KR101822231B1 - 연료전지 차량의 파워넷 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

충돌 등과 같은 위험 상황에서 연료전지 스택의 전압뿐만 아니라 파워넷의 메인 버스단에 잔존하는 전압을 제거하여 고전압 노출의 위험을 예방할 수 있는 연료전지 차량의 파워넷 시스템 및 그 제어 방법이 개시된다. 상기 연료전지 차량의 파워넷 시스템은, 연료전지; 상기 연료전지의 출력단과 메인 버스단 사이의 전기적 연결을 형성/차단하는 제1 스위칭 수단; 상기 연료전지의 출력단과 상기 제1 스위칭 수단 사이에서 분기되어 연결된 부하 장치; 상기 연료전지의 출력단과 상기 부하장치가 분기되는 노드 사이에 배치되어 상기 연료전지 출력단으로 전류 유입을 차단하는 역전류 차단 수단; 상기 연료전지의 출력단과 상기 부하장치 사이의 전기적 연결을 형성/차단하는 제2 스위칭 수단; 및 사전 설정된 특정 이벤트가 발생하는 경우, 상기 메인 버스단과 상기 부하 장치와의 전기적 연결이 형성되도록 상기 제1 스위칭 수단 및 상기 제2 스위칭 수단을 제어하여 상기 메인 버스단의 전력을 상기 부하 장치에 의해 소모시키는 제어부;를 포함한다.

Description

연료전지 차량의 파워넷 시스템 및 그 제어 방법{POWER NET SYSTEM OF FUEL CELL VEHICLE AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 연료전지 차량의 파워넷 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 충돌 등과 같은 위험 상황에서 연료전지 스택의 전압뿐만 아니라 파워넷의 메인 버스단에 잔존하는 전압을 제거하여 고전압 노출의 위험을 예방할 수 있는 연료전지 차량의 파워넷 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
환경친화적인 미래형 자동차의 하나인 수소 연료전지 차량에 적용되는 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, 및 연료전지 스택의 전기화학 반응 부산물인 열을 외부로 방출시켜 연료전지 스택의 운전온도를 최적으로 제어하고 물 관리 기능을 수행하는 열 및 물 관리 시스템을 포함하여 구성된다.
연료전지 스택의 전압을 낮춰 제거하기 위한 연료전지 부하장치는 연료전지 차량의 시동 정지 중 그리고 정지 이후에 연료전지 스택 내부의 산소를 제거하기 위해 연료전지 스택과 상시 연결된다. 연료전지 스택에 유입된 산소는 연료전지 부하장치를 통해 전류가 소모되면서 애노드의 잔존 수소와 함께 제거된다. 애노드에 수소가 부족한 경우에 산소 소모가 불가하므로 이를 막기 위해 주기적으로 애노드에 수소를 공급하는 웨이크업(Wakeup) 기술이 이용된다.
즉, 연료전지 차량의 경우, 내연기관 차량과 달리 시동 오프 이후 연료전지 스택 내부의 잔존 공기를 제거하여 연료전지 스택의 전압을 낮추는 별도의 후처리 과정이 필요하다.
이는 연료전지 스택의 열화를 막고, 고전압에 대한 위험에 노출되는 것을 방지하기 위한 것이다. 애노드에 산소가 존재한 상태에서 전압이 형성되면 캐소드 측의 카본 부식 열화가 발생되므로 연료전지 스택 내부의 산소를 제거하고, 추가적인 산소 유입을 방지하며, 유입이 되더라도 유입된 산소를 제거하는 과정이 필요한 것이다.
종래에 연료전지 차량은 충돌과 같은 위험 상황이 발생하는 경우, 강제적으로 연료전지 부하장치를 이용하여 연료전지 스택의 전압을 낮추어 고전압에 대한 위험에 노출되는 것을 방지하고자 하였다.
그러나 이러한 종래 기술은 단순히 연료전지 스택 자체의 전압을 낮추는 것에 불과하고 연료전지 스택과 다른 고전압 부하가 연결되는 파워넷의 메인 버스단에는 고전압이 잔존하게 되어 여전히 고전압 노출의 위험이 존재한다.
특히, 메인 버스단에 고전압 배터리가 연결되는 연료전지 하이브리드 차량에 단순히 상술한 종래의 기술이 적용되는 경우, 메인 버스단에 잔존하는 고전압 노출에 따른 문제가 더욱 심각하게 발생할 수 있다.
KR 10-2010-0060478 A
이에 본 발명은 연료전지 차량의 메인 버스단 전압을 제거하여야 하는 특정 이벤트가 발생하는 경우 메인 버스단에 잔존하는 전압을 제거하여 고전압 노출의 위험을 예방할 수 있는 연료전지 하이브리드 차량의 파워넷 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,
연료전지;
상기 연료전지의 출력단과 메인 버스단 사이의 전기적 연결을 형성/차단하는 제1 스위칭 수단;
상기 연료전지의 출력단과 상기 제1 스위칭 수단 사이에서 분기되어 연결된 부하 장치;
상기 연료전지의 출력단과 상기 부하장치 사이의 전기적 연결을 형성/차단하는 제2 스위칭 수단; 및
사전 설정된 특정 이벤트가 발생하는 경우, 상기 메인 버스단과 상기 부하 장치와의 전기적 연결이 형성되도록 상기 제1 스위칭 수단 및 상기 제2 스위칭 수단을 제어하여 상기 메인 버스단의 전력을 상기 부하 장치에 의해 소모시키는 제어부;
를 포함하는 연료전지 차량의 파워넷 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제어부는, 사전 설정된 위험 이벤트가 발생하는 경우, 상기 메인 버스단의 전압이 사전 설정된 전압보다 작아질 때까지 상기 제1 스위칭 수단 및 상기 제2 스위칭 수단을 단락 상태로 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제어부는, 사전 설정된 위험 이벤트가 발생하는 경우, 상기 연료전지의 출력단의 전압이 사전 설정된 전압보다 작아질 때까지 상기 제1 스위칭 수단을 개방 상태로 제어하고 상기 제2 스위칭 수단을 단락 상태로 제어하며, 상기 연료전지의 출력단의 전압이 사전 설정된 전압보다 작아진 이후 상기 메인 버스단의 전압이 사전 설정된 전압보다 작아질 때까지 상기 제1 스위칭 수단 및 상기 제2 스위칭 수단을 단락 상태로 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태는, 상기 메인 버스단에 상기 연료전지와 병렬로 연결된 고전압 배터리부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제어부는, 사전 설정된 위험 이벤트가 발생하는 경우, 상기 고전압 배터리부와 상기 메인 버스단과의 전기적 연결을 차단하고 상기 메인 버스단의 전압이 사전 설정된 전압보다 작아질 때까지 상기 제1 스위칭 수단 및 상기 제2 스위칭 수단을 단락 상태로 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제어부는, 사전 설정된 위험 이벤트가 발생하는 경우, 상기 고전압 배터리부와 상기 메인 버스단과의 전기적 연결을 차단하고 상기 연료전지의 출력단의 전압이 사전 설정된 전압보다 작아질 때까지 상기 제1 스위칭 수단을 개방 상태로 제어하고 상기 제2 스위칭 수단을 단락 상태로 제어하며, 상기 연료전지의 출력단의 전압이 사전 설정된 전압보다 작아진 이후 상기 메인 버스단의 전압이 사전 설정된 전압보다 작아질 때까지 상기 제1 스위칭 수단 및 상기 제2 스위칭 수단을 단락 상태로 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제어부는, 상기 사전 설정된 위험 이벤트가 발생하는 경우, 상기 제1 및 제2 스위칭 수단을 제어하기 이전에 상기 연료전지에 대한 수소 및 산소 공급을 차단하는 제어를 실행할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태는, 상기 메인 버스단에 연결된 구동 모터부를 더 포함하며, 상기 구동 모터부에 의한 회생 제동 출력이 발생 중인 경우, 상기 제어부는 상기 제1 스위칭 수단 및 상기 제2 스위칭 수단을 단락 상태로 제어하여 상기 회생 제동 출력을 상기 부하 장치에 의해 소모시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시형태는, 상기 메인 버스단에 연결된 구동 모터부를 더 포함하며, 상기 구동 모터부에 의한 회생 제동 출력이 발생 중인 경우, 상기 제어부는 상기 고전압 배터리부의 충전 가능 여부를 확인하고, 상기 고전압 배터리부의 충전이 불가한 경우, 상기 제어부는 상기 제1 스위칭 수단 및 상기 제2 스위칭 수단을 단락 상태로 제어하여 상기 회생 제동 출력을 상기 부하 장치에 의해 소모시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제어부는 상기 메인 버스단의 전압이 상기 연료전지의 개방 상태 전압에 대응되는 값을 갖도록 상기 고전압 배터리부 내 고전압 컨버터의 출력 전압을 제어할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서 본 발명은,
사전 설정된 특정 이벤트가 발생하는 경우, 제어부가, 연료전지의 출력단과 메인 버스단 사이의 전기적 연결을 형성/차단하는 제1 스위칭 수단 및 상기 연료전지의 출력단과 상기 제1 스위칭 수단 사이에서 분기되어 연결된 부하 장치와 상기 연료전지의 출력단 사이의 전기적 연결을 형성/차단하는 제2 스위칭 수단을 제어함으로써, 상기 메인 버스단과 상기 부하 장치와의 전기적 연결을 형성하여 상기 메인 버스단의 전력을 상기 부하 장치에 의해 소모시키는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 파워넷 시스템의 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 사전 설정된 위험 이벤트가 발생하는 경우, 상기 제어부가 상기 제1 스위칭 수단 및 상기 제2 스위칭 수단을 단락 상태로 제어하는 제1 제어 단계; 상기 제어부가 상기 메인 버스단의 전압과 사전 설정된 전압을 비교하는 비교 단계; 및 상기 제어부가 상기 메인 버스단의 전압이 상기 사전 설정된 전압보다 작아지면 상기 제1 스위칭 수단 및 상기 제2 스위칭 수단을 개방 상태로 제어하는 제2 제어 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 사전 설정된 위험 이벤트가 발생하는 경우, 상기 제어부가 상기 제1 스위칭 수단을 개방 상태로 제어하고 상기 제2 스위칭 수단을 단락 상태로 제어하는 제1 제어 단계; 상기 제어부가 상기 연료전지의 출력단의 전압과 사전 설정된 제1 전압을 비교하는 제1 비교 단계; 상기 제어부가 상기 연료전지의 출력단의 전압이 사전 설정된 상기 제1 전압보다 작아지면 상기 제1 스위칭 수단 및 상기 제2 스위칭 수단을 단락 상태로 제어하는 제2 제어 단계; 상기 제어부가 상기 메인 버스단의 전압과 사전 설정된 제2 전압을 비교하는 제2 비교 단계; 및 상기 제어부가 상기 메인 버스단의 전압이 상기 사전 설정된 제2 전압보다 작아지면 상기 제1 스위칭 수단 및 상기 제2 스위칭 수단을 개방 상태로 제어하는 제3 제어 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 사전 설정된 위험 이벤트가 발생하는 경우, 상기 제어부가 상기 메인 버스단에 상기 연료전지와 병렬로 연결된 고전압 배터리부와 상기 메인 버스단과의 전기적 연결을 차단하고 상기 제1 스위칭 수단 및 상기 제2 스위칭 수단을 단락 상태로 제어하는 제1 제어 단계; 상기 제어부가 상기 메인 버스단의 전압과 사전 설정된 전압을 비교하는 제1 비교 단계; 및 상기 제어부가 상기 메인 버스단의 전압이 상기 사전 설정된 전압보다 작아지면 상기 제1 스위칭 수단 및 상기 제2 스위칭 수단을 개방 상태로 제어하는 제2 제어 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 사전 설정된 위험 이벤트가 발생하는 경우, 상기 제어부가 상기 메인 버스단에 상기 연료전지와 병렬로 연결된 고전압 배터리부와 상기 메인 버스단과의 전기적 연결을 차단하고 상기 제1 스위칭 수단을 개방 상태로 제어하고 상기 제2 스위칭 수단을 단락 상태로 제어하는 제1 제어 단계; 상기 제어부가 상기 연료전지의 출력단의 전압과 사전 설정된 제1 전압을 비교하는 제1 비교 단계; 상기 제어부가 상기 연료전지의 출력단의 전압이 상기 사전 설정된 제1 전압보다 작아지면 상기 제1 스위칭 수단 및 상기 제2 스위칭 수단을 단락 상태로 제어하는 제2 제어 단계; 상기 제어부가 상기 메인 버스단의 전압과 사전 설정된 제2 전압을 비교하는 제2 비교 단계; 및 상기 제어부가 상기 메인 버스단의 전압이 상기 사전 설정된 제2 전압보다 작아지면 상기 제1 스위칭 수단 및 상기 제2 스위칭 수단을 개방 상태로 제어하는 제3 제어 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태는, 상기 사전 설정된 위험 이벤트가 발생하는 경우, 상기 제어부가 상기 제1 제어 단계 이전에 상기 연료전지에 대한 수소 및 산소 공급을 차단하는 제어를 실행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 메인 버스단에 연결된 구동 모터부에 의한 회생 제동 출력이 발생 중인 경우, 상기 제어부가 상기 제1 스위칭 수단 및 상기 제2 스위칭 수단을 단락 상태로 제어하여 상기 회생 제동 출력을 상기 부하 장치에 의해 소모시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 메인 버스단에 연결된 구동 모터부에 의한 회생 제동 출력이 발생 중인 경우, 상기 제어부가 상기 고전압 배터리부의 충전 가능 여부를 확인하는 확인 단계; 및 상기 고전압 배터리부의 충전이 불가한 경우, 상기 제어부가 상기 제1 스위칭 수단 및 상기 제2 스위칭 수단을 단락 상태로 제어하여 상기 회생 제동 출력을 상기 부하 장치에 의해 소모시키는 소모 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 소모 단계에서, 상기 제어부는 상기 메인 버스단의 전압이 상기 연료전지의 개방 상태 전압에 대응되는 값을 갖도록 상기 고전압 배터리부 내 고전압 컨버터의 출력 전압을 제어할 수 있다.
상술한 바와 같은 과제 해결 수단을 갖는 연료전지 차량의 파워넷 시스템 및 그 제어 방법에 따르면, 고전압 부하가 연결되는 메인 버스단에 잔존하는 고전압을 부하 장치를 이용하여 신속하고 효율적으로 제거함으로써 고전압 노출의 위험을 차단할 수 있다.
또한, 연료전지 차량의 파워넷 시스템 및 그 제어 방법에 따르면 회생 제동에 의해 생성된 전력을 고전압 배터리에 충전할 수 없는 경우에 부하 장치를 이용하여 메인 버스단으로 유입되는 회생 제동에 의한 전력을 소모시킴으로써 회생 제동을 적용할 수 있는 시간 및 거리를 증가시켜 안전 운전에 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지 차량의 파워넷 시스템을 도시한 구성도.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지 차량의 파워넷 시스템의 다양한 제어 방법을 도시한 흐름도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 연료전지 차량의 파워넷 시스템 및 그 제어 방법을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지 차량의 파워넷 시스템을 도시한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지 차량의 파워넷 시스템은, 연료전지(11)와, 연료전지(11)의 출력단과 메인 버스단(12) 사이의 전기적 연결을 형성/차단하는 제1 스위칭 수단(13)과, 연료전지(11)의 출력단과 제1 스위칭 수단(13) 사이에서 분기되어 연결된 부하 장치(15)와, 연료전지(11)의 출력단과 부하장치(15) 사이의 전기적 연결을 형성/차단하는 제2 스위칭 수단(17); 및 제1 스위칭 수단(13) 및 상기 제2 스위칭 수단(17)을 제어하여 메인 버스단(12)과 부하 장치(15) 사이의 전기적 연결을 형성/차단하는 제어부(19)를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태는, 연료전지(11)의 출력단과 제1 스위칭 수단(13) 사이에 역전류 차단 수단(D)을 구비할 수 있다. 더욱 구체적으로, 역전류 차단 수단(D)은 연료전지(11)의 출력단과 부하장치(15)가 분기되는 노드(N) 사이에 배치될 수 있다. 역전류 차단 수단(D)은 제1 스위칭 수단(13)이 단락된 상태인 경우 메인 버스단(12)으로부터 연료전지(11)의 출력단으로 전류가 유입되는 것을 차단하기 위해 마련된다. 역전류 차단 수단(D)은 애노드와 캐소드가 각각 연료전지(11)의 출력단과 제1 스위칭 수단(13) 연결된 다이오드(D)로 구현될 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시형태에서, 역전류 차단 수단(D)이 연료전지(11)의 출력단과 부하장치(15)가 분기 되는 노드(N) 사이에 배치됨으로써, 후술하는 고전압 배터리부(21)와 부하장치(15)가 스위칭 수단(13, 17)의 단락/개방 상태에 따라 전기적 연결을 형성할 수 있게 된다. 이러한 고전압 배터리부(21)와 부하장치(15)의 전기적 연결에 관련된 상세한 작용에 대해서는 후술하기로 한다.
본 발명의 일 실시형태는, 메인 버스단(12)에 연료전지(11)와 병렬로 연결된 고전압 배터리부(21)를 더 포함할 수 있다. 고전압 배터리부(21)는 연료전지(11)를 주 전원으로 하는 연료전지 차량의 보조 전원으로서 마련될 수 있다. 고전압 배터리부(21)는 전력을 저장하는 고전압 배터리(211)와 고전압 배터리(211)의 출력을 전압 변환하여 메인 버스단(12)으로 제공하거나 메인 버스단(12)으로부터 입력되는 전력을 전압 변환하여 고전압 배터리(211)로 제공하여 고전압 배터리(211)를 충전되게 하는 양방향 고전압 컨버터(213)을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시형태는, 메인 버스단(12)에 연결된 구동 모터부(23)를 더 포함할 수 있다. 구동 모터부(23)는 주 전원인 연료전지(11) 또는 보조 전원인 고전압 배터리부(21)에서 제공되는 전력을 이용하여 동력을 생산하는 요소이다.
구동 모터부(23)는 메인 버스단(12)으로부터 입력받은 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 인버터(231)와 인버터(231)에서 변환된 교류 전력을 이용하여 구동되는 구동 모터(233)를 포함할 수 있다. 구동 모터부(23)는 회생 제동이 이루어지는 경우 전력을 생산하여 고전압 배터리(211)의 충전에 사용할 수 있다. 특히, 엔진 브레이크를 사용하는 변속기의 L단 설정이 이루어진 경우 구동 모터의 회생 제동을 통해 제동력을 발생시킴과 동시에 고전압 배터리(211) 충전에 사용되는 전력을 생산할 수 있다.
도 1에서, 스위칭 수단(13, 17)은 전자기 유도 방식을 적용하여 접점간의 연결을 단락/개방하는 릴레이로 도시되고 있으나 당 기술 분야에 통용되는 다양한 종류의 제어 가능한 스위칭 수단으로 대체될 수 있다. 또한, 참조부호 '25'는 메인 버스단(12)에 연결되어 고전압 사용하는 다양한 고전압 보기류를 나타내며, 참조부호 '31' 및 '33'은 각각 연료전지(11) 출력단의 전압 및 메인 버스단(12)의 전압을 검출하기 위한 전압 센서를 나타낸다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지 차량의 파워넷 시스템은, 사전 설정된 특정 이벤트가 발생하는 경우, 제어부(19)가 제1 스위칭 수단(13) 및 제2 스위칭 수단(17)을 적절하게 제어하여 메인 버스단(12)에 잔존하는 전력을 부하 장치(15)를 통해 소모되게 한다. 즉, 본 발명의 일 실시형태는 종래에 단순히 연료전지(11)의 출력단에 잔존하는 전력을 소모하여 연료전지(11) 출력단의 전압 강하를 위해 사용된 부하 장치(15)를, 특정 이벤트 발생 시 메인 버스단(12)의 잔존 전력을 제거하는데도 사용한다. 여기서, 특정 이벤트는 메인 버스단(12)의 전력을 소모하여야 하는 것으로 사전 설정되는 이벤트로서, 예를 들어 연료전지 차량의 충돌 사고 발생 또는 운전자에 의한 회생 제동 설정(트랜스미션을 L단으로 시프트) 등이 사전 설정된 특정 이벤트가 될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시형태는 고전압 부하가 연결되는 메인 버스단(12)에 잔존하는 고전압을 부하 장치(15)를 이용하여 신속하고 효율적으로 제거함으로써 고전압 노출의 위험을 차단할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시형태는 고전압 배터리(21)가 회생 제동에 의해 생성된 전력을 충전할 수 없는 경우에 부하 장치(15)를 이용하여 메인 버스단(12)으로 유입되는 회생 제동에 의한 전력을 소모시킴으로써 회생 제동을 적용할 수 있는 거리를 증가시킬 수 있다.
이하에서는 전술한 것과 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지 차량의 파워넷 시스템의 제어 방법에 대해 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지 차량의 파워넷 시스템의 제어 방법의 일례를 도시한 흐름도이다. 도 2에 도시된 제어방법의 일례는 연료전지 차량에 충돌 사고 등과 같은 위험 이벤트가 발생하는 경우에 이루어지는 제어방법이다. 위험 이벤트는 충돌 사고 등과 같이 연료전지 차량이 위험 상태에 처하여 메인 버스단(12)이 노출되거나 메인 버스단(12)이 차량의 다른 부분이나 외부 장비 또는 인력에 대한 단락될 수 있는 것으로 예상되는 이벤트이다. 이러한 위험 이벤트는 차량에 설치된 다양한 센서(미도시)에 의해 감지될 수 있으며, 센서에 감지된 정보가 제어부(19)에 입력됨으로써 제어부(19)가 위험 이벤트의 발생여부를 판단할 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지 차량의 파워넷 시스템을 구비한 연료전지 차량이 정상 운전을 하던 도중(S101) 사전 설정된 위험 이벤트가 발생하면(S103), 제어부(19)는 연료전지(11)의 스택 내로 공급되는 수소와 산소를 차단하여 연료전지(11)의 동작을 중단시킬 수 있다(S105). 단계(S101)에서 제1 스위칭 수단(13)은 단락된 상태로 연료전지(11)의 출력 전력이 메인 버스단(12)을 통해 구동 모터부(23)로 제공되는 상태이며, 제2 스위칭 수단(17)는 개방된 상태이다. 또한, 단계(S105)에서 제어부(19)는 구동 모터부(23) 내의 구동 모터(233) 출력도 0이 되도록 제어할 수 있다.
이어, 제어부(19)는 고전압 배터리부(21)와 메인 버스단(12)의 전기적 연결을 차단할 수 있다(S107). 고전압 배터리부(21)와 메인 버스단(12)의 전기적 연결을 차단하는 과정(S107)은 제어부(19)가 고전압 배터리(211) 내부에 마련된 릴레이(미도시)를 제어하여 고전압 배터리(211)와 고전압 컨버터(213)의 연결을 차단하거나, 제어부(19)가 고전압 컨버터(213) 내의 스위칭 소자를 제어하여 고전압 배터리(211)와 메인 버스단(12)이 전기적 절연 상태를 유지하게 하거나, 양자의 기법을 모두 채용하여 구현될 수 있다.
이어, 제어부(19)는 제1 스위칭 수단(13) 및 제2 스위칭 수단(17)을 단락 상태가 되게 제어한다(S109). 단계(S109)의 제어를 통해 연료전지(11) 출력단과 메인 버스단(12)은 함께 부하장치(15)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 전기적 연결 상태를 통해, 연료전지(11) 출력단의 잔존 전력과 메인 버스단(12)의 잔존 전력이 동시에 부하 장치(15)에 의해 소모될 수 있으며, 연료전지(11) 출력단의 전압과 메인 버스단(12)의 전압은 하강하게 된다.
이어, 제어부(19)는 메인 버스단(12)의 전압과 사전 설정된 전압(V1)을 비교하여 메인 버스단(12)의 전압이 사전 설정된 전압(V1)보다 작은 값인지 판단할 수 있다(S111). 단계(S111)에서 제어부(19)는 메인 버스단(12)의 전압을 검출하는 전압 센서(33)로부터 메인 버스단(12) 전압의 크기에 대한 정보를 제공 받아 사전 설정된 전압(V1)과 비교할 수 있다. 사전 설정된 전압(V1)은 메인 버스단(12)의 전압이 인체 등에 노출되는 경우에도 안전을 확보할 수 있는 낮은 전압값으로 사전 설정될 수 있다.
제1 스위칭 수단(13) 및 제2 스위칭 수단(17)을 단락 상태로 제어하는 과정은 메인 버스단(12)의 전압이 사전 설정된 전압(V1)보다 작아질 때까지 계속 유지될 수 있다.
이어, 메인 버스단(12)의 전압이 사전 설정된 전압(V1)보다 작아지면, 제어부(19)는 제1 스위칭 수단(13) 및 제2 스위칭 수단(17)을 개방 상태가 되게 제어함으로써 연료전지(11)와 메인 버스단(12)의 전기적 연결 및 연료전지(11)와 부하장치(15)의 전기적 연결을 차단할 수 있다(S113).
이와 같이, 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지 차량의 파워넷 시스템의 제어 방법은 충돌과 같은 위험 상황이 발생하는 경우 연료전지(11)와 메인 버스단(12)을 동시에 부하장치(15)에 전기적으로 연결함으로써 연료전지(11) 출력단의 전압 뿐만 아니라 메인 버스단(12)의 전압을 신속하게 감소시킴으로써 메인 버스단(12)의 노출에 따른 위험을 제거할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지 차량의 파워넷 시스템의 제어 방법의 다른 예를 도시한 흐름도이다. 도 3에 도시된 제어방법의 예는 도 2에 도시된 제어 방법과 같이 연료전지 차량에 충돌 사고 등과 같은 위험 이벤트가 발생하는 경우에 이루어지는 제어방법이다.
도 3을 참조하면, 단계(S201 내지 S205)는 도 2에 도시된 제어 방법의 예와 실질적으로 동일하다. 즉, 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지 차량의 파워넷 시스템을 구비한 연료전지 차량이 정상 운전을 하던 도중(S201) 사전 설정된 위험 이벤트가 발생하면(S203), 제어부(19)는 연료전지(11)의 스택 내로 공급되는 수소와 산소를 차단하여 연료전지(11)의 동작을 중단시킬 수 있다(S205). 단계(S201)에서 제1 스위칭 수단(13)은 단락된 상태로 연료전지(11)의 출력 전력이 메인 버스단(12)을 통해 구동 모터부(23)로 제공되는 상태이며, 제2 스위칭 수단(17)는 개방된 상태이다. 또한, 단계(S205)에서 제어부(19)는 구동 모터부(23) 내의 구동 모터(233) 출력도 0이 되도록 제어할 수 있다.
이어, 제어부(19)는 제1 스위칭 수단(13)을 개방 상태가 되게 제어하고 제2 스위칭 수단(17)을 단락 상태가 되게 제어한다(S207). 단계(S207)의 제어를 통해 연료전지(11) 출력단은 부하장치(15)와 전기적으로 연결되며, 메인 버스단(12)과 연료전지(11) 출력단 사이의 전기적 연결 및 메인 버스단(12)과 부하장치(15) 사이의 전기적 연결은 차단된다. 이러한 전기적 연결 상태를 통해, 연료전지(11) 출력단의 잔존 전력이 동시에 부하 장치(15)에 의해 소모되어 연료전지(11) 출력단의 전압이 하강하게 된다. 이 단계(S207)에서 제어부(19)는 고전압 배터리부(211)와 메인 버스단(12)의 전기적 연결을 차단할 수 있다.
이어, 제어부(19)는 연료전지(11) 출력단의 전압과 사전 설정된 전압(V1)을 비교하여 연료전지(11) 출력단의 전압이 사전 설정된 전압(V1)보다 작은 값인지 판단할 수 있다(S209). 단계(S209)에서 제어부(19)는 연료전지(11)의 전압을 검출하는 전압 센서(31)로부터 연료전지(11)의 출력단 전압의 크기에 대한 정보를 제공 받아 사전 설정된 전압(V1)과 비교할 수 있다. 사전 설정된 전압(V1)은 연료전지(11)가 동작 중단 상태에서 연료전지(11)의 열화를 발생시키지 않는 낮은 전압값으로 사전 설정될 수 있다.
제1 스위칭 수단(13)을 개방 상태로 제어하고 제2 스위칭 수단(17)을 단락 상태로 제어하는 과정은 연료전지(11)의 출력단 전압이 사전 설정된 전압(V1)보다 작아질 때까지 계속 유지될 수 있다.
이어, 단계(S209)에서 연료전지(11) 출력단의 전압이 사전 설정된 전압(V1)보다 작은 값으로 판단되면, 제어부(19)는 제1 스위칭 수단(13) 및 제2 스위칭 수단(17)을 단락 상태가 되게 제어한다(S211). 단계(S211)의 제어를 통해 메인 버스단(12)은 부하장치(15)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 전기적 연결 상태를 통해, 메인 버스단(12)의 잔존 전력이 부하 장치(15)에 의해 소모될 수 있으며, 메인 버스단(12)의 전압은 하강하게 된다.
이어, 제어부(19)는 메인 버스단(12)의 전압과 사전 설정된 전압(V2)을 비교하여 메인 버스단(12)의 전압이 사전 설정된 전압(V2)보다 작은 값인지 판단할 수 있다(S213). 단계(S213)에서 제어부(19)는 메인 버스단(12)의 전압을 검출하는 전압 센서(33)로부터 메인 버스단(12) 전압의 크기에 대한 정보를 제공 받아 사전 설정된 전압(V2)과 비교할 수 있다. 사전 설정된 전압(V2)은 메인 버스단(12)의 전압이 인체 등에 노출되는 경우에도 안전을 확보할 수 있는 낮은 전압값으로 사전 설정될 수 있다.
제1 스위칭 수단(13) 및 제2 스위칭 수단(17)을 단락 상태로 제어하는 과정은 메인 버스단(12)의 전압이 사전 설정된 전압(V2)보다 작아질 때까지 계속 유지될 수 있다.
이어, 메인 버스단(12)의 전압이 사전 설정된 전압(V2)보다 작아지면, 제어부(19)는 제1 스위칭 수단(13) 및 제2 스위칭 수단(17)을 개방 상태가 되게 제어함으로써 연료전지(11)와 메인 버스단(12)의 전기적 연결 및 연료전지(11)와 부하장치(15)의 전기적 연결을 차단할 수 있다(S215).
이와 같이, 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지 차량의 파워넷 시스템의 제어 방법은 충돌과 같은 위험 상황이 발생하는 경우 연료전지(11)의 출력단의 전압을 안전한 범위까지 하강시킨 후, 메인 버스단(12)을 부하장치(15)에 전기적으로 연결함으로써 메인 버스단(12)의 전압을 감소시킴으로써 메인 버스단(12)의 노출에 따른 위험을 제거할 수 있다. 도 2의 예와 비교할 때, 도 3의 예는 연료전지(11) 출력단 전압과 메인 버스단(12)의 전압을 순차적으로 제거할 수 있다. 도 2의 예는 부하장치(15)의 용량이 충분히 크지 못하여 동시에 연료전지(11) 출력단과 메인 버스단(12)의 전력을 소모하는데 어려움이 있을 때 적용가능하다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지 차량의 파워넷 시스템의 제어 방법의 또 다른 예를 도시한 흐름도이다. 특히, 도 4는 지속적인 회생 제동에 의해 구동 모터부(23)에서 회생 제동 출력이 발생하는 경우 적용될 수 있는 예를 도시한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지 차량의 파워넷 시스템을 구비한 연료전지 차량이 정상 운전을 하던 도중(S301) 회생 제동 출력이 발생하면(S303), 제어부(19)는 회생 제동량이 증가되도록 유지하면서(S305) 고전압 배터리(211)의 충전 가능 여부를 판단할 수 있다(S307).
재생 회동 출력이 발생하는지 판단하는 단계(S303)는, 운전자가 장강판 구역 등을 통과하면서 유압 제동을 사용하지 않는 상태에서 구동 모터에 의한 지속적인 제공감을 유지하기 위해 차량 변속장치를 'L단'으로 설정하는 것에 판단될 수 있다. 즉, 사용자가 차량 변속장치를 'L단'으로 설정하게 되면 제어부(19)로 L단 설정이 이루어졌음을 알리는 신호가 입력되고, 이에 따라 제어부(19)는 회생 제동이 이루어짐을 판단할 수 있다.
고전압 배터리의 충전 가능 여부를 판단하는 단계(S307)은, 제어부(19)가 고전압 배터리부(21)의 고전압 컨버터(212) 고장 여부 또는 고전압 배터리(211) 자체 고장 여부, 고전압 배터리의 충전상태(SOC) 과다 여부 등에 대한 정보를 입수하여 실행될 수 있다.
이어, 제어부(19)가 고전압 배터리 충전이 가능한 상태로 판단한 경우, 제어부(19)는 제1 스위칭 수단(13)은 단락 상태로, 제2 스위칭 수단(17)은 개방 상태로 유지되게 하고 고전압 배터리(211)를 충전함으로써 회생 제동량을 소모하게 할 수 있다(S309). 이 경우, 제어부(19)는 고전압 배터리의 충전 가능 용량만큼 회생 제동의 최대치를 설정할 수 있다.
한편, 제어부(19)가 고전압 배터리 충전이 불가능한 상태로 판단한 경우, 제어부(19)는 제1 스위칭 수단(13)과 제2 스위칭 수단(17)을 단락 상태로 제어한다(S311). 이러한 제어부(19)의 제어를 통해, 메인 버스단(12)과 부하장치(15)의 전기적 연결이 형성되고, 구동 모터부(23)에서 메인 버스단(12)으로 입력되는 회생 제동 출력은 부하장치(15)에 의해 소모될 수 있다. 이 경우, 제어부(19)는 부하의 용량만큼 회생 제동의 최대치를 설정할 수 있다. 부하장치(15)에 의해 회생 제동 출력을 소모하는 경우, 연료전지(11) 출력 발생을 방지하기 위해 메인 버스단(12)의 전압은 연료전지(11)의 개방 회로 전압(OCV)에 대응되는 값으로 유지될 수 있다. 즉, 제어부(19)는 고전압 배터리부(21)의 고전압 컨버터(213)를 제어하여 그 출력이 연료전지(11)의 개방 회로 전압(OCV)에 대응되는 값이 되도록 할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료전지 차량의 파워넷 시스템의 제어방법은, 구동 모터부(23)에 의해 회생 제동 출력이 입력되는 경우 고전압 배터리부(21)가 충전 불가능한 상태일지라도 연료전지(11) 전압 제거를 위한 부하장치(15)를 이용하여 회생 제동 출력을 소모 가능하게 한다. 이에 따라, 회생 제동을 적용하는 시간을 충분히 확보함으로써 운전자에게 적절한 제동감을 지속적으로 제공할 수 있으며 나아가 유압 브레이크 파열과 같은 사고를 예방할 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
11: 연료 전지 12: 메인 버스단
13: 제1 스위칭 수단 15: 부하장치
17: 제2 스위칭 수단 19: 제어부
21: 고전압 배터리부 211: 고전압 배터리
213: 고전압 컨버터 23: 구동 모터부
231: 인버터 233: 구동 모터
25: 고전압 보기류 31, 33: 전압 센서
D: 역전류 차단 수단

Claims (19)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 연료전지;
    상기 연료전지의 출력단과 메인 버스단 사이의 전기적 연결을 형성/차단하는 제1 스위칭 수단;
    상기 연료전지의 출력단과 상기 제1 스위칭 수단 사이에서 분기되어 연결된 부하 장치;
    상기 연료전지의 출력단과 상기 부하장치가 분기되는 노드 사이에 배치되어 상기 연료전지 출력단으로 전류 유입을 차단하는 역전류 차단 수단;
    상기 연료전지의 출력단과 상기 부하장치 사이의 전기적 연결을 형성/차단하는 제2 스위칭 수단; 및
    사전 설정된 특정 이벤트가 발생하는 경우, 상기 메인 버스단과 상기 부하 장치와의 전기적 연결이 형성되도록 상기 제1 스위칭 수단 및 상기 제2 스위칭 수단을 제어하여 상기 메인 버스단의 전력을 상기 부하 장치에 의해 소모시키는 제어부;를 포함하며,
    상기 제어부는, 사전 설정된 위험 이벤트가 발생하는 경우, 상기 연료전지의 출력단의 전압이 사전 설정된 전압보다 작아질 때까지 상기 제1 스위칭 수단을 개방 상태로 제어하고 상기 제2 스위칭 수단을 단락 상태로 제어하며, 상기 연료전지의 출력단의 전압이 사전 설정된 전압보다 작아진 이후 상기 메인 버스단의 전압이 사전 설정된 전압보다 작아질 때까지 상기 제1 스위칭 수단 및 상기 제2 스위칭 수단을 단락 상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 파워넷 시스템.
  4. 삭제
  5. 연료전지;
    상기 연료전지의 출력단과 메인 버스단 사이의 전기적 연결을 형성/차단하는 제1 스위칭 수단;
    상기 연료전지의 출력단과 상기 제1 스위칭 수단 사이에서 분기되어 연결된 부하 장치;
    상기 연료전지의 출력단과 상기 부하장치가 분기되는 노드 사이에 배치되어 상기 연료전지 출력단으로 전류 유입을 차단하는 역전류 차단 수단;
    상기 연료전지의 출력단과 상기 부하장치 사이의 전기적 연결을 형성/차단하는 제2 스위칭 수단;
    사전 설정된 특정 이벤트가 발생하는 경우, 상기 메인 버스단과 상기 부하 장치와의 전기적 연결이 형성되도록 상기 제1 스위칭 수단 및 상기 제2 스위칭 수단을 제어하여 상기 메인 버스단의 전력을 상기 부하 장치에 의해 소모시키는 제어부; 및
    상기 메인 버스단에 상기 연료전지와 병렬로 연결된 고전압 배터리부를 포함하며,
    상기 제어부는, 사전 설정된 위험 이벤트가 발생하는 경우, 상기 고전압 배터리부와 상기 메인 버스단과의 전기적 연결을 차단하고 상기 메인 버스단의 전압이 사전 설정된 전압보다 작아질 때까지 상기 제1 스위칭 수단 및 상기 제2 스위칭 수단을 단락 상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 파워넷 시스템.
  6. 연료전지;
    상기 연료전지의 출력단과 메인 버스단 사이의 전기적 연결을 형성/차단하는 제1 스위칭 수단;
    상기 연료전지의 출력단과 상기 제1 스위칭 수단 사이에서 분기되어 연결된 부하 장치;
    상기 연료전지의 출력단과 상기 부하장치가 분기되는 노드 사이에 배치되어 상기 연료전지 출력단으로 전류 유입을 차단하는 역전류 차단 수단;
    상기 연료전지의 출력단과 상기 부하장치 사이의 전기적 연결을 형성/차단하는 제2 스위칭 수단;
    사전 설정된 특정 이벤트가 발생하는 경우, 상기 메인 버스단과 상기 부하 장치와의 전기적 연결이 형성되도록 상기 제1 스위칭 수단 및 상기 제2 스위칭 수단을 제어하여 상기 메인 버스단의 전력을 상기 부하 장치에 의해 소모시키는 제어부; 및
    상기 메인 버스단에 상기 연료전지와 병렬로 연결된 고전압 배터리부를 포함하며,
    상기 제어부는, 사전 설정된 위험 이벤트가 발생하는 경우, 상기 고전압 배터리부와 상기 메인 버스단과의 전기적 연결을 차단하고 상기 연료전지의 출력단의 전압이 사전 설정된 전압보다 작아질 때까지 상기 제1 스위칭 수단을 개방 상태로 제어하고 상기 제2 스위칭 수단을 단락 상태로 제어하며, 상기 연료전지의 출력단의 전압이 사전 설정된 전압보다 작아진 이후 상기 메인 버스단의 전압이 사전 설정된 전압보다 작아질 때까지 상기 제1 스위칭 수단 및 상기 제2 스위칭 수단을 단락 상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 파워넷 시스템.
  7. 제3항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 사전 설정된 위험 이벤트가 발생하는 경우, 상기 제1 및 제2 스위칭 수단을 제어하기 이전에 상기 연료전지에 대한 수소 및 산소 공급을 차단하는 제어를 실행하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 파워넷 시스템.
  8. 연료전지;
    상기 연료전지의 출력단과 메인 버스단 사이의 전기적 연결을 형성/차단하는 제1 스위칭 수단;
    상기 연료전지의 출력단과 상기 제1 스위칭 수단 사이에서 분기되어 연결된 부하 장치;
    상기 연료전지의 출력단과 상기 부하장치가 분기되는 노드 사이에 배치되어 상기 연료전지 출력단으로 전류 유입을 차단하는 역전류 차단 수단;
    상기 연료전지의 출력단과 상기 부하장치 사이의 전기적 연결을 형성/차단하는 제2 스위칭 수단;
    사전 설정된 특정 이벤트가 발생하는 경우, 상기 메인 버스단과 상기 부하 장치와의 전기적 연결이 형성되도록 상기 제1 스위칭 수단 및 상기 제2 스위칭 수단을 제어하여 상기 메인 버스단의 전력을 상기 부하 장치에 의해 소모시키는 제어부; 및
    상기 메인 버스단에 연결된 구동 모터부를 포함하며,
    상기 구동 모터부에 의한 회생 제동 출력이 발생 중인 경우, 상기 제어부는 상기 제1 스위칭 수단 및 상기 제2 스위칭 수단을 단락 상태로 제어하여 상기 회생 제동 출력을 상기 부하 장치에 의해 소모시키는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 파워넷 시스템.
  9. 연료전지;
    상기 연료전지의 출력단과 메인 버스단 사이의 전기적 연결을 형성/차단하는 제1 스위칭 수단;
    상기 연료전지의 출력단과 상기 제1 스위칭 수단 사이에서 분기되어 연결된 부하 장치;
    상기 연료전지의 출력단과 상기 부하장치가 분기되는 노드 사이에 배치되어 상기 연료전지 출력단으로 전류 유입을 차단하는 역전류 차단 수단;
    상기 연료전지의 출력단과 상기 부하장치 사이의 전기적 연결을 형성/차단하는 제2 스위칭 수단;
    사전 설정된 특정 이벤트가 발생하는 경우, 상기 메인 버스단과 상기 부하 장치와의 전기적 연결이 형성되도록 상기 제1 스위칭 수단 및 상기 제2 스위칭 수단을 제어하여 상기 메인 버스단의 전력을 상기 부하 장치에 의해 소모시키는 제어부;
    상기 메인 버스단에 상기 연료전지와 병렬로 연결된 고전압 배터리부; 및
    상기 메인 버스단에 연결된 구동 모터부를 포함하며,
    상기 구동 모터부에 의한 회생 제동 출력이 발생 중인 경우, 상기 제어부는 상기 고전압 배터리부의 충전 가능 여부를 확인하고,
    상기 고전압 배터리부의 충전이 불가한 경우, 상기 제어부는 상기 제1 스위칭 수단 및 상기 제2 스위칭 수단을 단락 상태로 제어하여 상기 회생 제동 출력을 상기 부하 장치에 의해 소모시키는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 파워넷 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 메인 버스단의 전압이 상기 연료전지의 개방 상태 전압에 대응되는 값을 갖도록 상기 고전압 배터리부 내 고전압 컨버터의 출력 전압을 제어하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 파워넷 시스템.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 사전 설정된 특정 이벤트가 발생하는 경우, 제어부가, 연료전지의 출력단과 메인 버스단 사이의 전기적 연결을 형성/차단하는 제1 스위칭 수단 및 상기 연료전지의 출력단과 상기 제1 스위칭 수단 사이에서 분기되어 연결된 부하 장치와 상기 연료전지의 출력단 사이의 전기적 연결을 형성/차단하는 제2 스위칭 수단을 제어함으로써, 상기 메인 버스단과 상기 부하 장치와의 전기적 연결을 형성하여 상기 메인 버스단의 전력을 상기 부하 장치에 의해 소모하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 파워넷 시스템의 제어 방법으로서,
    사전 설정된 위험 이벤트가 발생하는 경우, 상기 제어부가 상기 제1 스위칭 수단을 개방 상태로 제어하고 상기 제2 스위칭 수단을 단락 상태로 제어하는 제1 제어 단계;
    상기 제어부가 상기 연료전지의 출력단의 전압과 사전 설정된 제1 전압을 비교하는 제1 비교 단계;
    상기 제어부가 상기 연료전지의 출력단의 전압이 사전 설정된 상기 제1 전압보다 작아지면 상기 제1 스위칭 수단 및 상기 제2 스위칭 수단을 단락 상태로 제어하는 제2 제어 단계;
    상기 제어부가 상기 메인 버스단의 전압과 사전 설정된 제2 전압을 비교하는 제2 비교 단계; 및
    상기 제어부가 상기 메인 버스단의 전압이 상기 사전 설정된 제2 전압보다 작아지면 상기 제1 스위칭 수단 및 상기 제2 스위칭 수단을 개방 상태로 제어하는 제3 제어 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 파워넷 시스템의 제어 방법.
  14. 사전 설정된 특정 이벤트가 발생하는 경우, 제어부가, 연료전지의 출력단과 메인 버스단 사이의 전기적 연결을 형성/차단하는 제1 스위칭 수단 및 상기 연료전지의 출력단과 상기 제1 스위칭 수단 사이에서 분기되어 연결된 부하 장치와 상기 연료전지의 출력단 사이의 전기적 연결을 형성/차단하는 제2 스위칭 수단을 제어함으로써, 상기 메인 버스단과 상기 부하 장치와의 전기적 연결을 형성하여 상기 메인 버스단의 전력을 상기 부하 장치에 의해 소모시키는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 파워넷 시스템의 제어 방법으로서,
    사전 설정된 위험 이벤트가 발생하는 경우, 상기 제어부가 상기 메인 버스단에 상기 연료전지와 병렬로 연결된 고전압 배터리부와 상기 메인 버스단과의 전기적 연결을 차단하고 상기 제1 스위칭 수단 및 상기 제2 스위칭 수단을 단락 상태로 제어하는 제1 제어 단계;
    상기 제어부가 상기 메인 버스단의 전압과 사전 설정된 전압을 비교하는 제1 비교 단계; 및
    상기 제어부가 상기 메인 버스단의 전압이 상기 사전 설정된 전압보다 작아지면 상기 제1 스위칭 수단 및 상기 제2 스위칭 수단을 개방 상태로 제어하는 제2 제어 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 파워넷 시스템의 제어 방법.
  15. 사전 설정된 특정 이벤트가 발생하는 경우, 제어부가, 연료전지의 출력단과 메인 버스단 사이의 전기적 연결을 형성/차단하는 제1 스위칭 수단 및 상기 연료전지의 출력단과 상기 제1 스위칭 수단 사이에서 분기되어 연결된 부하 장치와 상기 연료전지의 출력단 사이의 전기적 연결을 형성/차단하는 제2 스위칭 수단을 제어함으로써, 상기 메인 버스단과 상기 부하 장치와의 전기적 연결을 형성하여 상기 메인 버스단의 전력을 상기 부하 장치에 의해 소모시키는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 파워넷 시스템의 제어 방법으로서,
    사전 설정된 위험 이벤트가 발생하는 경우, 상기 제어부가 상기 메인 버스단에 상기 연료전지와 병렬로 연결된 고전압 배터리부와 상기 메인 버스단과의 전기적 연결을 차단하고 상기 제1 스위칭 수단을 개방 상태로 제어하고 상기 제2 스위칭 수단을 단락 상태로 제어하는 제1 제어 단계;
    상기 제어부가 상기 연료전지의 출력단의 전압과 사전 설정된 제1 전압을 비교하는 제1 비교 단계;
    상기 제어부가 상기 연료전지의 출력단의 전압이 상기 사전 설정된 제1 전압보다 작아지면 상기 제1 스위칭 수단 및 상기 제2 스위칭 수단을 단락 상태로 제어하는 제2 제어 단계;
    상기 제어부가 상기 메인 버스단의 전압과 사전 설정된 제2 전압을 비교하는 제2 비교 단계; 및
    상기 제어부가 상기 메인 버스단의 전압이 상기 사전 설정된 제2 전압보다 작아지면 상기 제1 스위칭 수단 및 상기 제2 스위칭 수단을 개방 상태로 제어하는 제3 제어 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 파워넷 시스템의 제어 방법.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사전 설정된 위험 이벤트가 발생하는 경우, 상기 제어부가 상기 제1 제어 단계 이전에 상기 연료전지에 대한 수소 및 산소 공급을 차단하는 제어를 실행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 파워넷 시스템의 제어 방법.
  17. 사전 설정된 특정 이벤트가 발생하는 경우, 제어부가, 연료전지의 출력단과 메인 버스단 사이의 전기적 연결을 형성/차단하는 제1 스위칭 수단 및 상기 연료전지의 출력단과 상기 제1 스위칭 수단 사이에서 분기되어 연결된 부하 장치와 상기 연료전지의 출력단 사이의 전기적 연결을 형성/차단하는 제2 스위칭 수단을 제어함으로써, 상기 메인 버스단과 상기 부하 장치와의 전기적 연결을 형성하여 상기 메인 버스단의 전력을 상기 부하 장치에 의해 소모시키는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 파워넷 시스템의 제어 방법으로서,
    상기 메인 버스단에 연결된 구동 모터부에 의한 회생 제동 출력이 발생 중인 경우, 상기 제어부가 상기 제1 스위칭 수단 및 상기 제2 스위칭 수단을 단락 상태로 제어하여 상기 회생 제동 출력을 상기 부하 장치에 의해 소모시키는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 파워넷 시스템의 제어 방법.
  18. 사전 설정된 특정 이벤트가 발생하는 경우, 제어부가, 연료전지의 출력단과 메인 버스단 사이의 전기적 연결을 형성/차단하는 제1 스위칭 수단 및 상기 연료전지의 출력단과 상기 제1 스위칭 수단 사이에서 분기되어 연결된 부하 장치와 상기 연료전지의 출력단 사이의 전기적 연결을 형성/차단하는 제2 스위칭 수단을 제어함으로써, 상기 메인 버스단과 상기 부하 장치와의 전기적 연결을 형성하여 상기 메인 버스단의 전력을 상기 부하 장치에 의해 소모시키는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 파워넷 시스템의 제어 방법으로서,
    상기 메인 버스단에 연결된 구동 모터부에 의한 회생 제동 출력이 발생 중인 경우, 상기 제어부가 상기 메인 버스단에 상기 연료전지와 병렬로 연결된 고전압 배터리부의 충전 가능 여부를 확인하는 확인 단계; 및
    상기 고전압 배터리부의 충전이 불가한 경우, 상기 제어부가 상기 제1 스위칭 수단 및 상기 제2 스위칭 수단을 단락 상태로 제어하여 상기 회생 제동 출력을 상기 부하 장치에 의해 소모시키는 소모 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 파워넷 시스템의 제어 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 소모 단계에서, 상기 제어부는 상기 메인 버스단의 전압이 상기 연료전지의 개방 상태 전압에 대응되는 값을 갖도록 상기 고전압 배터리부 내 고전압 컨버터의 출력 전압을 제어하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 파워넷 시스템의 제어 방법.
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