KR101616201B1 - Fuel cell system with excellent output stability and durability and controlling method of purging the same - Google Patents

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현민수
전유택
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Abstract

Disclosed is a fuel cell system capable of improving output stability and durability by minimizing internal flooding effects by effectively controlling a hydrogen purge valve after monitoring accumulated current amount and output gradient. Also, disclosed is a method for controlling a purge thereof. According to the present invention, the method for controlling the purge in the fuel cell system comprises the following steps: installing one end to a second steam separator during an operation of the fuel cell system; installing another end to a hydrogen recirculation pipe which is installed to communicatively connected to a hydrogen supplying pipe; adjusting an opening and closing time, manipulation cycle of the hydrogen purge valve controlling the opening and closing of the hydrogen which circulates the hydrogen supplying pipe, the second steam separator, and hydrogen recirculation pipe; and controlling the amount of moisture produced by a reaction in the fuel cell stack.

Description

출력 안정성 및 내구성이 우수한 연료전지 시스템 및 그 퍼지 제어 방법{FUEL CELL SYSTEM WITH EXCELLENT OUTPUT STABILITY AND DURABILITY AND CONTROLLING METHOD OF PURGING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a fuel cell system having excellent output stability and durability, and a fuzzy control method thereof. [0002]

본 발명은 연료전지 시스템 및 그 퍼지 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 누적 전류량 및 출력 구배를 모니터링하여 효과적인 수소 퍼지 밸브의 제어를 통해 내부 플러딩 효과를 최소화하여 출력 안정성 및 내구성을 향상시킬 수 있는 연료전지 시스템 및 그 퍼지 제어 방법에 관한 것이다.
[0001] The present invention relates to a fuel cell system and a method of controlling the same, and more particularly, to a fuel cell system and a method of controlling the same, which can improve the output stability and durability by minimizing the internal flooding effect by controlling the cumulative current amount and the output gradient, To a fuel cell system and a purging control method thereof.

연료전지(fuel cell)는 전기화학 반응에 의하여 연료가 갖고 있는 화학 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 장치이다. 따라서, 원리상 열기관이 갖는 열역학적인 제한을 받지 않기 때문에 종래의 발전장치보다 발전 효율이 높고 무공해, 무소음으로 환경문제가 거의 없다. 또한, 연료전지는 다양한 용량으로 제작이 가능하고 전력 수요지 내에 설치가 용이하여 송변전 설비의 초기 투자비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.A fuel cell is a device that directly converts the chemical energy of a fuel into an electrical energy by an electrochemical reaction. Therefore, it is not subject to the thermodynamic limitation of the heat engine in principle, so there is almost no environmental problem due to high power generation efficiency, no pollution, and noiselessness. In addition, the fuel cell can be manufactured in various capacities, and the fuel cell can be easily installed in the power demand site, thereby reducing the initial investment cost of the power transmission /

이러한 연료전지를 이용한 연료전지 시스템은 전기를 생산하는 연료전지 스택과, 발전된 DC 전력을 AC 전력으로 변환시키는 전력 변환기 및 제어기 등으로 구성된다. 이때, 연료전지 스택은 적층된 수백 장의 셀(cell)들로 구성되어 있으며, 물, 연료, 공기 등이 각 셀로 공급되도록 설계되어 있다. 기본적으로 각 셀은 전해질(electrolyte)에 의하여 분리된 연료극(anode)과 공기극(cathode)의 두 전극으로 구성되며, 각 셀은 분리판(separator)에 의하여 분리된다.A fuel cell system using such a fuel cell comprises a fuel cell stack for producing electricity, a power converter and a controller for converting the developed DC power into AC power, and the like. At this time, the fuel cell stack is composed of hundreds of stacked cells, and water, fuel, and air are supplied to each cell. Basically, each cell is composed of two electrodes, an anode and a cathode separated by an electrolyte, and each cell is separated by a separator.

이러한 구성을 갖는 연료전지 시스템은 연료인 수소와 산소의 반응으로 전기 및 열 뿐만 아니라 수분이 생성된다. 이때, 반응한 열은 간접 열교환을 통해 사용자가 사용할 수 있도록 냉각수 탱크에 저장된다.In a fuel cell system having such a configuration, water and hydrogen as well as electricity and heat are generated by the reaction between hydrogen and oxygen which are fuel. At this time, the reacted heat is stored in the cooling water tank for use by the user through indirect heat exchange.

이때, 연료전지 시스템의 운전을 실시하는 동안 연료전지 스택에서 수소와 산소의 반응으로 생성된 수분을 적절히 관리하지 못할 경우, 연료전지 시스템의 출력 성능 및 내구성이 저하되는 문제가 있다.If the moisture generated by the reaction of hydrogen and oxygen in the fuel cell stack can not be properly managed during the operation of the fuel cell system, the output performance and durability of the fuel cell system may deteriorate.

이를 해결하기 위해, 최근에는 연료전지 스택에서 수소와 산소의 반응으로 발생된 수분을 적절히 관리함으로써, 플러딩 효과에 의한 시스템 출력 성능 향상 및 내구성 저하를 최소화하고자 하는 노력이 진행 중에 있다.In order to solve this problem, efforts are being made to minimize the deterioration of the durability and the system output performance due to the flooding effect by appropriately managing the moisture generated by the reaction of hydrogen and oxygen in the fuel cell stack.

관련 선행문헌으로는 대한민국 공개특허 제10-2006-0086975호(2006.08.01. 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 연료전지 시스템 및 그 제어방법이 기재되어 있다.
Related Prior Art Korean Patent Publication No. 10-2006-0086975 (published on August 1, 2006) discloses a fuel cell system and a control method thereof.

본 발명의 목적은 누적 전류량 및 출력 구배를 모니터링하여 효과적인 수소 퍼지 밸브의 제어를 통해 내부 플러딩 효과를 최소화하여 출력 안정성 및 내구성을 향상시킬 수 있는 연료전지 시스템 및 그 퍼지 제어 방법을 제공하는 것이다.
An object of the present invention is to provide a fuel cell system and a method of controlling the same that can improve the output stability and durability by monitoring the accumulated current amount and the output gradient to minimize the internal flooding effect by controlling the effective hydrogen purge valve.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 출력 안정성 및 내구성이 우수한 연료전지 시스템은 전기화학반응으로 전기 에너지를 생성하는 연료전지 스택; 상기 연료전지 스택과 이격되도록 설치되며, 내부에 냉각수가 채워지는 냉각수 탱크; 상기 냉각수 탱크와 연료전지 스택 사이에 장착되며, 상기 연료전지 스택에서 발생한 폐열을 열교환시키는 열 교환기; 상기 연료전지 스택으로 공급되는 H2 가스의 공급을 제어하기 위한 제1 제어 밸브가 장착된 수소 공급배관; 상기 연료전지 스택으로 공기를 공급하기 위한 공기 공급배관; 상기 연료전지 스택의 출측에 장착되어, 상기 공기 공급배관과 연통하도록 설치되며, 제2 제어 밸브가 장착된 제1 기수 분리기; 상기 연료전지 스택의 출측에 장착되어, 상기 수소 공급배관에 연통하도록 설치되며, 제3 제어 밸브가 장착된 제2 기수 분리기; 일단은 상기 제2 기수 분리기에 장착되고, 타단은 상기 수소 공급배관과 연통하도록 설치되는 수소 재순환 배관; 및 상기 수소 재순환 배관에 장착되어, 상기 수소 공급배관, 제2 기수 분리기 및 수소 재순환 배관을 순환하는 수소의 개폐를 제어하기 위한 수소 퍼지 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a fuel cell system having excellent output stability and durability, including: a fuel cell stack for generating electrical energy by an electrochemical reaction; A cooling water tank installed to be spaced apart from the fuel cell stack and filled with cooling water therein; A heat exchanger mounted between the cooling water tank and the fuel cell stack for heat-exchanging waste heat generated in the fuel cell stack; The H 2 supplied to the fuel cell stack A hydrogen supply pipe equipped with a first control valve for controlling supply of gas; An air supply pipe for supplying air to the fuel cell stack; A first water separator mounted on an outlet side of the fuel cell stack and installed to communicate with the air supply pipe, the second water separator being equipped with a second control valve; A second water separator mounted on an outlet side of the fuel cell stack and installed to communicate with the hydrogen supply pipe, the third water separator being equipped with a third control valve; A hydrogen recirculation pipe having one end mounted to the second water separator and the other end provided to communicate with the hydrogen supply pipe; And a hydrogen purge valve mounted on the hydrogen recirculation pipe for controlling the opening and closing of hydrogen circulating the hydrogen supply pipe, the second water separator and the hydrogen recirculation pipe.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 출력 안정성 및 내구성이 우수한 연료전지 시스템의 퍼지 제어 방법은 연료전지 시스템의 운전시, 일단이 제2 기수 분리기에 장착되고, 타단이 수소 공급배관과 연통하도록 설치되는 수소 재순환 배관에 장착되어, 상기 수소 공급배관, 제2 기수 분리기 및 수소 재순환 배관을 순환하는 수소의 개폐를 제어하는 수소 퍼지 밸브의 조작 주기 및 개폐 시간을 조정하여, 연료전지 스택의 반응으로 발생하는 수분을 관리하는 것을 특징으로 한다.
In order to accomplish the above object, there is provided a fuel cell system control method for a fuel cell system having excellent output stability and durability according to an embodiment of the present invention. In the fuel cell system, one end of the fuel cell system is installed in the second water separator, The operation period and the opening and closing time of the hydrogen purge valve for controlling the opening and closing of the hydrogen circulating through the hydrogen supply pipe, the second water separator and the hydrogen recirculation pipe are adjusted, And the water generated by the reaction is controlled.

본 발명에 따른 출력 안정성 및 내구성이 우수한 연료전지 시스템 및 그 퍼지 제어 방법은 연료전지 스택의 애노드 후단에 수소 퍼지 밸브를 추가 장착하고 수소 퍼지 밸브의 조작 주기 및 개폐 시간을 조정함으로써, 연료전지 스택에서 수소와 산소의 반응으로 생성되는 수분을 적절히 관리하여 플러딩 효과에 의한 시스템 출력 성능 향상 및 내구성 저하를 최소화시킬 수 있게 된다.The fuel cell system and the purging control method thereof having excellent output stability and durability according to the present invention are characterized in that the hydrogen purge valve is additionally provided at the anode end of the fuel cell stack and the operation period and the opening and closing time of the hydrogen purge valve are adjusted, It is possible to appropriately manage the moisture generated by the reaction between hydrogen and oxygen, thereby improving the system output performance and minimizing the durability degradation due to the flooding effect.

또한, 본 발명에 따른 출력 안정성 및 내구성이 우수한 연료전지 시스템은 인버터의 입력 전압을 실시간으로 모니터링함으로써, 급격한 성능 저하 발생을 감시할 경우에만 선택적으로 수소 퍼지를 실시하는 것에 의해, 추가 비용 없이 인터버 출력을 활용하여 연료전지 시스템의 출력 안정화를 도모할 수 있다.
In addition, the fuel cell system having excellent output stability and durability according to the present invention monitors the input voltage of the inverter in real time, and selectively performs hydrogen purging only when a sudden drop in performance is monitored, The output of the fuel cell system can be stabilized by utilizing the output.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 출력 안정성 및 내구성이 우수한 연료전지 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 출력 안정성 및 내구성이 우수한 연료전지 시스템의 퍼지 제어 방법을 나타낸 공정 순서도이다.1 is a view showing a fuel cell system having excellent output stability and durability according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a method of controlling a fuzzy control of a fuel cell system having excellent output stability and durability according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent by 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 may be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey 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.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 출력 안정성 및 내구성이 우수한 연료전지 시스템 및 그 퍼지 제어 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, a fuel cell system and a purging control method thereof having excellent output stability and durability according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 출력 안정성 및 내구성이 우수한 연료전지 시스템을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a fuel cell system having excellent output stability and durability according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 도시된 본 발명의 실시예에 따른 출력 안정성 및 내구성이 우수한 연료전지 시스템(100)은 연료전지 스택(110), 냉각수 탱크(115), 열 교환기(120), 수소 공급배관(125), 공기 공급배관(130), 제1 기수 분리기(160), 제2 기수 분리기(162), 수소 재순환 배관(165) 및 수소 퍼지 밸브(175)를 포함한다.
Referring to FIG. 1, a fuel cell system 100 having excellent output stability and durability according to an embodiment of the present invention includes a fuel cell stack 110, a cooling water tank 115, a heat exchanger 120, An air supply line 130, a first water separator 160, a second water separator 162, a hydrogen recycle line 165, and a hydrogen purge valve 175. The first water separator 160,

연료전지 스택(110)은 수소의 산화반응 및 산소의 환원반응이 동시에 일어나는 전기화학반응으로 전기 에너지를 생성한다. 이때, 연료전지 스택(110)은 적층된 다수의 셀(cell)들로 구성되어 있으며, 물, 연료, 공기 등이 각 셀로 공급되도록 설계되어 있다. 이때, 연료로는 수소 가스(H2)가 이용되고, 각 셀은 전해질(electrolyte)에 의하여 분리된 연료극(anode)과 공기극(cathode)의 두 전극으로 구성되며, 각 셀은 분리판(separator)에 의하여 분리된다.
The fuel cell stack 110 generates electrical energy by an electrochemical reaction in which hydrogen oxidation reaction and oxygen reduction reaction occur at the same time. At this time, the fuel cell stack 110 is composed of a plurality of stacked cells, and is designed to supply water, fuel, air, etc. to each cell. At this time, hydrogen gas (H 2 ) is used as fuel, and each cell is composed of two electrodes, an anode and a cathode separated by an electrolyte, and each cell is divided into a separator, Lt; / RTI >

냉각수 탱크(115)는 연료전지 스택(110)과 이격되도록 설치되며, 내부에 냉각수가 채워진다. 이러한 냉각수 탱크(115)는 내부에 빈 공간을 구비하는 용기 형태를 가질 수 있다. 이때, 냉각수 탱크(115)는 설계의 용이성을 고려해 볼 때, 육면체 형상을 갖는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니며 원통 형상 등 다양한 형태가 적용될 수 있다.
The cooling water tank 115 is installed to be spaced apart from the fuel cell stack 110 and filled with cooling water. The cooling water tank 115 may have a container shape having an empty space therein. At this time, considering the ease of design, the cooling water tank 115 preferably has a hexahedral shape, but is not limited thereto, and various shapes such as a cylindrical shape can be applied.

열 교환기(120)는 냉각수 탱크(115)와 연료전지 스택(110) 사이에 장착되며, 연료전지 스택(110)에서 발생한 폐열을 열교환시킨다. 이때, 도 1에서는 열 교환기(120)가 1개인 것으로 도시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 2개 이상이 장착될 수도 있다.
The heat exchanger 120 is installed between the cooling water tank 115 and the fuel cell stack 110 to heat-exchange the waste heat generated in the fuel cell stack 110. 1, the heat exchanger 120 is illustrated as having one heat exchanger 120, but the present invention is not limited thereto, and two or more heat exchangers 120 may be installed.

수소 공급배관(125)은 연료전지 스택(110)으로 공급되는 H2 가스의 공급을 제어하기 위한 제1 제어 밸브(V1)가 장착된다. 이때, 수소 공급배관(125)은 일단이 연료전지 스택(110)의 입측에 연결되고, 타단이 연료전지 스택(110)의 출측에 연결된다.
The hydrogen supply pipe 125 is equipped with a first control valve V1 for controlling the supply of the H 2 gas supplied to the fuel cell stack 110. At this time, one end of the hydrogen supply pipe 125 is connected to the inlet of the fuel cell stack 110, and the other end is connected to the outlet of the fuel cell stack 110.

공기 공급배관(130)은 연료전지 스택(110)으로 공기를 공급하는 역할을 한다. 이때, 공기 공급배관(130)은 일단이 연료전지 스택(110)의 입측에 연결되고, 타측이 연료전지 스택(110)의 출측에 연결된다. 이러한 공기 공급배관(130)은 수소 공급배관(125)과 평행하게 장착될 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
The air supply pipe 130 serves to supply air to the fuel cell stack 110. At this time, one end of the air supply pipe 130 is connected to the inlet of the fuel cell stack 110, and the other end is connected to the outlet of the fuel cell stack 110. The air supply pipe 130 may be mounted in parallel with the hydrogen supply pipe 125, but is not limited thereto.

제1 기수 분리기(160)는 연료전지 스택(110)의 출측에 장착되어, 공기 공급배관(130)과 연통하도록 설치되고, 제2 기수 분리기(162)는 연료전지 스택(110)의 출측에 장착되어, 수소 공급배관(125)에 연통하도록 설치된다. 이때, 제1 기수 분리기(160)의 출측에 배치되는 공기 공급배관(130)에는 제2 제어 밸브(V2)가 장착되고, 제2 기수 분리기(162)의 출측에 배치되는 수소 공급배관(125)에는 제3 제어 밸브(V3)가 장착된다. 이러한 제2 제어 밸브(V2) 및 제3 제어 밸브(V3)에 의해 제1 및 제2 기수 분리기(160, 162)의 내부에 저장되는 수분을 선택적으로 제거할 수 있게 된다.
The first water separator 160 is installed on the out side of the fuel cell stack 110 and is arranged to communicate with the air supply pipe 130 and the second water separator 162 is installed on the out side of the fuel cell stack 110 And is provided so as to communicate with the hydrogen supply pipe 125. The second control valve V2 is mounted on the air supply pipe 130 disposed on the outlet side of the first water separator 160 and the hydrogen supply pipe 125 disposed on the second side of the second water separator 162, The third control valve V3 is mounted. The second control valve V2 and the third control valve V3 can selectively remove moisture stored in the first and second water separators 160 and 162. [

수소 재순환 배관(165)은 일단이 제2 기수 분리기(162)에 장착되고, 타단이 수소 공급배관(125)과 연통하도록 설치된다. 이때, 수소 재순환 배관(165)은 제2 기수 분리기(162)로부터 회수되는 수소를 재 활용함과 더불어, 연료전지 스택(110)에서 수소와 산소의 반응으로 생성되는 수분을 적절히 관리하여 플러딩 효과(flooding effect)에 의한 시스템 출력 성능 향상 및 내구성 저하를 최소화시키기 위한 목적으로 장착된다.
The hydrogen recirculation pipe 165 is installed such that one end thereof is mounted to the second water separator 162 and the other end is connected to the hydrogen supply pipe 125. At this time, the hydrogen recirculation pipe 165 reuses the hydrogen recovered from the second water separator 162, and appropriately manages the water generated by the reaction of hydrogen and oxygen in the fuel cell stack 110, flooding effect) and to minimize the durability degradation.

수소 퍼지 밸브(175)는 수소 재순환 배관(165)에 장착되어, 수소 공급배관(125), 제2 기수 분리기(162) 및 수소 재순환 배관(165)을 순환하는 수소의 개폐를 제어하는 역할을 한다. 이러한 수소 퍼지 밸브(175)로는 삼방 밸브(three-way valve)가 이용될 수 있다. 즉, 수소 퍼지 밸브(175)는 입측이 수소 재순환 배관(165)과 연결되고, 하나의 출측이 수소 공급배관(125)과 연결되며, 다른 출측은 외부로 수소 퍼지가 이루어지도록 설계되어 있을 수 있다.The hydrogen purge valve 175 is mounted on the hydrogen recirculation pipe 165 and serves to control the opening and closing of the hydrogen circulating the hydrogen supply pipe 125, the second water separator 162 and the hydrogen recirculation pipe 165 . As the hydrogen purge valve 175, a three-way valve may be used. That is, the hydrogen purge valve 175 may be designed such that the inlet side thereof is connected to the hydrogen recirculation pipe 165, one outlet side thereof is connected to the hydrogen supply pipe 125, and the other outlet side is designed to externally purged hydrogen .

이와 같이, 본 발명에서는 연료전지 스택(110)의 애노드 후단에 수소 퍼지 밸브(175)를 추가 장착하고 수소 퍼지 밸브(175)의 조작 주기 및 개폐 시간을 조정함으로써, 연료전지 스택(110)에서 수소와 산소의 반응으로 생성되는 수분을 적절히 관리하여 플러딩 효과에 의한 시스템 출력 성능 향상 및 내구성 저하를 최소화시킬 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, the hydrogen purge valve 175 is additionally installed at the anode end of the fuel cell stack 110, and the operation period and the opening / closing time of the hydrogen purge valve 175 are adjusted, And the oxygen produced by the reaction of oxygen can be appropriately controlled to improve the system output performance and the durability degradation due to the flooding effect.

즉, 수소 퍼지 밸브(175)는 연료전지 스택(110)의 누적 전류량이 설정값을 초과하는 경우, 밸브 열림 상태(open state)가 일정시간 동안 유지하도록 설정되어 있다. 이때, 밸브 열림 상태의 일정시간은 연료전지 스택(110)의 내부 유로의 체적량을 고려하여 충분히 신선한 연료가 공급될 수 있는 지속 시간이거나, 또는 연료전지 스택(110)의 내부 유로를 순환하는 수분을 효과적으로 제거하기 위해 수 초 ~ 수십 초의 짧은 시간일 수 있다.
That is, the hydrogen purge valve 175 is set so that the valve open state is maintained for a predetermined time when the cumulative current amount of the fuel cell stack 110 exceeds a set value. At this time, the predetermined period of time in which the valve is opened may be a duration that sufficiently fresh fuel can be supplied in consideration of the volume of the internal flow path of the fuel cell stack 110, It may be a short time of a few seconds to a few tens of seconds to effectively remove the gas.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 출력 안정성 및 내구성이 우수한 연료전지 시스템(100)은 수소 재순환 블로워(170), 에어 블로워(180), 냉각수 순환배관(150), 냉각수 펌프(184), 배열회수 탱크(140), 배열회수 펌프(182), 배열회수 순환배관(145), 제4 제어 밸브(V4), 인버터(195) 및 제어부(190)를 포함한다.
The fuel cell system 100 having excellent output stability and durability according to an embodiment of the present invention includes a hydrogen recirculation blower 170, an air blower 180, a cooling water circulation pipe 150, a cooling water pump 184, And includes a tank 140, an arrangement recovery pump 182, an arrangement recovery circulation pipe 145, a fourth control valve V4, an inverter 195, and a control unit 190.

수소 재순환 블로워(170)는 수소 퍼지 밸브(175)와 제2 기수 분리기(162) 사이에 배치되는 수소 재순환 배관(165)에 장착된다. 이때, 수소 재순환 블로워(170)는 제2 기수 분리기(162)로부터 유입되는 수소를 수소 공급배관(125)으로 재 유입시키기 위한 목적으로 장착된다.
The hydrogen recirculation blower 170 is mounted to the hydrogen recycle line 165 disposed between the hydrogen purge valve 175 and the second water separator 162. At this time, the hydrogen recirculation blower 170 is mounted for the purpose of re-introducing hydrogen introduced from the second water separator 162 into the hydrogen supply pipe 125.

에어 블로워(180)는 공기 공급배관(130)과 연통하도록 설치되어, 공기 공급배관(130)으로 에어 압을 분사하는 역할을 한다. 이때, 도 1에서는 에어 블로워(180)의 수가 1개인 것을 일 예로 나타내었으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 복수 개를 장착하는 것도 무방하다.
The air blower 180 is installed to communicate with the air supply pipe 130 and serves to inject air pressure into the air supply pipe 130. 1, the number of the air blowers 180 is one. However, the number of the air blowers 180 is not limited thereto, and a plurality of the air blowers 180 may be mounted.

냉각수 순환배관(150)은 열교환기 및 냉각수 탱크에 각각 연결되는 폐 순환 구조를 갖는다. 이러한 냉각수 순환배관의 내부로는 냉각수가 순환하게 된다.
The cooling water circulation pipe (150) has a closed loop structure connected to the heat exchanger and the cooling water tank, respectively. The cooling water circulates inside the cooling water circulation pipe.

냉각수 펌프(184)는 냉각수 탱크(115)와 열 교환기(120) 사이에 배치되는 냉각수 순환배관(150)에 장착된다. 이러한 냉각수 펌프(184)는 냉각수 순환배관(150)의 내부를 순환하는 냉각수를 펌핑하여 냉각수의 유속을 조절하는 역할을 한다.
The cooling water pump 184 is mounted on the cooling water circulation pipe 150 disposed between the cooling water tank 115 and the heat exchanger 120. The cooling water pump 184 functions to regulate the flow rate of the cooling water by pumping the cooling water circulating in the cooling water circulation pipe 150.

배열회수 탱크(140)는 열 교환기(120)의 출측에 장착되며, 열 교환기(120)로부터의 배열을 회수하기 위한 목적으로 장착된다. 이러한 배열회수 탱크(140)는 내부에 빈 공간을 구비하는 용기 형태를 가질 수 있다.
The array recovery tank 140 is mounted on the exit side of the heat exchanger 120 and is mounted for the purpose of recovering the arrangement from the heat exchanger 120. Such an arrangement recovery tank 140 may have a container shape having an empty space therein.

배열회수 순환배관(145)은 연료전지 스택(110), 열 교환기(120) 및 배열회수 탱크(140)에 각각 연결되는 폐 순환 구조를 갖는다. 이러한 배열회수 순환배관(145)의 내부로는 연료전지 스택(110)을 냉각시키기 위한 냉각수가 순환하게 된다.
The exhaust heat recovery circulation pipe 145 has a closed loop structure that is connected to the fuel cell stack 110, the heat exchanger 120, and the arrangement recovery tank 140, respectively. Cooling water for cooling the fuel cell stack 110 is circulated inside the circulation return pipe 145.

배열회수 펌프(182)는 배열회수 탱크(140)와 연료전지 스택(110) 사이에 배치되는 배열회수 순환배관(145)에 장착되며, 배열회수 탱크(140)의 출측에 장착되는 것이 바람직하다. 이러한 배열회수 펌프(182)는 배열회수 순환배관(145)의 내부를 순환하는 냉각수를 펌핑하여 냉각수의 유속을 조절하는 역할을 한다.
It is preferable that the arrangement recovery pump 182 is mounted on the exhaust collection circulation pipe 145 disposed between the arrangement recovery tank 140 and the fuel cell stack 110 and mounted on the exit side of the arrangement collection tank 140. The batch recovery pump 182 functions to regulate the flow rate of the cooling water by pumping the cooling water circulating in the circulation recovery circulation pipe 145.

제4 제어 밸브(V4)는 배열회수 탱크(140)의 출측에 장착되어, 배열회수 탱크(140)에 저장된 냉각수의 배출을 제어하는 역할을 한다.
The fourth control valve (V4) is mounted on the exit side of the arrangement recovery tank (140) and serves to control the discharge of the cooling water stored in the arrangement recovery tank (140).

인버터(195)는 연료전지 스택(110)으로부터 생산된 DC 전력을 AC 전력으로 변환하는 역할을 한다. 이러한 인버터(195)는 연료전지 스택(110)의 출측에 배치될 수 있으며, 변환된 전력은 일반 가정, 공장 등으로 공급될 수 있다.
The inverter 195 serves to convert DC power produced from the fuel cell stack 110 into AC power. Such an inverter 195 may be disposed on the outside of the fuel cell stack 110, and the converted electric power may be supplied to a general home, a factory, or the like.

제어부(190)는 인버터(195)의 입력 전압을 실시간으로 모니터링함과 더불어, 제1 내지 제4 제어 밸브(V1 내지 V4)의 구동을 제어하는 역할을 한다. 이때, 본 발명에서는 연료전지 시스템(100)의 운전시, 인버터(195)의 입력 전압(연료전지 스택의 출력 전압)을 실시간으로 모니터링하여 연료전지 스택(110)의 성능 저하 발생을 감지할 시, 수소 퍼지 밸브(175)를 개방시켜 수소 퍼지를 실시하도록 설정되어 있다.The controller 190 monitors the input voltage of the inverter 195 in real time and controls the driving of the first to fourth control valves V1 to V4. At this time, in the present invention, when the input voltage (the output voltage of the fuel cell stack) of the inverter 195 is monitored in real time during the operation of the fuel cell system 100 to detect the performance degradation of the fuel cell stack 110, And the hydrogen purge valve 175 is opened to perform hydrogen purging.

이와 같이, 인버터(195)의 입력 전압에 대한 구배를 지속적으로 모니터링함으로써, 연료전지 스택(110)의 급격한 성능 저하 발생을 감시할 경우에만 선택적으로 수소 퍼지를 실시하는 것에 의해, 추가 비용 없이 인터버 출력을 활용하여 연료전지 시스템(100)의 출력 안정화를 도모할 수 있다.
In this way, by continuously monitoring the gradient with respect to the input voltage of the inverter 195, selectively performing the hydrogen purging only when monitoring the occurrence of abrupt performance deterioration of the fuel cell stack 110, The output of the fuel cell system 100 can be stabilized by utilizing the output.

전술한 본 발명의 실시예에 따른 출력 안정성 및 내구성이 우수한 연료전지 시스템은 연료전지 스택의 애노드 후단에 수소 퍼지 밸브를 추가 장착하고 수소 퍼지 밸브의 조작 주기 및 개폐 시간을 조정함으로써, 연료전지 스택에서 수소와 산소의 반응으로 생성되는 수분을 적절히 관리하여 플러딩 효과에 의한 시스템 출력 성능 향상 및 내구성 저하를 최소화시킬 수 있게 된다.The fuel cell system having excellent output stability and durability according to the above-described embodiment of the present invention is characterized in that a hydrogen purge valve is additionally installed at the anode rear end of the fuel cell stack and the operation period and opening / closing time of the hydrogen purge valve are adjusted, It is possible to appropriately manage the moisture generated by the reaction between hydrogen and oxygen, thereby improving the system output performance and minimizing the durability degradation due to the flooding effect.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 출력 안정성 및 내구성이 우수한 연료전지 시스템은 인버터의 입력 전압을 실시간으로 모니터링함으로써, 급격한 성능 저하 발생을 감시할 경우에만 선택적으로 수소 퍼지를 실시하는 것에 의해, 추가 비용 없이 인터버 출력을 활용하여 연료전지 시스템의 출력 안정화를 도모할 수 있다.
In addition, the fuel cell system having excellent output stability and durability according to the embodiment of the present invention monitors the input voltage of the inverter in real time, thereby selectively performing hydrogen purging only for monitoring occurrence of abrupt performance degradation, The output of the fuel cell system can be stabilized by utilizing the output of the inverter.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 출력 안정성 및 내구성이 우수한 연료전지 시스템의 퍼지 제어 방법에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a fuzzy control method of a fuel cell system having excellent output stability and durability according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 출력 안정성 및 내구성이 우수한 연료전지 시스템의 퍼지 제어 방법을 나타낸 공정 순서도로, 도 1과 연계하여 설명하도록 한다.FIG. 2 is a flow chart showing a fuzzy control method of a fuel cell system excellent in output stability and durability according to an embodiment of the present invention, which will be described in connection with FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 도시된 본 발명의 실시예에 따른 출력 안정성 및 내구성이 우수한 연료전지 시스템의 퍼지 제어 방법은 누적 전류량 연산 단계(S210), 인버터 출력 구배 연산 단계(S220) 및 수소 퍼지 밸브 개폐 제어 단계(S230)를 포함한다.
Referring to FIGS. 1 and 2, a method of controlling a purging of a fuel cell system having excellent output stability and durability according to an embodiment of the present invention includes a cumulative current amount calculation step S210, an inverter output gradient calculation step S220, And a purge valve opening / closing control step (S230).

누적 전류량 연산Cumulative Amount Calculation

누적 전류량 연산 단계(S210)에서는 연료전지 시스템(100)의 운전시, 연료전지 스택(110)의 누적 전류량을 측정한다. 이때, 연료전지 스택(110)의 누적 전류량이 설정값을 초과할 경우에만 선택적으로 수소 제어 밸브(175)가 열림 상태로 일정시간 동안 유지하도록 설정된다.
In the cumulative current amount calculation step (S210), the cumulative current amount of the fuel cell stack (110) is measured during operation of the fuel cell system (100). At this time, only when the cumulative current amount of the fuel cell stack 110 exceeds the set value, the hydrogen control valve 175 is set to be kept open for a predetermined time.

인버터 출력 구배 연산Inverter output gradient operation

인버터 출력 구배 연산 단계(S220)에서는 인버터(195)의 입력 전압을 실시간으로 모니터링하여 연료전지 스택(110)의 급격한 성능 저하 발생을 감시할 경우에만 선택적으로 수소 퍼지 밸브(175)를 개방시켜 수소 퍼지를 실시하는 것에 의해, 추가 비용 없이 인터버 출력을 활용하여 연료전지 시스템(100)의 출력 안정화를 도모할 수 있게 된다.
In the inverter output gradient calculation step S220, the input voltage of the inverter 195 is monitored in real time to selectively open the hydrogen purge valve 175 to monitor the occurrence of a sudden drop in performance of the fuel cell stack 110, The output of the fuel cell system 100 can be stabilized by utilizing the inverter output without additional cost.

수소 퍼지 밸브 개폐 제어Hydrogen purge valve opening / closing control

수소 퍼지 밸브 개폐 제어 단계(S230)에서는 연료전지 시스템(100)의 운전시, 일단이 제2 기수 분리기(162)에 장착되고, 타단이 수소 공급배관(125)과 연통하도록 설치되는 수소 재순환 배관(165)에 장착되어, 수소 공급배관(125), 제2 기수 분리기(162) 및 수소 재순환 배관(165)을 순환하는 수소의 개폐를 제어하는 수소 퍼지 밸브(175)의 조작 주기 및 개폐 시간을 조정하여, 연료전지 스택(110)의 반응으로 발생하는 수분을 관리한다.In the hydrogen purge valve opening / closing control step S230, hydrogen recirculation piping (one of which is installed at one end to the second water separator 162 and the other end to communicate with the hydrogen supply pipe 125 at the time of operation of the fuel cell system 100 165 to adjust the operation cycle and the opening and closing time of the hydrogen purge valve 175 for controlling the opening and closing of the hydrogen circulating through the hydrogen supply pipe 125, the second water separator 162 and the hydrogen recirculation pipe 165 Thereby managing the moisture generated by the reaction of the fuel cell stack 110.

즉, 연료전지 시스템(100)의 운전시, 수소 퍼지 밸브(175)는 연료전지 스택(110)의 누적 전류량이 설정값을 초과하는 경우, 열림 상태가 일정시간 동안 유지하도록 설정되어 있다. 이때, 밸브 열림 상태의 일정시간은 연료전지 스택(110)의 내부 유로의 체적량을 고려하여 충분히 신선한 연료가 공급될 수 있는 지속 시간이거나, 또는 연료전지 스택(110)의 내부 유로를 순환하는 수분을 효과적으로 제거하기 위해 수 초 ~ 수십 초의 짧은 시간일 수 있다.That is, when the fuel cell system 100 is in operation, the hydrogen purge valve 175 is set such that the open state of the hydrogen purge valve 175 is maintained for a predetermined time when the cumulative current amount of the fuel cell stack 110 exceeds the set value. At this time, the predetermined period of time in which the valve is opened may be a duration that sufficiently fresh fuel can be supplied in consideration of the volume of the internal flow path of the fuel cell stack 110, It may be a short time of a few seconds to a few tens of seconds to effectively remove the gas.

또한, 연료전지 시스템(100)의 운전시, 인버터(195)의 입력 전압을 실시간으로 모니터링하여 연료전지 스택(110)의 성능 저하 발생을 감지할 시, 수소 퍼지 밸브(175)를 개방시켜 수소 퍼지를 실시한다.
When the fuel cell system 100 is operated, the input voltage of the inverter 195 is monitored in real time to detect the performance degradation of the fuel cell stack 110, the hydrogen purge valve 175 is opened, .

전술한 본 발명의 실시예에 따른 출력 안정성 및 내구성이 우수한 연료전지 시스템의 퍼지 제어 방법은 연료전지 스택의 애노드 후단에 수소 퍼지 밸브를 추가 장착하고 수소 퍼지 밸브의 조작 주기 및 개폐 시간을 조정함으로써, 연료전지 스택에서 수소와 산소의 반응으로 생성되는 수분을 적절히 관리하여 플러딩 효과에 의한 시스템 출력 성능 향상 및 내구성 저하를 최소화시킬 수 있게 된다.The method of controlling the purging of the fuel cell system having excellent output stability and durability according to the embodiment of the present invention is characterized in that a hydrogen purge valve is additionally installed at the anode end of the fuel cell stack and the operation period and opening / It is possible to appropriately manage the moisture generated by the reaction of hydrogen and oxygen in the fuel cell stack, thereby minimizing the system output performance improvement and durability deterioration due to the flooding effect.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 출력 안정성 및 내구성이 우수한 연료전지 시스템의 퍼지 제어 방법은 인버터의 입력 전압을 실시간으로 모니터링함으로써, 급격한 성능 저하 발생을 감시할 경우에만 선택적으로 수소 퍼지를 실시하는 것에 의해, 추가 비용 없이 인터버 출력을 활용하여 연료전지 시스템의 출력 안정화를 도모할 수 있다.
In addition, the method of controlling the fuzzy control of the fuel cell system having excellent output stability and durability according to the embodiment of the present invention is characterized by selectively monitoring the input voltage of the inverter in real time, The output of the fuel cell system can be stabilized by utilizing the inverter output without additional cost.

이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
Although the preferred embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. These changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be determined by the following claims.

100 : 연료전지 시스템 110 : 연료전지 스택
115 : 냉각수 탱크 120 : 열 교환기
125 : 수소 공급배관 130 : 공기 공급배관
140 : 배열회수 탱크 145 : 배열회수 순환배관
150 : 냉각수 순환배관 160 : 제1 기수 분리기
162 : 제2 기수 분리기 170 : 재순환 블로워
175 : 수소 퍼지 밸브 180 : 에어 블로워
182 : 배열회수 펌프 184 : 냉각수 펌프
190 : 제어부 195 : 인버터
V1, V2, V3, V4 : 제1 내지 제4 제어 밸브
S210 : 누적 전류량 연산 단계
S220 : 인버터 출력 구배 연산 단계
S230 : 수소 퍼지 밸브 개폐 제어 단계100: Fuel cell system 110: Fuel cell stack
115: cooling water tank 120: heat exchanger
125: hydrogen supply pipe 130: air supply pipe
140: Sequence recovery tank 145: Sequence recovery circulation piping
150: cooling water circulation pipe 160: first water separator
162: Second water separator 170: Recirculation blower
175: hydrogen purge valve 180: air blower
182: Array recovery pump 184: Coolant pump
190: control unit 195: inverter
V1, V2, V3, V4: First to fourth control valves
S210: Cumulative Amount Calculation Step
S220: Inverter output gradient calculation step
S230: hydrogen purge valve opening / closing control step

Claims (5)

전기화학반응으로 전기 에너지를 생성하는 연료전지 스택;
상기 연료전지 스택과 이격되도록 설치되며, 내부에 냉각수가 채워지는 냉각수 탱크;
상기 냉각수 탱크와 연료전지 스택 사이에 장착되며, 상기 연료전지 스택에서 발생한 폐열을 열교환시키는 열 교환기;
상기 연료전지 스택으로 공급되는 H2 가스의 공급을 제어하기 위한 제1 제어 밸브가 장착된 수소 공급배관;
상기 연료전지 스택으로 공기를 공급하기 위한 공기 공급배관;
상기 연료전지 스택의 출측에 장착되어, 상기 공기 공급배관과 연통하도록 설치되며, 제2 제어 밸브가 장착된 제1 기수 분리기;
상기 연료전지 스택의 출측에 장착되어, 상기 수소 공급배관에 연통하도록 설치되며, 제3 제어 밸브가 장착된 제2 기수 분리기;
일단은 상기 제2 기수 분리기에 장착되고, 타단은 상기 수소 공급배관과 연통하도록 설치되는 수소 재순환 배관;
상기 수소 재순환 배관에 장착되어, 상기 수소 공급배관, 제2 기수 분리기 및 수소 재순환 배관을 순환하는 수소의 개폐를 제어하기 위한 수소 퍼지 밸브;
상기 열 교환기의 출측에 장착되며, 상기 열 교환기로부터의 배열을 회수하기 위한 배열회수 탱크;
상기 연료전지 스택, 열 교환기 및 배열회수 탱크에 각각 연결되는 폐 순환 구조를 갖는 배열회수 순환배관;
상기 배열회수 탱크의 출측에 장착되어, 상기 배열회수 탱크에 저장된 냉각수의 배출을 제어하기 위한 제4 제어 밸브;
상기 연료전지 스택으로부터 생산된 DC 전력을 AC 전력으로 변환하기 위한 인버터; 및
상기 인버터의 입력 전압을 실시간으로 모니터링하고, 상기 제1 내지 제4 제어 밸브의 구동을 제어하기 위한 제어부;를 포함하며,
상기 수소 퍼지 밸브는 입측이 수소 재순환 배관과 연결되고, 하나의 출측이 수소 공급배관과 연결되며, 다른 출측은 외부로 수소 퍼지가 이루어지도록 설계되며,
상기 수소 퍼지 밸브는 상기 연료전지 스택의 누적 전류량이 설정값을 초과하는 경우, 열림 상태가 일정시간 동안 유지하도록 설정되어 있고,
상기 인버터의 입력 전압을 실시간으로 모니터링하여 상기 연료전지 스택의 성능 저하 발생을 감지할 시, 상기 수소 퍼지 밸브를 개방시켜 수소 퍼지를 실시하는 것을 특징으로 하는 출력 안정성 및 내구성이 우수한 연료전지 시스템.
A fuel cell stack for generating electrical energy by an electrochemical reaction;
A cooling water tank installed to be spaced apart from the fuel cell stack and filled with cooling water therein;
A heat exchanger mounted between the cooling water tank and the fuel cell stack for heat-exchanging waste heat generated in the fuel cell stack;
A hydrogen supply pipe equipped with a first control valve for controlling supply of H 2 gas supplied to the fuel cell stack;
An air supply pipe for supplying air to the fuel cell stack;
A first water separator mounted on an outlet side of the fuel cell stack and installed to communicate with the air supply pipe, the second water separator being equipped with a second control valve;
A second water separator mounted on an outlet side of the fuel cell stack and installed to communicate with the hydrogen supply pipe, the third water separator being equipped with a third control valve;
A hydrogen recirculation pipe having one end mounted to the second water separator and the other end provided to communicate with the hydrogen supply pipe;
A hydrogen purge valve mounted on the hydrogen recirculation pipe for controlling opening and closing of hydrogen circulating through the hydrogen supply pipe, the second water separator and the hydrogen recirculation pipe;
An arrangement recovery tank mounted on an outlet side of the heat exchanger for recovering an arrangement from the heat exchanger;
An arrangement recovery circulation pipe having a closed loop structure connected to the fuel cell stack, the heat exchanger and the arrangement recovery tank, respectively;
A fourth control valve mounted on the outlet side of the arrangement recovery tank for controlling the discharge of the cooling water stored in the arrangement recovery tank;
An inverter for converting DC power produced from the fuel cell stack to AC power; And
And a controller for monitoring the input voltage of the inverter in real time and controlling the driving of the first to fourth control valves,
The hydrogen purge valve is designed such that the inlet side is connected to the hydrogen recirculation pipe, one outlet is connected to the hydrogen supply pipe, and the other outlet side is designed for hydrogen purging to the outside,
Wherein the hydrogen purge valve is set so that the open state of the hydrogen purge valve is maintained for a predetermined time when the cumulative current amount of the fuel cell stack exceeds a set value,
And the hydrogen purge valve is opened to monitor the input voltage of the inverter in real time to detect the performance degradation of the fuel cell stack.
제1항에 있어서,
상기 연료전지 시스템은
상기 수소 퍼지 밸브와 제2 기수 분리기 사이에 배치되는 수소 재순환 배관에 장착되는 수소 재순환 블로워;
상기 공기 공급배관과 연통하도록 설치되어, 상기 공기 공급배관으로 에어 압을 분사하기 위한 에어 블로워;
상기 열 교환기 및 냉각수 탱크에 각각 연결되는 폐 순환 구조를 갖는 냉각수 순환배관;
상기 냉각수 탱크와 열 교환기 사이에 배치되는 냉각수 순환배관에 장착된 냉각수 펌프; 및
상기 배열회수 탱크와 연료전지 스택 사이에 배치되는 배열회수 순환배관에 장착된 배열회수 펌프;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 출력 안정성 및 내구성이 우수한 연료전지 시스템.
The method according to claim 1,
The fuel cell system
A hydrogen recirculation blower mounted in the hydrogen recycle line disposed between the hydrogen purge valve and the second water separator;
An air blower installed to communicate with the air supply pipe and injecting air pressure to the air supply pipe;
A cooling water circulation pipe having a closed circulation structure connected to the heat exchanger and the cooling water tank, respectively;
A cooling water pump mounted on a cooling water circulation pipe disposed between the cooling water tank and the heat exchanger; And
Further comprising: an arrangement recovery pump installed in an exhaust heat recovery circulation pipe disposed between the exhaust heat recovery tank and the fuel cell stack.
제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 기재된 출력 안정성 및 내구성이 우수한 연료전지 시스템의 퍼지 제어 방법으로서,
연료전지 시스템의 운전시, 일단이 제2 기수 분리기에 장착되고, 타단이 수소 공급배관과 연통하도록 설치되는 수소 재순환 배관에 장착되어, 상기 수소 공급배관, 제2 기수 분리기 및 수소 재순환 배관을 순환하는 수소의 개폐를 제어하는 수소 퍼지 밸브의 조작 주기 및 개폐 시간을 조정하여, 연료전지 스택의 반응으로 발생하는 수분을 관리하되,
상기 수소 퍼지 밸브는 입측이 수소 재순환 배관과 연결되고, 하나의 출측이 수소 공급배관과 연결되며, 다른 출측은 외부로 수소 퍼지가 이루어지도록 설계되며,
상기 수소 퍼지 밸브는 상기 연료전지 스택의 누적 전류량이 설정값을 초과하는 경우, 열림 상태가 일정시간 동안 유지하도록 설정되어 있고,
상기 인버터의 입력 전압을 실시간으로 모니터링하여 상기 연료전지 스택의 성능 저하 발생을 감지할 시, 상기 수소 퍼지 밸브를 개방시켜 수소 퍼지를 실시하는 것을 특징으로 하는 출력 안정성 및 내구성이 우수한 연료전지 시스템의 퍼지 제어 방법.A fuzzy control method for a fuel cell system excellent in output stability and durability as set forth in any one of claims 1 to 2,
The fuel cell system is mounted in a hydrogen recirculation pipe having one end mounted on the second water separator and the other end provided in communication with the hydrogen supply pipe so as to circulate the hydrogen supply pipe, the second water separator and the hydrogen recirculation pipe Controlling an operation cycle and an opening and closing time of a hydrogen purge valve for controlling the opening and closing of hydrogen to control moisture generated by the reaction of the fuel cell stack,
The hydrogen purge valve is designed such that the inlet side is connected to the hydrogen recirculation pipe, one outlet is connected to the hydrogen supply pipe, and the other outlet side is designed for hydrogen purging to the outside,
Wherein the hydrogen purge valve is set so that the open state of the hydrogen purge valve is maintained for a predetermined time when the cumulative current amount of the fuel cell stack exceeds a set value,
Wherein the hydrogen purging valve is opened by monitoring the input voltage of the inverter in real time to detect occurrence of performance deterioration of the fuel cell stack. Control method. 삭제delete 삭제delete
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