KR101637683B1 - 연료전지 스택 셀 전압 측정 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 셀 전압 측정 시스템은 차량 제작 후 상기 차량의 시운전 시 스택 셀 전지의 스택 전압값을 채널별로 측정하고 상기 시운전 후 상기 스택 셀 전지의 스택 전압값을 측정하는 스택 전압 측정부; 상기 차량의 시운전 시 측정된 스택 전압값을 이용하여 보정 변수를 산출하는 보정 변수 산출부; 상기 보정 변수를 이용하여 차량 주행 중 상기 스택 전압 측정부에서 측정된 스택 전압값을 보정하는 스택 전압값 보정부를 포함할 수 있다.

Description

연료전지 스택 셀 전압 측정 시스템 및 그 방법{A CELL VOLTAGE MONITORING SYSTEM FOR A FUEL CELL STACK AND METHOD THEREO}
본 발명은 연료전지 스택 셀 전압 측정 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량 배터리의 스택 셀 전압을 정확히 측정하여 제공하는 기술이다.
가솔린이나 중유를 주연료로 사용하는 내연 엔진을 이용하는 자동차는 대기오염 등 공해발생에 심각한 영향을 주고 있다. 따라서 최근에는 공해발생을 줄이기 위하여, 전기 자동차 또는 하이브리드(Hybrid) 자동차의 개발에 많은 노력을 기울이고 있다.
전기 자동차는 배터리(battery)에서 출력되는 전기에너지에 의해 동작하는 배터리 엔진을 이용하는 자동차이다. 이러한 전기 자동차는 충방전이 가능한 다수의 2차 전지(cell)가 하나의 팩(pack)으로 형성된 배터리를 주동력원으로 이용하기 때문에 배기가스가 전혀 없으며 소음이 아주 작은 장점이 있다.
한편, 하이브리드 자동차라 함은 내연 엔진을 이용하는 자동차와 전기 자동차의 중간 단계의 자동차로서, 두 가지 이상의 동력원, 예컨대 내연 엔진 및 배터리 엔진을 사용하는 자동차이다. 현재에는 내연 엔진과 수소와 산소를 연속적으로 공급하면서 화학반응을 일으켜 직접 전기 에너지를 얻는 연료 전지를 이용하거나, 배터리와 연료 전지를 이용하는 등 혼합된 형태의 하이브리드 자동차가 개발되고 있다.
이와 같이 배터리 엔진을 이용하는 자동차는 동력원 향상을 위해 2차 전지(CELL)의 수가 점차 증가되고 있으며, 연결된 다수의 셀은 자동차의 성능에 직접적인 영향을 미치므로, 각 전지 셀의 성능이 뛰어나야 할 뿐만 아니라 각 전지의 셀의 전압, 전체 배터리의 전압 및 전류 등을 측정하여 각 전지 셀의 충방전 및 수명을 효율적으로 관리하는 것이 중요하다.
이에, 차량 내 배터리의 관리를 위해, 차량 내의 스택 전압 모니터링 장치를 이용하여 배터리의 스택 셀 전압을 측정한다. 통상적으로 스택 셀 전압은 300-400개의 단위 셀을 스택시켜 형성하는데, 스택 셀 전압의 측정 시 단위 셀마다 측정이 어려워 단위 셀을 3-4개씩 묶어 채널로 정의한 후 채널별로 측정하게 된다. 그런데, 300~400개의 단위셀을 스택할 때 100개 또는 200개 단위로 연결하게 되는데 그 연결부 근처의 채널의 전압 측정 시 오차가 발생하는 경우가 많다. 또한, 스택 전압을 측정하는 스택 전압 모니터링 장치도 복수개의 모듈로 구성되는데, 이 복수개의 모듈 간의 저항값 차이로 인해 스택 셀 전압의 측정 오차가 발생할 수 있다.
도 1은 차량을 제작한 직후 차량에 장착된 스택 전압 모니터 장치로 스택 셀 전압을 채널별로 측정한 그래프이다. 도 1에서 알 수 있듯이 채널별로 셀 전압이 균일하지 않고 일시적으로 전압값이 떨어지는 오차(A)가 발생함을 알 수 있다.
본 발명의 실시예는 연료 전지 제작 초기 시 발생되는 스택 셀 전압의 측정 오차를 상쇄할 수 있는 기술을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 셀 전압 측정 시스템은 차량 제작 후 상기 차량의 시운전 시 스택 셀 전지의 스택 전압값을 채널별로 측정하고 상기 시운전 후 상기 스택 셀 전지의 스택 전압값을 측정하는 스택 전압 측정부; 상기 차량의 시운전 시 측정된 스택 전압값을 이용하여 보정 변수를 산출하는 보정 변수 산출부; 상기 보정 변수를 이용하여 차량 주행 중 상기 스택 전압 측정부에서 측정된 스택 전압값을 보정하는 스택 전압값 보정부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 스택 전압 측정부는, 차량 제작 후 상기 차량의 시운전 시에 측정된 스택 전압값을 상기 보정 변수 산출부로 전달하고, 상기 시운전 후 주행 시 측정된 스택 전압값을 상기 스택 전압값 보정부로 전달한다.
또한, 상기 보정 변수 산출부는, 상기 스택 전압 측정부에서 전달받은 측정된 스택 전압값을 미리 정한 구간마다 평균값을 산출하고, 각 구간별 평균값 대비 편차값을 산출하여 상기 보정 변수를 산출한다.
또한, 상기 미리 정한 구간은 스택 전류를 기준으로 구분한다.
또한, 상기 각 구간별 평균값 대비 편차값을 매칭하여 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 스택 전압값 보정부는, 상기 시운전 후 주행 시 측정된 스택 전압값에 상기 편차값을 합산 또는 감산하여 상기 시운전 후 주행 시 측정된 스택 전압값을 미리 정한 구간별로 보정할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 연료전지 스택 셀 전압 측정 방법은 차량 제작 후 상기 차량의 시운전 시 차량 배터리의 스택 전압값을 측정하는 단계; 상기 시운전시 측정된 스택 전압값을 이용하여 보정 변수값을 산출하는 단계; 상기 시운전 후 차량 주행 시 상기 차량 배터리의 스택 전압값을 측정하는 단계; 및 상기 차량 주행 시 측정된 스택 전압값을 상기 보정변수값을 이용하여 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 보정 변수값을 산출하는 단계는, 상기 시운전 시 측정된 스택 전압값을 미리 정한 구간마다 평균값을 산출하고, 각 구간별 평균값 대비 편차값을 산출하여 상기 보정 변수를 산출할 수 있다.
또한, 상기 보정변수값을 이용하여 보정하는 단계는, 상기 시운전 후 차량 주행 시 측정된 스택 전압값에 상기 편차값을 합산 또는 감산하여 상기 시운전 후 차량 주행 시 측정된 스택 전압값을 미리 정한 구간별로 보정할 수 있다.
또한, 상기 시운전 후 차량 주행전에, 상기 각 구간별 평균값 대비 편차값을 매칭하여 테이블을 생성하고 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 기술은 스택 전압 모니터링 장치의 측정 오차를 상쇄하고 실제 셀 성능 변화량을 정확히 인지할 수 있으며 셀 스택 전압 저하 시 측정 오류인지 실제 셀 전압 저하인지를 판단할 수 있어 스택 전압 모니터링 장치의 정밀도를 보완하고 고장을 즉시 수리할 수 있도록 할 수 있다.
도 1은 일반적인 차량 배터리의 채널별 스택 셀 전압 측정값을 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 셀 전압 측정 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스택 셀 전압 보정 변수 저장 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스택 셀 전압 보정을 통한 연료전지 스택 셀 전압 측정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스택 셀 전압 보정 변수 저장 테이블을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량 배터리의 채널별 스택 셀 전압 보정값을 나타내는 그래프이다.
이하 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하기로 한다.
본 발명은 차량 배터리의 스택 셀 전압의 측정 오류를 보정하여 스택 셀 측정 값의 정확도를 높일 수 있는 기술이다.
이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 셀 전압 측정 시스템의 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 셀 전압 측정 시스템(100)은 스택 전압 측정부(110), 보정 변수 산출부(120), 저장부(130), 스택 전압값 보정부(140)를 포함한다.
스택 전압 측정부(110)는 차량 배터리의 스택 셀 전지를 채널별로 측정한다. 이때, 스택 셀 전지는 복수개의 단위 셀이 스택되어 형성되며, 채널은 3-4개의 단위셀을 묶은 것을 의미한다. 예를 들면, 하나의 스택 셀 전지는 300~400여개의 단위셀이 스택되어 제조되고, 스택 전압 측정부(110)는 3-4개의 단위 셀별(채널별)로 스택 전압을 측정한다. 이때 스택 전압 측정부(110)는 초기에 보정 변수 산출을 위해 차량 제작 후 차량 시운전 시 스택 전압을 측정하고 그 후 차량 주행 시 스택 전압을 주기적으로 측정한다.
보정 변수 산출부(120)는 스택 전압 측정부(110)에서 측정된 데이터를 이용하여 일정 스택 전류 구간마다 측정 데이터의 평균값을 산출하고, 각 구간 평균값 대비 각 채널별 편차값을 산출한다. 즉, 보정 변수 산출부(120)는 각 구간의 측정 데이터가 평균값보다 큰지 작은지를 확인하고 그 편차값을 도 5와 같이 산출한다.
저장부(130)는 스택 전압 측정부(110)에서 측정된 스택 셀 전지의 채널별 측정값, 보정 변수 산출부(120)에 산출된 스택 전류 구간별 스택 전압의 평균값, 편차값 등을 도 5와 같은 테이블 형태로 저장한다.
스택 전압값 보정부(140)는 차량 주행 중 스택 전압 측정부(110)가 측정한 스택 전류 구간별 스택 전압값과 도 5의 테이블과 같이 저장된 편차값을 합산 또는 감산하여 스택 전압값을 보정한다. 그 후, 스택 전압값 보정부(140)는 보정된 스택 전압값을 차량 제어기(200)로 전송한다.
차량 제어기(200)는 보정된 스택 전압값을 이용하여 최소 셀 전압과 평균 셀 전압간의 전압 편차를 산출하고 스택 전류 제한 범위를 제어한다.
이와 같이, 본 발명은 차량이 제작되면 차량 시운전을 통해 스택 전압을 측정한 후 측정된 스택 전압을 이용하여 보정 변수값을 산출하여 저장한 후, 추후 차량 주행 시 측정되는 스택 전압을 저장되어 있는 보정 변수값으로 보정하여 차량 제어기(200) 등으로 출력한다.
이하, 도 3을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 스택 셀 전압 보정 변수 저장 방법을 구체적으로 설명한다.
먼저, 차량이 제작되면(S101), 차량 시운전을 수행한다(S102).
차량 시운전 시 스택 전압 측정부(110)는 배터리의 채널별로 스택 전압을 측정한다(S103). 이때, 채널별로 스택 전압을 측정하는 기술은 통상의 스택 전압 측정 기술을 적용할 수 있다.
보정 변수 산출부(120)는 일정 구간(예를 들어 스택 전류 10A )마다 평균값을 산출한다(S104). 이때, 본 발명의 도 5를 참조하면 평균값을 산출하는 구간을 OCV 구간, 0~10A 구간, 10A~20A 구간, ‥, 350A~360A 구간으로 10A 구간마다 나누어 개시하고 있다. 이러한 평균값을 산출하는 구간은 임의로 10A로 설정한 예시이며, 이는 필요에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
그 후, 보정 변수 산출부(120)는 각 구간 평균값 대비 각 채널별 편차값을 산출한다(S105). 도 5를 참조하면, OCV 구간에서 채널 1의 편차는 +10mv이고 채널 2의 편차는 -13mV, 채널 3의 편차는 -6mV, 채널 4의 편차는 +3mV이고, 이는 정해진 값이 아니며 설명을 위한 임의의 값을 개시하고 있다.
이어서, 보정 변수 산출부(120)는 산출된 각 채널별 셀 전압 편차값을 저장부(130)에 저장해둔다(S106).
이와 같이, 본 발명은 차량 제작 후 시운전을 통해 보정 변수인 셀 전압 편차값을 미리 산출하여 저장해둔다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 스택 셀 전압 보정을 통한 연료전지 스택 셀 전압 측정 방법을 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저, 차량 주행이 시작되면(S201), 스택 전압 측정부(110)는 차량 배터리의 스택 전압을 측정한다(S202).
그 후, 스택 전압값 보정부(140)는 측정된 스택 전압값을 보정한다(S203). 즉, 스택 전압값 보정부(140)는 주행중 측정된 스택 전압값에 미리 저장해둔 셀 전압 편차값을 합산 또는 차감하여 측정된 스택 전압값을 보정할 수 있다. 예를 들면, 도 5에서, OCV 구간에서 편차가 +10mV인 경우 측정된 스택 전압값에 10mV를 합산함으로써 보정한다.
이어서, 스택 전압값 보정부(140)는 보정된 스택 전압값을 차량 제어기로 송출한다(S204).
이에, 차량 제어기(200)는 보정된 스택 전압값을 이용하여 최소 셀 전압과 평균 셀 전압간의 전압 편차를 계산하고, 이를 이용하여 스택 전류 제한 범위를 조절한다(S205).
이와 같이, 본 발명은 측정된 스택 전압값에서 측정 오차를 보정함으로써 차량 배터리의 실제 전압값을 정확히 얻을 수 있어, 차량 배터리의 정확한 전압값 측정으로 차량 제어 시 현재의 차량 배터리 상태에 따라 정확히 제어할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량 배터리의 채널별 스택 셀 전압 보정값을 나타내는 그래프이다. 이때, 각 그래프는 OCV 상태부터 차량이 주행하면서 전류량이 많아지면서 셀 전압이 낮아짐을 알 수 있다. 이때, 각 채널별로 측정된 스택 셀 전압이 도 1과 비교할 때 측정 오차 없이 균일함을 알 수 있다.
상술한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 차량 제작 후 상기 차량의 시운전 시 스택 셀 전지의 스택 전압값을 채널별로 측정하고 상기 시운전 후 상기 스택 셀 전지의 스택 전압값을 측정하는 스택 전압 측정부;
    상기 차량의 시운전 시 측정된 스택 전압값을 이용하여 보정 변수를 산출하는 보정 변수 산출부; 및
    상기 보정 변수를 이용하여 차량 주행 중 상기 스택 전압 측정부에서 측정된 스택 전압값을 보정하는 스택 전압값 보정부를 포함하되,
    상기 보정 변수 산출부는,
    상기 스택 전압 측정부에서 전달받은 측정된 스택 전압값을 미리 정한 구간마다 평균값을 산출하고, 각 구간별 평균값 대비 편차값을 산출하여 상기 보정 변수를 산출하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 셀 전압 측정 시스템.
  4. 청구항 3에서,
    상기 미리 정한 구간은 스택 전류를 기준으로 구분하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 셀 전압 측정 시스템.
  5. 청구항 3에서
    상기 각 구간별 평균값 대비 편차값을 매칭하여 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 셀 전압 측정 시스템.
  6. 청구항 3에서,
    상기 스택 전압값 보정부는,
    상기 시운전 후 주행 시 측정된 스택 전압값에 상기 편차값을 합산 또는 감산하여 상기 시운전 후 주행 시 측정된 스택 전압값을 미리 정한 구간별로 보정하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 셀 전압 측정 시스템.
  7. 삭제
  8. 차량 제작 후 상기 차량의 시운전 시 차량 배터리의 스택 전압값을 측정하는 단계;
    상기 시운전시 측정된 스택 전압값을 이용하여 보정 변수값을 산출하는 단계;
    상기 시운전 후 차량 주행 시 상기 차량 배터리의 스택 전압값을 측정하는 단계; 및
    상기 차량 주행 시 측정된 스택 전압값을 상기 보정변수값을 이용하여 보정하는 단계를 포함하되,
    상기 보정 변수값을 산출하는 단계는,
    상기 시운전 시 측정된 스택 전압값을 미리 정한 구간마다 평균값을 산출하고, 각 구간별 평균값 대비 편차값을 산출하여 상기 보정 변수를 산출하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 셀 전압 측정 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 보정변수값을 이용하여 보정하는 단계는,
    상기 시운전 후 차량 주행 시 측정된 스택 전압값에 상기 편차값을 합산 또는 감산하여 상기 시운전 후 차량 주행 시 측정된 스택 전압값을 미리 정한 구간별로 보정하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 셀 전압 측정방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 시운전 후 차량 주행전에, 상기 각 구간별 평균값 대비 편차값을 매칭하여 테이블을 생성하고 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 셀 전압 측정방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101673795B1 (ko) 2015-07-29 2016-11-08 현대자동차주식회사 연료전지 차량의 전압 동기화 방법
KR101831135B1 (ko) 2016-06-17 2018-02-26 현대자동차주식회사 연료전지 시스템 및 그 제어 방법
JP7248029B2 (ja) * 2018-07-30 2023-03-29 住友電気工業株式会社 レドックスフロー電池システム
DE102020214590A1 (de) 2019-11-22 2021-05-27 Hyundai Mobis Co., Ltd. Vorrichtung für ein Abtasten einer Spannungsinformation einer Kraftstoffzelle
KR20240134684A (ko) * 2023-03-02 2024-09-10 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007242529A (ja) * 2006-03-10 2007-09-20 Nissan Motor Co Ltd 電圧検出装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6406806B1 (en) 1999-11-09 2002-06-18 General Motors Corporation Fuel cell voltage monitoring and system control
KR20040001639A (ko) 2002-06-28 2004-01-07 현대자동차주식회사 연료 전지 스택 모니터링 장치
KR100814883B1 (ko) 2006-10-16 2008-03-20 삼성에스디아이 주식회사 배터리 관리 시스템 및 그의 구동 방법
US8515699B2 (en) 2009-07-02 2013-08-20 Analog Devices, Inc. Accuracy of battery monitor parts
JP5606997B2 (ja) 2011-07-27 2014-10-15 株式会社東芝 電池セル監視回路、電池セルモジュール、電池セルモジュールを備えた自動車
CN103635822B (zh) * 2011-08-30 2016-02-10 三洋电机株式会社 电池系统、电动车辆、移动体、电力储存装置以及电源装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007242529A (ja) * 2006-03-10 2007-09-20 Nissan Motor Co Ltd 電圧検出装置

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