KR101876735B1 - 연료전지의 내구 상태를 고려한 제어 방법 및 이를 적용한 연료전지 시스템 - Google Patents

연료전지의 내구 상태를 고려한 제어 방법 및 이를 적용한 연료전지 시스템 Download PDF

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Abstract

연료전지의 내구 상태를 고려하여 연료전지 시스템을 제어하는 방법은 차량이 정차된 경우, 연료전지 스택의 내구 상태를 진단하는 단계, 진단된 스택의 내구 상태가 기 분류된 상태에 해당되는지 판단하는 단계, 진단된 스택의 내구 상태가 기 분류된 상태인 경우, 진단된 스택의 내구 상태에 대응되는 적어도 하나의 세팅값을 설정하는 단계 및 설정된 세팅값에 기초하여 스택에 잔류하는 산소를 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 이에 따라, 장치 효율성이 향상될 수 있다.

Description

연료전지의 내구 상태를 고려한 제어 방법 및 이를 적용한 연료전지 시스템{Control Method of Considering Fuel Cell Durability Condition and Fuel Cell System Using the Method}
본 발명은 연료 전지 시스템에 관한 것으로 더 상세하게는 연료전지의 내구 상태를 고려한 제어 방법 및 이를 적용한 연료전지 시스템에 관한 것이다.
연료전지 차량은 동력원으로써 사용하는 복수의 연료전지 셀들을 적층시킨 연료전지 스택, 연료전지 스택에 연료인 수소 등을 공급하는 연료공급 시스템, 전기화학반응에 필요한 산화제인 산소를 공급하는 공기공급 시스템, 연료전지 스택의 온도를 제어하는 물과 열 관리 시스템 등을 포함한다.
통상의 차량용 연료전지 시스템에서 수소공급장치는 수소 탱크에 저장된 고압 수소를 레귤레이터를 통해 압력 조절하여 연료전지 스택에 공급하고, 공기공급장치는 공기블로워에 의해 공급되는 공기를 가습기를 통해 가습한 후 연료전지 스택에 공급하도록 구성된다. 또한, 연료전지 차량은 주행을 위한 구동원으로 전기모터를 이용하고, 연료전지 스택 또는 배터리의 직류전압을 교류전압으로 변환하여 전기모터를 구동시키는 인버터를 가진다.
연료공급 시스템은 수소탱크 내부의 압축수소를 감압하여 스택의 연료극(애노드)으로 공급하며, 공기공급 시스템은 공기블로워를 작동시켜 흡입한 외부공기를 스택의 공기극(캐소드)으로 공급한다.
스택의 연료극에 수소가 공급되고, 공기극에 산소가 공급되면, 연료극에서는 촉매반응을 통해 수소이온이 분리된다. 분리된 수소 이온은 전해질 막을 통해 공기극인 산화극으로 전달되고, 산화극에서는 연료극에서 분리된 수소 이온과 전자 및 산소가 함께 전기화학적 반응을 일으켜 이를 통해 전기 에너지를 얻을 수 있다. 구체적으로 연료극에서는 수소의 전기 화학적 산화가 일어나고, 공기극에서는 산소의 전기 화학적 환원이 일어나며, 이때 생성되는 전자의 이동으로 인해 전기와 열이 발생되고, 수소와 산소가 결합하는 화학 작용에 의해 수증기 또는 물이 생성된다.
연료전지 스택의 전기 에너지 생성 과정에서 발생되는 수증기와 물 및 열과 같은 부산물과 반응되지 않은 수소 및 산소 등을 배출하기 위해 배출 장치가 구비되며, 수증기, 수소 및 산소와 같은 가스들은 배기 통로를 통해 대기 중으로 배출된다.
연료전지 시스템은 연료전지 스택에 산소를 주기적으로 배출한다. 스택에 산소가 잔류하는 경우, 애노드 측에 카본 부식이 발생되고 연료 전지 스택의 내구성(Durability)도 약해질 수 있다.
종래기술에서는 주차 중에 연료전지 스택의 단기 내구성을 진단하는 방법을 제안하였다. 구체적으로, 종래기술은 스택 내부의 전압과 전류의 수치를 모니터링하여 산소를 배출하는 방법을 제안하였다. 그러나, 측정 당시의 내구성을 진단하는 단기 내구성 진단으로는 산소를 배출하는데 부족함이 따르게 된다.
따라서, 보다 개선된 스택의 산소 배출방법의 대두가 요청된다.
공개특허공보 10-2012-0059802호(공개일 2012.06.11)
본 발명은 상술한 종래 기술의 한계점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 일 목적은 차량 정차 중에 연료전지 스택에 누적된 산소를 효과적으로 제거하는 연료 전지 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 단기 및 장기 내구성 진단을 효과적으로 적용하여 애노드 및 캐소드 극에 잔류한 산소를 효과적으로 제거하는 연료 전지 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 연료전지 스택의 누적 산소량에 기초하여 등급을 나누어 관리하는 연료전지 시스템을 제공함에 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지의 내구 상태를 고려하여 연료전지 시스템을 제어하는 방법은 차량이 정차된 경우, 연료전지 스택의 내구 상태를 진단하는 단계; 진단된 상기 스택의 내구 상태가 기 분류된 상태에 해당되는지 판단하는 단계; 상기 진단된 스택의 내구 상태가 기 분류된 상태인 경우, 상기 진단된 스택의 내구 상태에 대응되는 적어도 하나의 세팅값을 설정하는 단계; 및 설정된 세팅값에 기초하여 상기 스택에 잔류하는 산소를 제거하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면 아래와 같은 장점이 있다.
첫째로, 차량 정차 중에 연료전지 스택에 누적된 산소를 효과적으로 제거하는 연료 전지 시스템을 제공됨으로써 장치 효율성 및 장치 안정성이 향상될 수 있다.
둘째로, 단기 및 장기 내구성 진단을 효과적으로 적용하여 애노드 및 캐소드 극에 잔류한 산소를 효과적으로 제거하는 연료 전지 시스템이 제공됨으로써 장치 효율성 및 장치 안정성이 향상될 수 있다.
셋째로, 연료전지 스택의 누적 산소량에 기초하여 등급을 나누어 관리하는 연료전지 시스템이 제공됨으로써 장치 효율성 및 안정성이 향상될 수 있다.
넷째로, 상술한 연료전지 시스템이 제공되어 사용자 안정성이 향상될 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도 1은 연료전지 시스템의 예시적 구조를 나타내는 도면이다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 연료전지 스택의 단기 및 장기 내구성을 진단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 실시예에 따른 가중치를 두고 연료전지 스택의 내구성을 진단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4(a) 및 도 4(b)는 연료전지 스택의 내구성을 고려하여 산소를 제거하는데 필요한 인자의 수치를 제어하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 실시예에 따른 연료전지 스택의 내구성에 기초한 연료전지 시스템의 제어 방법을 나타내는 시퀀스도이다.
이하, 본 발명의 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)", "전(앞) 또는 후(뒤)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(위) 또는 하(아래)" 및"전(앞) 또는 후(뒤)"는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 연료전지 시스템의 예시적 구조를 나타내는 도면이다.
도 1에 따르면, 연료전지 시스템은 냉각수의 열을 외부로 방출하기 위한 라디에이터(11) 및 라디에이터 팬(12), 연료전지 스택(10)과 라디에이터(11) 사이에 냉각수가 순환될 수 있도록 연결되는 냉각수 순환라인(13), 라디에이터(11)를 통과하지 않도록 냉각수를 선택적으로 바이패스시키기 위한 바이패스 라인(14) 및 3-웨이 밸브(15), 냉각수를 펌핑하여 순환시키기 위한 워터펌프(16)를 포함한다.
이와 같은 연료전지 냉각 장치에서는 워터펌프(16)를 구동하여 연료전지 스택(10)과 라디에이터(11), 3-웨이 밸브(15) 사이의 냉각수 순환라인(13)을 따라 냉각수를 순환시키면서 스택 발전시에 발생하는 열을 라디에이터(11)를 통해 외부로 방출한다.
또한, 상기한 수냉식 냉각 장치에서 연료전지 스택(10)의 냉각을 위해 냉각수의 순환이 이루어지는 동안 라디에이터 팬(12)이 구동되고, 라디에이터(11)에서 라디에이터 팬(12)에 의해 유입되는 외기 또는 주행풍과의 열교환을 통해 냉각수의 열을 외부로 방출하게 된다.
이 과정에서 미도시된 제어기는 센서에 의해 검출되는 스택 온도를 입력받으며, 스택 냉각이 필요한 상황에서 스택 온도를 목표 온도로 유지하기 위해 워터펌프(16), 라디에이터 팬(12), 3-웨이 밸브(15) 등을 제어하여 냉각수를 통한 스택 냉각을 수행한다.
또한, 냉각수 순환라인(13)에는 연료전지 스택(10)의 온도를 적정 운전 온도로 신속히 승온시키기 위한 것으로서 연료전지 스택으로 유입되는 냉각수를 가열하는 히터(17)가 설치된다.
연료전지 스택(10)의 온도가 저온 상태인 경우, 3-웨이 밸브(15)의 열림방향을 제어하여 라디에이터 출구로부터 배출되는 냉각수를 차단하고, 워터펌프(16)가 바이패스 라인(14)을 통해 냉각수의 흡입 및 펌핑, 순환이 이루어
지도록 함과 동시에, 히터(17)를 작동시켜 연료전지 스택으로 유입되는 냉각수를 가열하는바, 이를 통해 연료전지 스택을 신속히 웜업(warm-up)시키게 된다.
또한, 라디에이터의 상단에는 압력캡(18)을 통해 리저버(20)와의 사이에 냉각수 보충라인(19)이 연결되고, 냉각수가 저장되는 리저버(20)는 대기 개방식 구조로 구비됨과 더불어 내부에 수위센서(21)가 장착된다.
이러한 구성에서, 스택 냉각 루프의 냉각수가 소실될 경우, 워터펌프(16)의 전단 라인에 음압이 걸리면서 리저버(20) 내 냉각수가 냉각수 보충라인(19) 및 압력캡(18)을 통해 라디에이터(11)로 유입되어 소실된 냉각수를 보충하게 된다.
한편, 본 발명에 따른 연료전지 시스템은 도 1에서 도시 및 설명된 것에 한정되는 것은 아니다.
이하에서는, 실시예에 따른 연료전지 시스템의 내구성을 진단하는 방법을 설명하기로 한다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 연료전지 스택의 단기 및 장기 내구성을 진단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2(a)는 스택의 단기 내구성을 진단하는 방법을 나타내는 도면이다. 도 2(a)에 따르면, 스택 내부에 전압 또는 전류의 값이 낮아지면 출력이 낮아지면서 스택 내구가 열화될 수 있다. 연료전지 시스템은 상기의 전류 및 전압을 비교적 짧은 시간에 측정가능한 바, 단기의 내구성 변화를 판단할 때, 상기의 전류 및 전압 값을 고려할 수 있다.
도 2(b)는 스택의 장기 내구성을 진단하는 방법을 나타내는 도면이다. Rh는 Relative Humidity의 약자로 상대 습도를 의미하고 Dv는 스택 셀의 전압 편차를 의미한다. RH 가 소정만큼 상승할 때 Dv 값이 소정만큼 상승하면 스택 Flooding 상황이 발생하고 RH가 소정만큼 하강할 때 Dv 값이 소정만큼 하강하면 스택 Dry 상황이 발생될 수 있다.
도 3은 실시예에 따른 가중치를 두고 연료전지 스택의 내구성을 진단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3의 그래프에서 X축은 스택의 운전시간이고 Y축은 단기 내구성 및 장기 내구성의 가중치를 의미한다. 연료전지 시스템은 단기 내구성 및 장기 내구성을 모두 고려할 수 있다. 연료전지 시스템은 스택 운전시간에 기초하여 단기 내구성에 더 중심을 둘지 장기 내구성에 더 중심을 둘지 판단할 수 있다. 단기 내구성 및 장기 내구성의 가중치의 합은 1을 갖는다. 즉, a+b 의 값은 1이다.
한편, 연료전지 시스템은 단기 내구성 지표(310)를 P1 값으로 산출하고, 장기 내구성 지표(320)를 P2 값으로 산출할 수 있다. P1, P2 값은 0~100 %의 값을 갖을 수 있고, 도 2(a) 및 도 2(b)에 도시된 수치(전압값, 전류값, RH 값, Dv 값 등)을 기초로 P1, P2 값을 산출할 수 있다. 만약 전압값 및 전류값이 스택에서 검출된 경우, 이에 대응되는 P1 값을 산출할 수 있다. 또한, RH 값 및 Dv 값이 스택에서 검출되는, 이에 기초하여 P2 값을 산출할 수 있다.
연료전지 시스템은 아래와 같은 식에 의해 내구 상태 결정할 수 있다.
Figure 112016035242748-pat00001
PTotal 은 시간(T) 동안의 가중치가 고려된 P1, P2 값의 합을 의미한다.
이때, PTotal 의 값에 따라 복수의 단계로 분류될 수 있다.
제1 단계는 정상(Normal) 단계로 될 수 있다. 제2 단계는 경고(Warning) 단계로 될 수 있다. 제3 단계는 심각(Severe) 단계로 될 수 있다.
연료전지 시스템은 스택의 산소 제거를 위해 필요한 인자를 제어할 수 있다. 가령, 스택 산소 제거는 기준 산소 농도 수치, 산소 제거 간격, 산소 제거 횟수 등에 영향을 받을 수 있다. 다만, 상술한 수치 이외에도 다양한 수치가 스택 산소 제거를 위한 인자로 적용될 수 있다.
도 4(a) 및 도 4(b)는 연료전지 스택의 내구성을 고려하여 산소를 제거하는데 필요한 인자의 수치를 제어하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4(a)는 기준 산소 농도 및 산소 제거 간격을 조정하는 예를 나타내는 것이다. 연료전지 시스템은 Normal 상태에서는 기준 산소 농도를 100%로 설정(410)하고, Warning 상태에서는 90%(420)로, Severe 상태에서는 70%(430)로 설정할 수 있다. 즉, 연료전지 시스템은 스택의 내구성이 약할수록 더 많은 산소를 제거할 수 있다. 이는 내구 상태가 악화되면 될수록 주차시의 산소 침투에 따른 영향이 점점 커지므로 상기와 같이 설정될 수 있다.
또한, 연료전지 시스템은 Normal 상태에서 Warning 상태, Severe 상태로 갈수록 더 시간 간격을 짧게 하여 산소를 제거할 수 있다.
도 4(b)에 따르면, 연료전지 시스템은 Normal 상태에서 산소 제거 횟수를 100%(기준치와 일치)로, Warning 상태에서 산소 제거 횟수를 110%(Normal 보다 더 자주), Severe 상태에서 산소 제거 횟수를 130%(Warning 보다 더 자주)로 설정할 수 있다.
연료전지 시스템은 상술한 인자값을 설정된 기준 산소 농도, 산소 제거 간격, 산소 제거 횟수에 기초하여 스택의 산소를 제거할 수 있다. 참고로, 상술한 인자의 % 값은 실험에 의해 측정된 값이나 편의에 따라 달라질 수 있는 수치에 해당된다.
도 5는 실시예에 따른 연료전지 스택의 내구성에 기초한 연료전지 시스템의 제어 방법을 나타내는 시퀀스도이다.
연료 전지 시스템은 차량의 시동이 켜졌다가(S510) 차량이 정차상태(S515)인 경우, 스택 내구 상태를 진단한다(S520).
여기서, 차량이 정차상태인 것은 주로 주차상태를 상정한 것이나 시동이 켜지고 정차상태인 경우도 본 발명의 권리범위에 속한다.
연료전지 시스템은 스택 내구 상태를 진단할 때, 단기 내구성 및 장기 내구성을 운전시간에 기초하여 가중치를 진달할 수 있다. 방법은 상술한 바, 생략하기로 한다.
연료전지 시스템은 내구 상태 진단결과가 직전의 내구 상태 진단결과와 동일한 경우, 바로 세팅값에 기초하여 산소 제거 로직을 구동한다(S560).
연료전지 시스템은 내구 상태 진단결과가 직전의 내구 상태 진단결과와 불일치하는 경우, 스택 상태에 기초하여 세팅값을 설정할 수 있다. 여기서 세팅값은 기준 산소 농도값, 산소 제거 간격, 산소 제거 횟수 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에 따르면, 산소 제거를 위한 연료전지 제어 시스템의 웨이크업이 고정되지 않고 스택의 진단 상태에 따라 차이를 두어, 산소 제거에 보다 효과적으로 대응할 수 있다.
한편, 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
상술한 실시예에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장시스템 등이 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상술한 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

Claims (17)

  1. 연료전지의 내구 상태를 고려하여 연료전지 시스템을 제어하는 방법에 있어서,
    차량이 정차된 경우, 연료전지 스택의 내구 상태를 진단하는 단계;
    진단된 상기 스택의 내구 상태가 기 분류된 상태에 해당되는지 판단하는 단계; 및
    상기 진단된 스택의 내구 상태가 기 분류된 상태인 경우, 상기 진단된 스택의 내구 상태에 따라 기준 산소 농도 및 산소 제거 횟수 중 적어도 하나를 가변하여 상기 스택에 잔류하는 산소를 제거하는 단계;를 포함하고,
    상기 연료전지 스택의 내구 상태를 진단하는 단계는,
    스택 내부의 전압 및 전류값에 기초하여 상기 스택의 단기 내구 상태를 진단하여 단기 내구 지표 P1을 산출하는 단계;
    상기 스택 내부의 상대 습도(RH) 및 스택 셀의 전압 편차(Dv)에 기초하여 상기 스택의 장기 내구 상태를 진단하여 장기 내구 지표 P2를 산출하는 단계:
    상기 스택의 운전 경과 시간에 기초하여 상기 P1에 대응되는 단기 가중치 w1 및 상기 P2에 대응되는 장기 가중치 w2를 산출하는 단계; 및
    상기 P1, P2, w1 및 w2에 기초하여, 토탈 지표 PTotal를 산출하는 단계;를 포함하는, 연료전지 시스템을 제어하는 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 PTotal 은 아래의 식에 의해 도출되는,
    Figure 112017130469229-pat00002

    <T는 스택의 운전 경과 시간, P1(t) 및 P2(t)은 특정시간의 지표, w1(t) 및 w2(t)는 특정시간의 가중치>
    연료전지 시스템을 제어하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기 분류된 상태는 노멀(Normal) 상태, 경고(Warning) 상태 및 심각(Severe) 상태 중 적어도 하나를 포함하는, 연료전지 시스템을 제어하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기 분류된 상태에 해당되는지 판단하는 단계는,
    상기 PTotal 이 제1 구간에 포함된 경우 노멀 상태로, 제2 구간에 포함된 경우 경고 상태로, 제3 구간에 포함된 경우 심각 상태로 판단하는, 연료전지 시스템을 제어하는 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 연료전지의 내구 상태를 고려하여 연료전지 시스템에 있어서,
    차량이 정차된 경우, 연료전지 스택의 내구 상태를 진단하는 진단부; 및
    상기 진단부를 통해 진단된 상기 스택의 내구 상태가 기 분류된 상태에 해당되는지 판단하고, 상기 진단된 스택의 내구 상태가 기 분류된 상태인 경우, 상기 진단된 스택의 내구 상태에 따라 기준 산소 농도 및 산소 제거 횟수 중 적어도 하나를 가변하여 상기 스택에 잔류하는 산소를 제거하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 스택의 단기 내구 상태를 진단하여 스택 내부의 전압 및 전류값을 기초로 단기 내구 지표 P1을 산출하고, 상기 스택 내부의 상대 습도(RH) 및 스택 셀의 전압 편차(Dv)를 기초로 상기 스택의 장기 내구 상태를 진단하여 장기 내구 지표 P2를 산출하며, 상기 스택의 운전 경과 시간에 기초하여 상기 P1에 대응되는 단기 가중치 w1 및 상기 P2에 대응되는 장기 가중치 w2를 산출하고, 상기 P1, P2, w1 및 w2에 기초하여 토탈 지표 PTotal를 산출하는, 연료전지 시스템.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서,
    상기 PTotal 은 아래의 식에 의해 도출되는,
    Figure 112017130469229-pat00003

    <T는 스택의 운전 경과 시간, P1(t) 및 P2(t)은 특정시간의 지표, w1(t) 및 w2(t)는 특정시간의 가중치>
    연료전지 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기 분류된 상태는 노멀(Normal) 상태, 경고(Warning) 상태 및 심각(Severe) 상태 중 적어도 하나를 포함하는, 연료전지 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 PTotal 이 제1 구간에 포함된 경우 노멀 상태로, 제2 구간에 포함된 경우 경고 상태로, 제3 구간에 포함된 경우 심각 상태로 판단하는, 연료전지 시스템.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 프로세서에 의해 실행되는 것을 통하여 제1항에 기재된 연료전지의 내구 상태를 고려하여 연료전지 시스템을 제어하는 방법을 실현하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록된 프로그램.
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