KR102022640B1 - 연료전지 전기차의 수소 사용량 측정시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연료전지 전기차의 수소 사용량 측정시스템에 관한 것으로서, 연료전지가 마련된 전기차에 설치되어 상기 연료전지로 수소를 공급하는 수소탱크의 무게 변화를 측정할 수 있도록 상기 수소탱크에 설치되는 중량센서와, 상기 중량센서에서 제공되는 측정정보를 토대로 상기 수소탱크에 수용된 수소의 사용량인 제1추정값을 산출하는 제1산출모듈이 마련된 중량 기반 측정유닛과, 상기 수소탱크에서 상기 연료전지로 수소가 공급되는 공급관에 설치되어 상기 연료전지로 공급되는 수소의 유량을 측정하는 유량센서와, 상기 유량센서에서 제공되는 측정정보를 토대로 상기 수소탱크에 수용된 수소의 사용량인 제2추정값을 산출하는 제2산출모듈이 미련된 유량 기반 측정 유닛과, 상기 수소탱크에 설치되어 상기 수소탱크 내부의 압력 및 온도 변화를 측정하는 압력온도센서와, 상기 압력온도센서에서 제공되는 측정정보를 토대로 상기 수소탱크에 수용된 수소의 사용량인 제3추정값을 산출하는 제3산출모듈이 마련된 온도압력 기반 측정유닛과, 상기 제1 내지 제3산출모듈에서 산출된 상기 제1 내지 제3추정값을 토대로 상기 수소탱크에 수용된 수소의 실사용량을 산출하고, 산출된 실사용량을 관리자에게 제공하는 실사용량 추정모듈을 구비한다.
본 발명에 따른 연료전지 전기차의 수소 사용량 측정시스템은 온도압력 측정 값 뿐 아니라 수소탱크의 무게측정값, 연료전지에 공급되는 수소의 유량 값을 이용하여 수소의 실사용량을 산출하므로 수소 사용량에 대한 보다 정확한 값을 획득할 수 있다는 장점이 있다.

Description

연료전지 전기차의 수소 사용량 측정시스템{Hydrogen consumption measurement system of fuel cell electric vehicle}
본 발명은 연료전지 전기차의 수소 사용량 측정시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 중량센서, 유량센서 및 온도압력센서를 이용하여 수소탱크의 수소 사용량을 측정할 수 있는 연료전지 전기차의 수소 사용량 측정시스템에 관한 것이다.
최근 화석 연료의 고갈과 배기 가스로 인한 환경 오염 문제가 대두되면서, 지구 온난화와 같은 환경 문제를 해결할 수 있는 대체 에너지원의 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 특히, 자동차 분야에서는 기존 발전방식과 비교할 때 발전효율이 높을 뿐만 아니라 발전에 따른 공해물질 배출이 전혀 없어 미래의 발전기술로 평가받고 있는 연료전지(Fuel Cell) 시스템을 차량의 동력원으로 이용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 연료전지 차량에는 연료전지 스택(Stack)으로 산소를 포함하는 공기와 연료인 수소를 공급하고, 이를 반응시켜 발생된 전기에너지로서 구동되도록 구현되고 있으며, 이러한 연료전지 차량에서는 연료전지 스택으로 공급되는 수소를 저장하기 위한 수소 탱크가 필요하다.
연료전지 차량의 연료인 수소는 가스 상태에서 그 부피가 매우 크므로, 액체 수소, 금속 수소화물과 같은 액체, 고체 상태로 저장된 수소 연료를 사용하거나, 일반적으로는 고압으로 압축하여 저장된 수소 가스를 이용한다.
이와 같이 수소를 연료로 사용하는 연료전지가 탑재된 수소연료전지차량의 경우 그 특성상 일반 내연기관 차량에 적용중인 방법, 즉 배기가스에 포함된 탄소 함량으로 연비를 평가할 수 없으며, 새로운 연비측정 방법이 필요하다.
현재, 연료전지 차량의 연비를 측정하는 방법으로는, 수소 탱크의 온도/압력 변화에 의하여 연비를 측정하는 PVT법이 주로 사용된다. 그러나, 종래의 연비 측정 방법은 차량의 주행 상황에서 수소연료 탱크의 사용에 따른 압력 온도 센서의 정밀도와 압력 및 온도 안정화 시간에 따른 오차가 발생하게 되어 정확한 연비 측정에 어려움이 있다.
등록특허공보 제10-1259363호: 수소 연료전지 차량의 연비측정 장치
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 온도압력 측정 값, 수소탱크의 무게측정값, 연료전지에 공급되는 수소의 유량 값을 토대로 수소의 실사용량을 측정할 수 있는 연료전지 전기차의 수소 사용량 측정시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연료전지 전기차의 수소 사용량 측정시스템은 연료전지가 마련된 전기차에 설치되어 상기 연료전지로 수소를 공급하는 수소탱크의 무게 변화를 측정할 수 있도록 상기 수소탱크에 설치되는 중량센서와, 상기 중량센서에서 제공되는 측정정보를 토대로 상기 수소탱크에 수용된 수소의 사용량인 제1추정값을 산출하는 제1산출모듈이 마련된 중량 기반 측정유닛과, 상기 수소탱크에서 상기 연료전지로 수소가 공급되는 공급관에 설치되어 상기 연료전지로 공급되는 수소의 유량을 측정하는 유량센서와, 상기 유량센서에서 제공되는 측정정보를 토대로 상기 수소탱크에 수용된 수소의 사용량인 제2추정값을 산출하는 제2산출모듈이 미련된 유량 기반 측정 유닛과, 상기 수소탱크에 설치되어 상기 수소탱크 내부의 압력 및 온도 변화를 측정하는 압력온도센서와, 상기 압력온도센서에서 제공되는 측정정보를 토대로 상기 수소탱크에 수용된 수소의 사용량인 제3추정값을 산출하는 제3산출모듈이 마련된 온도압력 기반 측정유닛과, 상기 제1 내지 제3산출모듈에서 산출된 상기 제1 내지 제3추정값을 토대로 상기 수소탱크에 수용된 수소의 실사용량을 산출하고, 산출된 실사용량을 관리자에게 제공하는 실사용량 추정모듈을 구비한다.
상기 실사용량 추정모듈은 상기 전기차의 속도에 따라 상기 제1 내지 제3추정값에 각각 가중치를 부여하고, 상기 가중치를 부여한 값들의 평균을 상기 실사용량으로 판단하는 것이 바람직하다.
상기 실사용량 추정모듈은 상기 전기차의 속도가 기설정된 기준속도 미만인 저속일 경우에 상기 제1추정값에 부여되는 가중치를 상기 전기차의 속도가 상기 기준속도 이상인 고속일 경우에 상기 제1추정값에 부여되는 가중치보다 더 크게 설정하고, 상기 전기차의 속도가 저속일 경우에 상기 제2 및 제3추정값에 부여되는 가중치는 상기 전기차의 속도가 고속일 경우에 상기 제2 및 제3추정값에 부여되는 가중치보다 더 작게 설정할 수 있다.
상기 실사용량 추정모듈은 상기 제1 내지 제3추정값 중 어느 하나의 값이 나머지 값들과의 차이 값이 기설정된 오차범위를 벗어날 경우, 상기 제1 내지 제3추정값 중 어느 하나의 값을 제외하고, 나머지 값들을 이용하여 상기 실사용량을 산출할 수도 있다.
본 발명에 따른 연료전지 전기차의 수소 사용량 측정시스템은 온도압력 측정 값 뿐 아니라 수소탱크의 무게측정값, 연료전지에 공급되는 수소의 유량 값을 이용하여 수소의 실사용량을 산출하므로 수소 사용량에 대한 보다 정확한 값을 획득할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명이 적용된 연료전지 전기차에 대한 개념도이고,
도 2는 본 발명에 따른 연료전지 전기차의 수소 사용량 측정시스템에 대한 개념도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 친환경 차량에 적용 가능한 연료전지 전기차의 수소 사용량 측정시스템(100)에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1에는 본 발명에 따른 수소사용량 측정 시스템(100)이 설치되는 연료전지 전기차(10)가 도시되어 있다.
상기 연료전지 전기차(10)는 연료전지 셀이 적층되어 수소 연료와 산소의 전기화학적 반응으로 전력을 생성하는 연료전지(11)와, 공급관(13)에 의해 상기 연료전지(11)에 연결되어 연료전지(11)로 수소를 공급하는 수소탱크(12)와, 연료전지(11)에 연결되어 연료전지(11)에 산소를 공급하는 산소공급부(14)를 구비한다.
상기 연료전지 셀은 캐소드(cathode), 애노드(anode) 및 캐소드와 애노드 사이에 전해질막을 구비한다. 연료전지 셀의 캐소드에 산소를 포함한 공기가 공급되고, 애노드에 수소 연료가 공급되면, 전해질 막을 통해 물의 전기분해와 역반응이 진행되면서 전기가 발생하는데, 연료전지(11)는 상기 연료전지 셀이 다수개 적층된 스택(stack)의 형태로 구성된다.
상기 스택에 적층되어 있는 각 연료전지 셀에는 바이폴라플레이트의 면 유로를 포함하여 수소나 산소가 각 전극에 공급되고 회수되기 위한 유로가 연결되어 있다. 상술된 바와 같이 구성된 연료전지(11)는 종래에 일반적으로 사용되는 연료전지 스택을 이용하여 전기를 발생시키는 연료전지이므로 상세한 설명은 생략한다.
한편, 상기 연료전지(11)는 전기차(10)를 구동시키는 구동장치(15)와 연결되어 상기 구동장치(15)에 전력을 공급한다. 상기 구동장치(15)는 전기차(10)의 각 바퀴에 설치되어 상기 바퀴를 회전시키는 다수의 전기모터를 구비하는 것으로서, 종래에 전기차(10)를 구동하기 위한 구동수단이 적용되므로 상세한 설명은 생략한다.
수소탱크(12)는 전기차(10)에 설치되며, 내부에 고압의 수소가 수용되어 있다. 상기 수소탱크(12)는 공급관(13)에 의해 연료전지(11)에 연결되어 수소를 연료전지(11)에 공급한다. 산소공급부(14)는 도면에 도시되진 않았지만, 연료전지(11)에 연결되어 상기 연료전지(11)로 외기를 주입할 수 있는 송풍장치를 구비한다. 한편, 산소 공급부는 이에 한정하는 것이 아니라 연료전지(11)에 연결되며, 내부에 산소가 충진된 산소탱크를 구비할 수도 있다.
한편, 도 2에는 본 발명에 따른 연료전지 전기차의 수소 사용량 측정시스템(100)이 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 수소탱크(12)의 중량 변화를 토대로 상기 수소탱크(12)에 수용된 수소의 사용량인 제1추정값을 산출하는 중량 기반 측정유닛(110)과, 연료전지(11)로 공급되는 수소의 유량을 토대로 상기 수소탱크(12)에 수용된 수소의 사용량인 제2추정값을 산출하는 유량 기반 측정유닛(120)과, 상기 수소탱크(12) 내부의 압력 및 온도 변화를 토대로 상기 수소탱크(12)에 수용된 수소의 사용량인 제3추정값을 산출하는 온도압력 기반 측정유닛(130)과, 상기 제1 내지 제3산출모듈(132)에서 산출된 상기 제1 내지 제3추정값을 토대로 상기 수소탱크(12)에 수용된 수소의 실사용량을 산출하고, 산출된 실사용량을 관리자에게 제공하는 실사용량 추정모듈(140)을 구비한다.
중량 기반 측정유닛(110)은 수소탱크(12)의 무게 변화를 측정할 수 있도록 상기 수소탱크(12)에 설치되는 중량센서(111)와, 상기 중량센서(111)에서 제공되는 측정정보를 토대로 상기 수소탱크(12)에 수용된 수소의 사용량인 제1추정값을 산출하는 제1산출모듈(112)을 구비한다.
상기 중량센서(111)는 수소탱크(12)의 하부에, 수소탱크(12)와 전기차(10) 사이에 설치된다. 또한, 상기 중량센서(111)는 수소탱크(12)의 무게를 측정하기 위한 로드셀이 마련된 것으로서, 측정대상의 중량을 측정하기 위한 무게 측정 수단이 적용되므로 상세한 설명은 생략한다. 한편, 도면에 도시되진 않았지만, 중량센서(111)와 전기차(10) 사이에는 전기차(10)의 운행 중 발생되는 진동이 중량센서(111)에 전달되는 것을 방지하기 위해 진동감쇄부재가 설치되어 있다. 상기 진동감쇄부재는 소정의 탄성을 갖는 고무소재로 형성되는 것이 바람직하다.
제1산출모듈(112)은 중량센서(111)에서 제공되는 수소탱크(12)의 중량 변화값에 따라 수소의 사용량인 제1추정값을 산출한다. 여기서, 제1산출모듈(112)은 수소의 밀도 등과 같은 제1추정값 산출에 사용되는 정보가 저장된 데이터 베이스(미도시)를 구비하고, 제1데이터 베이스에 저장된 정보를 토대로 상기 제1추정값을 산출한다. 제1산출모듈(112)은 산출된 제1추정값을 실사용량 추정모듈(140)로 전송한다.
유량 기반 측정유닛(120)은 상기 수소탱크(12)에서 상기 연료전지(11)로 수소가 공급되는 공급관(13)에 설치되어 상기 연료전지(11)로 공급되는 수소의 유량을 측정하는 유량센서(121)와, 상기 유량센서(121)에서 제공되는 측정정보를 토대로 상기 수소탱크(12)에 수용된 수소의 사용량인 제2추정값을 산출하는 제2산출모듈(122)을 구비한다.
유량센서(121)는 공급관(13)에 설치되어 유량을 측정하는 것으로서, 종래에 일반적으로 사용되는 유량계이므로 상세한 설명은 생략한다. 제2산출모듈(122)은 유량센서(121)로부터 제공받은 감지정보를 토대로 제2추정값을 산출하고, 산출된 제2추정값을 실사용량 추정모듈(140)로 전송한다.
온도압력 기반 측정유닛(130)은 수소탱크(12)에 설치되어 상기 수소탱크(12) 내부의 압력 및 온도 변화를 측정하는 압력온도센서(131)와, 상기 압력온도센서(131)에서 제공되는 측정정보를 토대로 상기 수소탱크(12)에 수용된 수소의 사용량인 제3추정값을 산출하는 제3산출모듈(132)을 구비한다.
압력온도센서(131)는 상기 수소탱크(12)에 설치되어 압력 및 온도 변화를 측정하는 것으로서, 압력 및 온도를 측정하기 위해 종래에 일반적으로 사용되는 센싱수단이므로 상세한 설명은 생략한다. 제3산출모듈(132)은 압력온도센서(131)로부터 제공되는 감지정보를 토대로 PVT 잔략 측정법을 사용하여 제3추정값을 산출한다. 산출된 제3추정값은 실사용량 추정모듈(140)로 전송된다.
실사용량 추정모듈(140)은 상기 제1 내지 제3산출모듈(132)에서 산출된 상기 제1 내지 제3추정값을 토대로 상기 수소탱크(12)에 수용된 수소의 실사용량을 산출한다. 이때, 실사용량 추정모듈(140)은 상기 전기차(10)의 속도에 따라 상기 제1 내지 제3추정값에 각각 가중치를 부여하고, 상기 가중치를 부여한 값들의 평균을 상기 실사용량으로 판단한다.
일예로, 하기의 표1에서는 속도에 따라 가중치를 부여하여 수소의 실사용량을 산출하는 표가 게시되어 있다.
구분 저속 주행
 고속주행
사용량 가중치 사용량 가중치
제1추정값(g) 60 80 60 60
제2추정값(g) 55 10 55 20
제3추정값(g) 50 10 50 20
실사용량(g) 58.5
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여기서, 제1추정값이 60, 제2추정값이 55, 제3추정값이 50일 경우, 저속주행 및 고속주행에 따라 실사용량 추정모듈(140)로부터 산출된 실사용량이 표시된다. 이때, 실사용량 추정모듈(140)은 전기차(10)의 속도계로부터 전기차(10)의 속도 정보를 제공받고, 상기 전기차(10)의 속도가 기설정된 기준속도 미만인 저속일 경우에 상기 제1추정값에 부여되는 가중치를 상기 전기차(10)의 속도가 상기 기준속도 이상인 고속일 경우에 상기 제1추정값에 부여되는 가중치보다 더 크게 설정하고, 상기 전기차(10)의 속도가 저속일 경우에 상기 제2 및 제3추정값에 부여되는 가중치는 상기 전기차(10)의 속도가 고속일 경우에 상기 제2 및 제3추정값에 부여되는 가중치보다 더 작게 설정한다. 여기서, 기준속도는 70km/h가 적용된다. 전기차(10)가 70km/h의 미만인 저속으로 운행 중일 경우, 제1추정값에 가중치 80이 적용되고, 제2추정값에 가중치 10이 적용되고, 제3추정값에는 가중치 10이 적용된다. 실사용량 추정모듈(140)은 추정값들에 대해 가중치 평균을 실사용량으로 산출하는 것으로서, 각 추정값과 해당 가중치를 곱한 값들을 다 합한 다음, 가중치의 합인 1000으로 나누어 실사용량을 산출한다. 여기서, 전기차(10)가 70km/h의 이상인 고속으로 운행 중일 경우, 실사용량 추정모듈(140)은 제1추정값에 가중치 60을 적용하고, 제2추정값에 가중치 20을 적용하고, 제3추정값에는 가중치 20을 적용하여 가중치 평균을 구해 실사용량으로 설정한다. 중량센서(111)를 통해 산출된 제1추정값의 경우, 다른 추정값들에 비해 신뢰도가 높은 값이긴 하나, 전기차(10)의 속도가 증가할수록 신뢰도가 낮아지므로 제1추정값에 적용되는 가중치는 고속에 비해 저속일 경우가 더 크게 적용된다.
한편, 실사용량 추정모듈(140)은 상기 제1 내지 제3추정값 중 어느 하나의 값이 나머지 값들과의 차이 값이 기설정된 오차범위를 벗어날 경우, 오차범위를 벗어난 추정값을 제공하는 측정유닛이 고장난 것으로 판단하여 상기 제1 내지 제3추정값 중 어느 하나의 값을 제외하고, 나머지 값들을 이용하여 상기 실사용량을 산출할 수도 있다. 이때, 오차범위는 ±20g가 적용되는 것이 바람직하다.
또한, 실사용량 추정모듈(140)은 도면에 도시되진 않았지만, 관리자 단말기와 통신할 수 있도록 통신모듈을 구비하고, 상기 통신모듈을 이용하여 산출된 실사용량에 대한 정보를 관리자 단말기에 전송할 수 있다.
상술된 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 연료전지 전기차의 수소 사용량 측정시스템(100)은 온도압력 측정 값 뿐 아니라 수소탱크(12)의 무게측정값, 연료전지에 공급되는 수소의 유량 값을 이용하여 수소의 실사용량을 산출하므로 수소 사용량에 대한 보다 정확한 값을 획득할 수 있다는 장점이 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.
10: 전기차
11: 연료전지
12: 수소탱크
13: 공급관
14: 산소공급부
15: 구동장치
100: 연료전지 전기차의 수소 사용량 측정시스템
110: 중량 기반 측정유닛
111: 중량센서
112: 제1산출모듈
120: 유량 기반 측정유닛
121: 유량센서
122: 제2산출모듈
130: 온도압력 기반 측정유닛
131: 압력온도센서
132: 제3산출모듈
140: 실사용량 추정모듈

Claims (4)

  1. 연료전지가 마련된 전기차에 설치되어 상기 연료전지로 수소를 공급하는 수소탱크의 무게 변화를 측정할 수 있도록 상기 수소탱크에 설치되는 중량센서와, 상기 중량센서에서 제공되는 측정정보를 토대로 상기 수소탱크에 수용된 수소의 사용량인 제1추정값을 산출하는 제1산출모듈이 마련된 중량 기반 측정유닛;
    상기 수소탱크에서 상기 연료전지로 수소가 공급되는 공급관에 설치되어 상기 연료전지로 공급되는 수소의 유량을 측정하는 유량센서와, 상기 유량센서에서 제공되는 측정정보를 토대로 상기 수소탱크에 수용된 수소의 사용량인 제2추정값을 산출하는 제2산출모듈이 미련된 유량 기반 측정 유닛;
    상기 수소탱크에 설치되어 상기 수소탱크 내부의 압력 및 온도 변화를 측정하는 압력온도센서와, 상기 압력온도센서에서 제공되는 측정정보를 토대로 상기 수소탱크에 수용된 수소의 사용량인 제3추정값을 산출하는 제3산출모듈이 마련된 온도압력 기반 측정유닛; 및
    상기 제1 내지 제3산출모듈에서 산출된 상기 제1 내지 제3추정값을 토대로 상기 수소탱크에 수용된 수소의 실사용량을 산출하고, 산출된 실사용량을 관리자에게 제공하는 실사용량 추정모듈;을 구비하고,
    상기 실사용량 추정모듈은 상기 전기차의 속도에 따라 상기 제1 내지 제3추정값에 각각 가중치를 부여하고, 상기 가중치를 부여한 값들의 평균을 상기 실사용량으로 판단하는,
    연료전지 전기차의 수소 사용량 측정시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 실사용량 추정모듈은 상기 전기차의 속도가 기설정된 기준속도 미만인 저속일 경우에 상기 제1추정값에 부여되는 가중치를 상기 전기차의 속도가 상기 기준속도 이상인 고속일 경우에 상기 제1추정값에 부여되는 가중치보다 더 크게 설정하고, 상기 전기차의 속도가 저속일 경우에 상기 제2 및 제3추정값에 부여되는 가중치는 상기 전기차의 속도가 고속일 경우에 상기 제2 및 제3추정값에 부여되는 가중치보다 더 작게 설정하는,
    연료전지 전기차의 수소 사용량 측정시스템.
  4. 연료전지가 마련된 전기차에 설치되어 상기 연료전지로 수소를 공급하는 수소탱크의 무게 변화를 측정할 수 있도록 상기 수소탱크에 설치되는 중량센서와, 상기 중량센서에서 제공되는 측정정보를 토대로 상기 수소탱크에 수용된 수소의 사용량인 제1추정값을 산출하는 제1산출모듈이 마련된 중량 기반 측정유닛;
    상기 수소탱크에서 상기 연료전지로 수소가 공급되는 공급관에 설치되어 상기 연료전지로 공급되는 수소의 유량을 측정하는 유량센서와, 상기 유량센서에서 제공되는 측정정보를 토대로 상기 수소탱크에 수용된 수소의 사용량인 제2추정값을 산출하는 제2산출모듈이 미련된 유량 기반 측정 유닛;
    상기 수소탱크에 설치되어 상기 수소탱크 내부의 압력 및 온도 변화를 측정하는 압력온도센서와, 상기 압력온도센서에서 제공되는 측정정보를 토대로 상기 수소탱크에 수용된 수소의 사용량인 제3추정값을 산출하는 제3산출모듈이 마련된 온도압력 기반 측정유닛; 및
    상기 제1 내지 제3산출모듈에서 산출된 상기 제1 내지 제3추정값을 토대로 상기 수소탱크에 수용된 수소의 실사용량을 산출하고, 산출된 실사용량을 관리자에게 제공하는 실사용량 추정모듈;을 구비하고,
    상기 실사용량 추정모듈은 상기 제1 내지 제3추정값 중 어느 하나의 값이 나머지 값들과의 차이 값이 기설정된 오차범위를 벗어날 경우, 상기 제1 내지 제3추정값 중 어느 하나의 값을 제외하고, 나머지 값들을 이용하여 상기 실사용량을 산출하는,
    연료전지 전기차의 수소 사용량 측정시스템.



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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111731155B (zh) * 2020-06-29 2022-09-16 奇瑞汽车股份有限公司 氢燃料电池车氢耗的测量方法及装置
CN112697193B (zh) * 2020-08-24 2023-05-05 中国汽车技术研究中心有限公司 车载氢瓶内氢气质量的测量设备及测量方法
CN114373959B (zh) * 2021-12-14 2024-04-02 东风汽车集团股份有限公司 一种燃料电池车试验方法、装置、设备和介质
CN115583166A (zh) * 2022-10-14 2023-01-10 中铁武汉电气化局集团科工装备有限公司 一种氢能源作业车的综合能源监控管理系统
CN117194929B (zh) * 2023-11-06 2024-01-30 中汽研新能源汽车检验中心(天津)有限公司 基于大数据平台的燃料电池汽车加氢行为分析方法和系统

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101259363B1 (ko) * 2011-05-24 2013-04-30 교통안전공단 수소 연료전지 차량의 연비측정 장치
KR101734649B1 (ko) * 2015-06-03 2017-05-11 현대자동차주식회사 연료전지 차량의 수소 소모량 산출 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210056803A (ko) 2019-11-11 2021-05-20 주식회사 알티자동화 수소연료 전기차량을 위한 전자식 수소제어기 및 그의 동작 방법

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