치(100)는 직류 전류의 펄스 폭을 조절하여 직류 전류를 교류 전류로 변환할 수 있다.The injection current generating apparatus 100 for a fuel cell stack converts the converted direct current into an alternating current (step S220). In one embodiment of step S220, the injection current generating apparatus 100 for a fuel cell stack may convert the direct current into the alternating current by adjusting the pulse width of the direct current.

연료전지 스택용 주입 전류 생성 장치(100)는 변환된 교류 전류에서 미리 설정된 주파수 밴드의 신호를 필터링한다(단계 S230). 단계 S230에 대한 일 실시예에서, 연료전지 스택용 주입 전류 생성 장치(100)는 교류 전류에서 낮은 주파수에 해당하는 영역을 통과시키고 높은 주파수에 해당하는 영역을 차단하여 정현파 형태의 교류 전류를 생성할 수 있다.The injection current generating apparatus 100 for a fuel cell stack filters a signal of a predetermined frequency band from the converted AC current (step S230). In one embodiment of the step S230, the injection current generating apparatus 100 for a fuel cell stack passes an area corresponding to a low frequency in an alternating current and blocks an area corresponding to a high frequency to generate a sinusoidal alternating current .

연료전지 스택용 주입 전류 생성 장치(100)는 필터링된 교류 전류를 상기 연료전지 스택에 주입한다(단계 S240). 단계 S240에 대한 일 실시예에서, 연료전지 스택용 주입 전류 생성 장치(100)는 연료전지 스택으로부터 인가되는 직류 전류를 차단하고 교류 전류를 통과시킬 수 있다.
The injection current generating apparatus 100 for a fuel cell stack injects the filtered alternating current into the fuel cell stack (step S240). In one embodiment of step S240, the injection current generating apparatus 100 for a fuel cell stack may block the direct current applied from the fuel cell stack and pass an alternating current.

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.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.

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.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Modification is possible. Accordingly, the spirit of the present invention should be understood only in accordance with the following claims, and all equivalents or equivalent variations thereof are included in the scope of the present invention.

100: 연료전지 스택용 주입 전류 생성 장치
110: 연료전지 스택
120: 제1 컨버터
130: 제2 컨버터
140: 필터
150: 디커플링 커패시터100: Injection current generator for fuel cell stack
110: Fuel cell stack
120: first converter
130: second converter
140: Filter
150: decoupling capacitor

Claims (12)

연료전지 스택용 주입 전류 생성 장치에 있어서,
차량용 배터리에 해당하는 전압의 직류 전류를 특정 전압의 직류 전류로 변환하는 제1 컨버터;
상기 변환된 직류 전류를 교류 전류로 변환하는 제2 컨버터;
상기 변환된 교류 전류에서 미리 설정된 주파수 밴드의 신호를 필터링하는 필터; 및
상기 연료전지 스택으로부터 인가되는 직류 전류를 차단하고 상기 필터링된 교류 전류를 상기 연료전지 스택에 주입하여 상기 직류 전류와 상기 필터링된 교류 전류의 충돌을 피하도록 하는 디커플링 커패시터를 포함하는
연료전지 스택용 주입 전류 생성 장치.
An injection current generating apparatus for a fuel cell stack,
A first converter for converting a direct current having a voltage corresponding to a vehicle battery into a direct current having a specific voltage;
A second converter for converting the converted direct current into an alternating current;
A filter for filtering a signal of a predetermined frequency band in the converted AC current; And
And a decoupling capacitor for blocking a direct current applied from the fuel cell stack and injecting the filtered alternating current into the fuel cell stack to avoid collision of the direct current and the filtered alternating current
An injection current generator for a fuel cell stack.
제1항에 있어서,
상기 제1 컨버터는
상기 차량용 배터리에 해당하는 전압의 직류 전류를 승압하여 상기 특정 전압의 직류 전류로 변환하는 것을 특징으로 하는
연료전지 스택용 주입 전류 생성 장치.
The method according to claim 1,
The first converter
Up voltage of a direct current of a voltage corresponding to the vehicle battery and converts the direct current into a direct current of the specific voltage
An injection current generator for a fuel cell stack.
제1항에 있어서,
상기 제2 컨버터는
상기 변환된 직류 전류의 펄스 폭을 조절하여 상기 직류 전류를 교류 전류로 변환하는 것을 특징으로 하는
연료전지 스택용 주입 전류 생성 장치.
The method according to claim 1,
The second converter
And the pulse width of the converted direct current is adjusted to convert the direct current into an alternating current.
An injection current generator for a fuel cell stack.
제1항에 있어서,
상기 필터는
상기 변환된 교류 전류에서 저주파수에 해당하는 영역을 통과시키고 고주파수에 해당하는 영역을 차단하여 정현파 형태의 교류 전류를 생성하는 것을 특징으로 하는
연료전지 스택용 주입 전류 생성 장치.
The method according to claim 1,
The filter
Passing the region corresponding to the low frequency in the converted AC current and blocking the region corresponding to the high frequency to generate a sinusoidal AC current
An injection current generator for a fuel cell stack.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 디커플링 커패시터는
상기 연료전지 스택에 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는
연료전지 스택용 주입 전류 생성 장치.
The method according to claim 1,
The decoupling capacitor
And connected in series to the fuel cell stack
An injection current generator for a fuel cell stack.
연료전지 스택용 주입 전류 생성 장치에서 실행되는 연료전지 스택용 주입 전류 생성 방법에 있어서,
차량용 배터리에 해당하는 전압의 직류 전류를 특정 전압의 직류 전류로 변환하는 단계;
상기 변환된 직류 전류를 교류 전류로 변환하는 단계;
상기 변환된 교류 전류에서 미리 설정된 주파수 밴드의 신호를 필터링하는 단계; 및
상기 연료전지 스택으로부터 인가되는 직류 전류를 차단하고 상기 필터링된 교류 전류를 상기 연료전지 스택에 주입하여 상기 직류 전류와 상기 필터링된 교류 전류의 충돌을 피하도록 하는 단계를 포함하는
연료전지 스택용 주입 전류 생성 방법.
A method for generating an injection current for a fuel cell stack, which is executed in an injection current generating apparatus for a fuel cell stack,
Converting a direct current of a voltage corresponding to a vehicle battery into a direct current of a specific voltage;
Converting the converted direct current into an alternating current;
Filtering a signal of a predetermined frequency band from the converted AC current; And
Blocking the direct current applied from the fuel cell stack and injecting the filtered alternating current into the fuel cell stack to avoid collision of the direct current and the filtered alternating current
A method of generating an injection current for a fuel cell stack.
제7항에 있어서,
상기 특정 전압의 직류 전류로 변환하는 단계는
상기 차량용 배터리에 해당하는 전압의 직류 전류를 승압하여 상기 특정 전압의 직류 전류로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
연료전지 스택용 주입 전류 생성 방법.
8. The method of claim 7,
The step of converting into the direct current of the specific voltage
And converting the direct current of the voltage corresponding to the vehicle battery into a direct current of the specific voltage
A method of generating an injection current for a fuel cell stack.
제7항에 있어서,
상기 변환된 직류 전류를 교류 전류로 변환하는 단계는
상기 변환된 직류 전류의 펄스 폭을 조절하여 상기 직류 전류를 교류 전류로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
연료전지 스택용 주입 전류 생성 방법.
8. The method of claim 7,
The step of converting the converted direct current into an alternating current
And converting the direct current into an alternating current by adjusting a pulse width of the converted direct current
A method of generating an injection current for a fuel cell stack.
제7항에 있어서,
상기 변환된 교류 전류에서 미리 설정된 주파수 밴드의 신호를 필터링하는 단계는
상기 변환된 교류 전류에서 저주파수에 해당하는 영역을 통과시키고 고 주파수에 해당하는 영역을 차단하여 정현파 형태의 교류 전류를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
연료전지 스택용 주입 전류 생성 방법.
8. The method of claim 7,
The step of filtering the signal of the preset frequency band in the converted AC current
Passing the region corresponding to the low frequency in the converted AC current and blocking the region corresponding to the high frequency to generate a sinusoidal AC current
A method of generating an injection current for a fuel cell stack.
삭제delete 제7항에 있어서,
상기 교류 전류는
상기 연료전지 스택에 직렬로 연결된 디커플링 커패시터를 통해 상기 연료전지 스택에 인가되는 것을 특징으로 하는
연료전지 스택용 주입 전류 생성 방법.8. The method of claim 7,
The alternating current
Is applied to the fuel cell stack through a decoupling capacitor connected in series to the fuel cell stack
A method of generating an injection current for a fuel cell stack.
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