KR102277686B1 - 연료전지 스택 전압 측정 장치 - Google Patents

연료전지 스택 전압 측정 장치 Download PDF

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Abstract

연료전지 스택 전압 측정 장치가 개시된다. 본 발명의 연료전지 스택 전압 측정 장치는 연료전지 스택 내 적어도 하나의 측정 셀 각각의 전압을 측정하고, 측정된 전압값으로부터 연료전지 스택을 진단하기 위한 진단값을 검출하는 복수 개의 측정부; 및 측정부로부터 상기 진단 정보를 입력받아 상위 제어기로 전달하는 마이컴을 포함하고, 측정부 각각은 측정 셀 각각에 대한 진단값을 검출하여 서로 간의 연결 관계에 따라 전달 대상인 측정부와 마이컴 중 어느 하나에 전달하되, 다른 측정부로부터 진단값이 전달되면 자신이 측정한 진단값과 다른 측정부로부터 전달받은 진단값을 통해 진단값을 최종 검출하여 전달 대상에 전달하는 것을 특징으로 한다.

Description

연료전지 스택 전압 측정 장치{APPARATUS FOR DETECTING VOLTAGE OF FUEL CELL STACK}
본 발명은 연료전지 스택 전압 측정 장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 각 연료전지 셀 별로 기 설정된 최대값, 최소값, 평균값 및 전체값을 측정하여 마이컴에 전달함으로써 연료전지 셀의 리드 타임 및 통신 소모 전력을 최소화한, 연료전지 스택 전압 측정 장치에 관한 것이다.
수소 연료전지차의 시장규모가 점차 커짐에 따라 차량에 탑재되는 수소연료전지의 용량과 수가 증가하고 있다. 이에 따라 연료전지를 센싱하는 IC(Integrated Circuit)의 수요가 증가하고 있다. 그러나 연료전지는 배터리에 비해 전압변동성이 상대적으로 크다는 단점이 있어 배터리보다 짧은 주기의 센싱이 필요하다.
종래에는 모든 채널의 센싱 동작이 끝나면 마이컴이 해당 데이터를 요청하고 이때 IC가 해당 데이터를 마이컴에 전달한다. 이후 최대값, 최소값, 평균값 및 전체값을 연산하여 상위 제어기로 전달한다.
그러나, 이러한 종래의 방식은 마이컴이 모든 셀 값을 리드하고 계산해야 하므로 리드 타임이 상대적으로 많고 통신에 쓰이는 소모전력도 커지는 문제점이 있다. 그 결과, 전압변동성이 상대적으로 큰 연료전지의 빠른 상태 진단 및 조치가 어려워지고 연료전지 손상도 발생될 수 있는 문제점이 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 10-2016-0036422호(2016.04.04)의 '연료전지 스택 셀 전압 측정 시스템 및 그 방법'에 개시되어 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 각 연료전지 셀 별로 기 설정된 최대값, 최소값, 평균값 및 전체값을 측정하여 마이컴에 전달함으로써 연료전지 셀의 리드 타임 및 통신 소모 전력을 최소화한, 연료전지 스택 전압 측정 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 연료전지 스택 전압 측정 장치는 연료전지 스택 내 적어도 하나의 측정 셀 각각의 전압을 측정하고, 측정된 전압값으로부터 상기 연료전지 스택을 진단하기 위한 진단값을 검출하는 복수 개의 측정부; 및 상기 측정부로부터 상기 진단 정보를 입력받아 상위 제어기로 전달하는 마이컴을 포함하고, 상기 측정부 각각은 측정 셀 각각에 대한 진단값을 검출하여 서로 간의 연결 관계에 따라 전달 대상인 측정부와 상기 마이컴 중 어느 하나에 전달하되, 다른 측정부로부터 진단값이 전달되면 자신이 측정한 진단값과 다른 측정부로부터 전달받은 진단값을 통해 전달 대상에 전달할 진단값을 최종 검출하여 전달 대상에 전달하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 측정부는 측정 셀의 전압값으로부터 측정 셀의 진단값을 검출하는 검출부; 상기 검출부에 의해 검출된 진단값을 저장하는 저장부; 및 상기 저장부에 저장된 진단값과 다른 측정부로부터 전달받은 진단값으로 전달 대상으로 전달할 진단값을 생성하여 해당 전달 대상에 전달하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 연료전지 스택 전압 측정 장치는 연료전지 스택 내 적어도 하나의 측정 셀의 전압값으로부터 측정 셀의 진단값을 검출하는 검출부; 상기 검출부에 의해 검출된 진단값을 저장하는 저장부; 및 상기 저장부에 저장된 진단값과 다른 측정부로부터 전달받은 진단값으로 전달 대상으로 전달할 진단값을 생성하여 전달하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는 측정 셀 각각에 대한 진단값을 검출하여 서로 간의 연결 관계에 따라 전달 대상인 측정부와 마이컴 중 어느 하나에 전달하되, 다른 측정부로부터 진단값이 전달되면 자신이 측정한 진단값과 다른 측정부로부터 전달받은 진단값을 통해 전달 대상으로 전달할 진단값을 생성하여 전달 대상으로 전달하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 전달 대상에 전달하는 진단값은 상기 연료전지 스택 내 전체 셀의 전압값 중 최대값과 최소값, 상기 연료전지 스택 내 각 셀의 전압값을 평균한 평균값, 상기 연료전지 스택 내 전체 셀의 전압값을 합산한 전체값, 및 상기 연료전지 스택 내 전체 셀 중 최대값과 최소값이 각각 측정된 셀의 셀 정보와 상기 측정부의 식별정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 저장부에 저장된 진단값은 측정 셀의 전압값 중 최대값과 최소값, 측정 셀의 전압값을 평균한 평균값 및 측정 셀의 전압값을 합산한 전체값을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 제어부는 측정 셀의 전압값 중 최대값과 최소값에 대해서는, 측정 셀 중 최대값과 최소값이 각각 측정된 셀의 셀 정보와 측정부의 식별정보를 매칭시켜 전달 대상으로 전달하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 제어부는 측정 셀의 최대값과 다른 측정부로부터 전달받은 최대값을 비교하여 상대적으로 큰 최대값을 전달 대상으로 전달하고, 측정 셀의 최소값과 다른 측정부로부터 전달받은 최소값을 비교하여 상대적으로 작은 최소값을 전달 대상으로 전달하며, 측정 셀의 평균값과 다른 측정부로부터 전달받은 평균값을 평균한 평균값을 전달 대상으로 전달하며, 측정 셀의 전압값을 합산한 전체값을 전달 대상으로 전달하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 연료전지 스택 전압 측정 장치는 각 연료전지 셀 별로 기 설정된 최대값, 최소값, 평균값 및 전체값을 측정하여 마이컴에 전달함으로써 연료전지 셀의 리드 타임 및 통신 소모 전력을 최소화한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 연료전지 스택 전압 측정 장치는 전압변동성이 상대적으로 큰 연료전지에 대한 빠른 상태 진단 및 조치가 가능하도록 하여 연료전지 손상도 최소화할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택 전압 측정 장치의 블럭 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정부의 블럭 구성도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정부의 전압 측정 방식을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정부의 측정값 전달 방식을 개념적으로 나타낸 도면이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택 전압 측정 장치을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 이용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야할 것이다.
본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택 전압 측정 장치의 블럭 구성도이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정부의 블럭 구성도이며, 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정부의 전압 측정 방식을 개념적으로 나타낸 도면이며, 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정부의 측정값 전달 방식을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 1 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택 전압 측정 장치는 측정부(20) 및 마이컴(30)을 포함한다.
측정부(20)는 연료전지 스택(10) 내 셀(C)의 개수에 따라 복수 개가 설치될 수 있다.
측정부(20)는 연료전지 스택(10) 내 적어도 하나의 셀(C)과 연결되어 측정 대상이 되는 셀(이하 간단히 '측정 셀')의 전압을 측정하고, 측정된 전압값으로부터 연료전지 스택(10)을 위한 진단값을 검출한다.
진단값은 연료전지 스택(10) 내 각 셀(C)의 전압을 측정한 값으로써, 측정부(20) 자신이 측정한 자기 진단값, 및 자기 진단값과 다른 측정부(20)로부터 전달받은 다른 측정부(20)의 자기 진단값을 토대로 생성되어 전달 대상인 다른 측정부(20) 또는 마이컴(30)에 전달되는 출력 진단값으로 구분된다. 아래에는 설명의 편의를 위해 자기 진단값과 출력 진단값으로 구분하여 설명한다.
측정부(20)는 상기한 바와 같이 복수 개가 구비된다.
측정부(20)는 인접한 다른 측정부(20)와 연결되거나 마이컴(30)과 연결될 수 있다. 예컨데, 파이널 노드(final node)의 측정부(20)로부터 아래 노드의 측정부(20)로 순차적으로 연결되며 최하단 노드의 측정부(20)는 마이컴(30)과 연결된다.
측정부(20) 각각은 연료전지 스택(10) 내 측정 셀(C) 각각에 대한 출력 진단값을 검출하여 상기한 연결 관계에 따라 전달 대상인 측정부(20)와 마이컴(30) 중 어느 하나에 전달한다.
즉, 파이널 노드의 측정부(20)는 자신이 측정한 자기 진단값을 아래 노드의 측정부(20)에 전달한다.
파이널 노드 아래의 측정부(20)로부터 최하단 노드까지의 측정부(20)는 다른 인접한 측정부(20)로부터 출력 진단값을 전달받고, 이 다른 측정부(20)로부터 전달받은 출력 진단값과 자기 진단값을 이용하여 출력 진단값을 새롭게 생성한 후, 새롭게 생성된 출력 진단값을 아래 노드의 측정부(20)에 전달한다. 이때, 최하단 노드의 측정부(20)는 출력 진단값을 마이컴(30)에 전달한다.
최하단 노드의 측정부(20)는 다른 인접한 측정부(20)로부터 출력 진단값을 전달받고, 이 다른 측정부(20)로부터 전달받은 출력 진단값과 자기 진단값을 이용하여 출력 진단값을 새롭게 생성한 후, 새롭게 생성된 출력 진단값을 마이컴(30)에 전달한다.
도 2 내지 도 4 를 참조하면, 측정부(20)는 AD 컨버터(Analog Digital Converter;ADC)(21), 검출부(22), 저장부(23) 및 제어부(24)를 포함한다.
AD 컨버터(21)는 연료전지 스택(10) 내 적어도 하나의 셀(C)과 연결되어 각 셀(C)의 전압을 디지털 신호로 변환한다.
AD 컨버터(21)는 복수 개가 구비되어 각 셀(C)마다 설치되거나 한 개가 설치되어 복수 개의 셀(C)과 연결될 수도 있다. AD 컨버터(21)의 설치 개수 및 연결 방식은 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 실시예에서는 AD 컨버터(21)가 하나의 셀(C)에 연결된 것을 예시로 설명한다.
검출부(22)는 AD 컨버터(21)에 의해 디지털 신호로 변환된 전압값으로부터 측정 셀(C)의 자기 진단값을 검출한다.
자기 진단값은 상기한 바와 같이 검출부(22) 자신이 측정한 진단값이다. 검출부(22)는 적어도 하나의 AD 컨버터(21)를 통해 적어도 하나의 셀(C)과 연결된다.
자기 진단값에는 측정 셀(C)의 전압값 중 최대값과 최소값, 측정 셀(C)의 전압값을 평균한 평균값, 및 측정 셀(C)의 전압값을 합산한 전체값이 포함된다.
즉, 검출부(22)는 AD 컨버터(21)로부터 디지털 신호를 입력받고, 해당 측정 시점의 전압값을 서로 비교하여 해당 셀(C)의 최대값과 최소값을 검출한다.
또한, 검출부(22)는 해당 측정 시점에서 측정 셀(C)의 전압값을 모두 합산하여 평균값을 검출한다.
또한, 검출부(22)는 해당 측정 시점에서 측정된 상기한 전압값을 합산하여 전체값을 검출한다.
이때, 검출부(22)는 최대값과 최소값 각각에는 해당 최대값과 최소값이 검출된 셀 정보와 측정부(20)의 식별정보를 매칭시킨다. 이는 최대값과 최소값이 해당 검출부(22)와 연결된 셀(C) 중 어느 셀(C)에서 검출된 것인지를 확인하기 위함이다.
예컨데, 검출부(22)는 상기한 바와 같이 복수 개의 측정 셀(C)과 연결되어 최대값과 최소값을 검출하고, 해당 최대값과 최소값이 검출된 셀 정보와 측정부(20)의 식별정보를 매칭시킨다.
이때, 최대값과 최소값은 동일한 측정 셀(C)에서 검출될 수 있으나 서로 상이한 측정 셀(C)에서 측정될 수도 있다. 최대값과 최소값이 서로 상이한 측정 셀(C)에서 측정되는 경우, 최대값와 최소값에 매칭되는 셀 정보는 서로 상이할 수 있다. 그러나, 동일한 측정부(20)에 각 셀(C)이 연결될 수 있으므로, 셀 정보가 서로 상이하더라도 측정부(20)의 식별정보는 동일할 수 있다.
저장부(23)는 검출부(22)에 의해 검출된 자기 진단값을 저장한다.
제어부(24)는 검출부(22)를 통해 측정 셀(C)에 대한 자기 진단값을 검출하여 측정부(20) 서로 간의 연결 관계에 따라 전달 대상인 다른 측정부(20)와 마이컴(30) 중 어느 하나에 전달한다.
이때, 제어부(24)는 다른 측정부(20)로부터 출력 진단값이 전달되면 자신이 측정한 자기 진단값과 다른 측정부(20)로부터 전달받은 출력 진단값을 이용하여 전달 대상으로 전달할 출력 진단값을 새롭게 생성하고, 새롭게 생성된 출력 진단값을 전달 대상으로 전달한다.
즉, 제어부(24)는 저장부(23)에 저장된 자기 진단값을 읽어 들인다.
또한, 제어부(24)는 상기한 바와 같은 연결관계에 따라 다른 측정부(20)로부터 출력 진단값을 전달받을 수 있다.
이어 제어부(24)는 자기 진단값과 출력 진단값을 이용하여 전달 대상으로 전달할 출력 진단값을 새롭게 검출한다.
즉, 제어부(24)는 자기 진단값의 최대값과 출력 진단값의 최대값을 비교하여 이들 중 상대적으로 큰 최대값(새롭게 검출된 출력 진단값)을 전달 대상에 전달한다. 이때, 제어부(24)는 해당 최대값(새롭게 검출된 출력 진단값)이 검출된 해당 측정 셀(C)의 셀 정보와 측정부(20)의 식별정보를 해당 최대값에 매칭시킨다.
제어부(24)는 자기 진단값의 최소값과 출력 진단값의 최소값을 비교하여 이들 중 상대적으로 작은 최소값(새롭게 검출된 출력 진단값)을 전달 대상에 전달한다. 이때, 제어부(24)는 해당 최소값(새롭게 검출된 출력 진단값)이 검출된 해당 측정 셀(C)의 셀 정보와 측정부(20)의 식별정보를 해당 최소값에 매칭시킨다.
제어부(24)는 자기 진단값의 평균값과 출력 진단값의 평균값을 평균하여 평균값(출력 진단값)을 새롭게 검출한다.
제어부(24)는 자기 진단값의 전체값과 출력 진단값의 전체값을 합산하여 전체값(출력 진단값)을 새롭게 검출한다.
상기한 바와 같이 출력 진단값이 검출됨에 따라, 제어부(24)는 해당 출력 진단값을 연결 관계에 따라 전달 대상이 되는 다른 측정부(20) 또는 마이컴(30)에 전달한다.
마이컴(30)은 상기한 바와 같이 최하단 노드의 측정부(20)로부터 출력 진단값을 전달받아 상위 제어기(미도시)로 전달한다.
한편, 상기한 과정은 각 측정부(20)별로 수행된다.
이하 도 3 및 도 4 를 참조하여 진단값이 마이컴(30)에 입력되는 과정을 설명한다. 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 3개의 측정부(20)를 구비하고, 이들 측정부(20)를 최상단 노드의 측정부(20), 중간 노드의 측정부(20) 및 최하단 노드의 측정부(20)로 구분하고, 최하단 노드의 측정부(20)가 마이컴(30)과 연결되는 것을 예시로 설명한다.
최상단 노드의 측정부(20)의 동작에 대해서 설명한다.
먼저, 최상단 노드의 측정부(20)의 검출부(22)는 자기 진단값을 검출한다. 이때, 측정 셀(C)이 복수 개가 연결된 경우, 검출부(22)는 각 측정 셀(C)별로 자기 진단값을 검출할 수 있다.
저장부(23)는 검출부(22)에 의해 검출된 자기 진단값을 저장한다.
측정 셀(C)이 1개인 경우, 제어부(24)는 해당 측정 셀(C)의 자기 진단값을 중간 노드의 측정부(20)로 출력 진단값으로서 전달한다.
반면에, 측정 셀(C)이 복수 개가 구비되어 이들 측정 셀(C)별로 복수 개의 자기 진단값이 저장되어 있으면, 제어부(24)는 각 측정 셀(C)별로 검출된 자기 진단값들을 이용하여 출력 진단값을 생성하고, 생성된 출력 진단값을 전달 대상에 전달한다.
즉, 제어부(24)는 각 측정 셀(C)별로 측정된 자기 진단값 중 최대값을 서로 비교하여 상대적으로 더 큰 최대값(출력 진단값)을 검출하고, 이 최대값이 검출된 해당 측정 셀(C)의 셀 정보와 측정부(20)의 식별정보를 해당 최대값에 매칭시켜 중간 노드의 측정부(20)에 출력 진단값으로서 전달한다.
제어부(24)는 각 측정 셀(C)별로 측정된 자기 진단값 중 최소값을 서로 비교하여 상대적으로 더 작은 최소값(출력 진단값)을 검출하고, 이 최소값이 검출된 해당 측정 셀(C)의 셀 정보와 측정부(20)의 식별정보를 해당 최소값에 매칭시켜 중간 노드의 측정부(20)에 출력 진단값으로서 전달한다.
제어부(24)는 각 측정 셀(C)별로 측정된 자기 진단값의 평균값(출력 진단값)을 평균하여 중간노드의 측정부(20)에 출력 진단값으로서 전달한다.
제어부(24)는 각 측정 셀(C)별로 측정된 자기 진단값의 전체값(출력 진단값)을 합산하여 중간노드의 측정부(20)에 출력 진단값으로서 전달한다.
다음으로 중간 노드의 측정부(20)의 동작에 대해서 설명한다.
먼저, 중간 노드의 측정부(20)의 검출부(22)는 자기 진단값을 검출한다. 이때, 측정 셀(C)이 복수 개가 연결된 경우에는 검출부(22)는 각 측정 셀(C)별로 자기 진단값을 검출할 수 있다.
저장부(23)는 검출부(22)에 의해 검출된 자기 진단값을 저장한다.
측정 셀(C)이 1개인 경우, 제어부(24)는 해당 측정 셀(C)의 자기 진단값과 파이널 노드로부터 전달받은 출력 진단값을 이용하여 출력 진단값을 새롭게 생성하여 최하단 노드에 전달한다.
즉, 제어부(24)는 해당 측정 셀(C)의 자기 진단값의 최대값과 출력 진단값의 최대값을 서로 비교하여 상대적으로 더 큰 최대값(출력 진단값)을 검출하고, 이 최대값이 검출된 해당 측정 셀(C)의 셀 정보와 측정부(20)의 식별정보를 해당 최대값에 매칭시켜 중간 노드의 측정부(20)에 출력 진단값으로서 전달한다.
제어부(24)는 해당 측정 셀(C)의 자기 진단값의 최소값과 출력 진단값의 최소값을 서로 비교하여 상대적으로 더 작은 최소값(출력 진단값)을 검출하고, 이 최소값이 검출된 해당 측정 셀(C)의 셀 정보와 측정부(20)의 식별정보를 해당 최소값에 매칭시켜 중간 노드의 측정부(20)에 출력 진단값으로서 전달한다.
제어부(24)는 해당 측정 셀(C)의 자기 진단값의 평균값과 출력 진단값의 평균값을 평균하여 평균값(출력 진단값)을 생성하고, 이 평균값을 중간노드의 측정부(20)에 출력 진단값으로서 전달한다.
제어부(24)는 각 측정 셀(C)의 자기 진단값의 전체값과 출력 진단값의 전체값을 합산하여 전체값(출력 진단값)을 생성하고, 이 전체값을 중간노드의 측정부(20)에 출력 진단값으로서 전달한다.
한편, 중간 노드의 측정부(20)에 복수 개의 측정 셀(C)이 연결되어 이들 복수 개의 측정 셀(C)별로 복수 개의 자기 진단값이 저장되어 있으면, 제어부(24)는 각 측정 셀(C)별로 측정된 자기 진단값 중 최대값을 서로 비교하여 상대적으로 더 큰 최대값(자기 진단값)을 검출하고, 이 최대값이 검출된 해당 측정 셀(C)의 셀 정보와 측정부(20)의 식별정보를 해당 최대값에 매칭시킨다.
제어부(24)는 각 측정 셀(C)별로 측정된 자기 진단값 중 최소값을 서로 비교하여 상대적으로 더 작은 최소값(자기 진단값)을 검출하고, 이 최소값이 검출된 해당 측정 셀(C)의 셀 정보와 측정부(20)의 식별정보를 해당 최소값에 매칭시킨다.
제어부(24)는 각 측정 셀(C)별로 측정된 자기 진단값의 평균값(자기 진단값)을 평균하여 평균값(자기 진단값)을 새롭게 생성한다.
제어부(24)는 각 측정 셀(C)별로 측정된 자기 진단값의 전체값(자기 진단값)을 합산하여 전체값(자기 진단값)을 새롭게 생성한다.
이어 제어부(24)는 상기한 바와 같이 새롭게 생성된 자기 진단값과 파이널 노드로부터 전달받은 출력 진단값을 이용하여 출력 진단값을 새롭게 생성하여 최하단 노드에 전달한다.
즉, 제어부(24)는 새롭게 생성된 자기 진단값의 최대값과 출력 진단값의 최대값을 서로 비교하여 상대적으로 더 큰 최대값(출력 진단값)을 검출하고, 이 최대값이 검출된 해당 측정 셀(C)의 셀 정보와 측정부(20)의 식별정보를 해당 최대값에 매칭시켜 중간 노드의 측정부(20)에 출력 진단값으로서 전달한다.
제어부(24)는 새롭게 생성된 자기 진단값의 최소값과 출력 진단값의 최소값을 서로 비교하여 상대적으로 더 작은 최소값(출력 진단값)을 검출하고, 이 최소값이 검출된 해당 측정 셀(C)의 셀 정보와 측정부(20)의 식별정보를 해당 최소값에 매칭시켜 중간 노드의 측정부(20)에 출력 진단값으로서 전달한다.
제어부(24)는 새롭게 생성된 자기 진단값의 평균값과 출력 진단값의 평균값을 평균하여 평균값(출력 진단값)을 생성하고, 이 평균값을 중간노드의 측정부(20)에 출력 진단값으로서 전달한다.
제어부(24)는 새롭게 생성된 자기 진단값의 전체값과 출력 진단값의 전체값을 합산하여 전체값(출력 진단값)을 생성하고, 이 평균값을 중간노드의 측정부(20)에 출력 진단값으로서 전달한다.
마지막으로, 최하단 노드의 측정부(20)는 중간 노드의 측정부(20)와 그 동작이 동일하다. 다만, 최하단 노드는 중간 노드로부터 출력 진단값을 전달받으며, 최종적으로 생성된 출력 진단값을 마이컴(30)에 전달한다.
즉, 최하단 노드의 측정부(20)는 그 연결 관계에 따라 중간 노드의 측정부(20)로부터 출력 진단값을 전달받고, 이 출력 진단값과 자신이 측정한 자기 진단값을 통해 최종적으로 출력 진단값을 생성하여 마이컴(30)에 전달한다. 이러한 최하단 노드의 측정부(20)의 동작은 중간 노드의 측정부(20)와 그 입출력되는 정보에서만 상이하고 그 구체적인 동작 과정은 동일하므로, 최하단 노드의 측정부(20)의 동작에 대해서는 그 상세한 설명을 생략한다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택의 전압 측정 장치는 각 연료전지 셀(C)별로 기 설정된 최대값, 최소값, 평균값 및 전체값을 측정하여 마이컴(30)에 전달함으로써 연료전지 셀(C)의 리드 타임 및 통신 소모 전력을 최소화한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택 전압 측정 장치는 전압변동성이 상대적으로 큰 연료전지에 대한 빠른 상태 진단 및 조치가 가능하도록 하여 연료전지 손상도 최소화할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.
10: 연료전지 스택
20:측정부
21: AD 컨버터
22:검출부
23: 저장부
24: 제어부
30: 마이컴

Claims (7)

  1. 연료전지 스택 내 적어도 하나의 측정 셀 각각의 전압을 측정하고, 측정된 전압값으로부터 상기 연료전지 스택을 진단하기 위한 진단값을 검출하는 복수 개의 측정부; 및
    상기 측정부로부터 상기 진단값을 입력받아 상위 제어기로 전달하는 마이컴을 포함하고,
    상기 복수 개의 측정부 중 적어도 일부 각각은 측정 셀 각각에 대한 진단값을 검출하여 서로 간의 연결 관계에 따라 전달 대상인 측정부에 전달하되, 다른 측정부로부터 진단값이 전달되면 자신이 측정한 진단값과 다른 측정부로부터 전달받은 진단값을 통해 전달 대상에 전달할 진단값을 최종 검출하여 전달 대상에 전달하고,
    상기 복수 개의 측정부 중 적어도 하나는 측정 셀 각각에 대한 진단값을 검출하여 서로 간의 연결 관계에 따라 전달 대상인 상기 마이컴에 전달하되, 다른 측정부로부터 진단값이 전달되면 자신이 측정한 진단값과 다른 측정부로부터 전달받은 진단값을 통해 전달 대상에 전달할 진단값을 최종 검출하여 전달 대상에 전달하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 전압 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 측정부는
    측정 셀의 전압값으로부터 측정 셀의 진단값을 검출하는 검출부;
    상기 검출부에 의해 검출된 진단값을 저장하는 저장부; 및
    상기 저장부에 저장된 진단값과 다른 측정부로부터 전달받은 진단값으로 전달 대상으로 전달할 진단값을 생성하여 해당 전달 대상에 전달하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 전압 측정 장치.
  3. 연료전지 스택 내 적어도 하나의 측정 셀의 전압값으로부터 측정 셀의 진단값을 검출하는 검출부;
    상기 검출부에 의해 검출된 진단값을 저장하는 저장부; 및
    상기 저장부에 저장된 진단값과 다른 측정부로부터 전달받은 진단값으로 전달 대상으로 전달할 진단값을 생성하여 전달하는 제어부를 포함하되,
    상기 제어부는 측정 셀 각각에 대한 진단값을 검출하여 서로 간의 연결 관계에 따라 전달 대상인 측정부에 전달하되, 다른 측정부로부터 진단값이 전달되면 자신이 측정한 진단값과 다른 측정부로부터 전달받은 진단값을 통해 전달 대상으로 전달할 진단값을 생성하여 전달 대상으로 전달하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 전압 측정 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 전달 대상에 전달하는 진단값은
    상기 연료전지 스택 내 전체 셀의 전압값 중 최대값과 최소값, 상기 연료전지 스택 내 각 셀의 전압값을 평균한 평균값, 상기 연료전지 스택 내 전체 셀의 전압값을 합산한 전체값, 및 상기 연료전지 스택 내 전체 셀 중 최대값과 최소값이 각각 측정된 셀의 셀 정보와 상기 측정부의 식별정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 전압 측정 장치.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 저장부에 저장된 진단값은
    측정 셀의 전압값 중 최대값과 최소값, 측정 셀의 전압값을 평균한 평균값 및 측정 셀의 전압값을 합산한 전체값을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 전압 측정 장치.
  6. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 제어부는
    측정 셀의 전압값 중 최대값과 최소값에 대해서는, 측정 셀 중 최대값과 최소값이 각각 측정된 셀의 셀 정보와 측정부의 식별정보를 매칭시켜 전달 대상으로 전달하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 전압 측정 장치.
  7. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 제어부는
    측정 셀의 최대값과 다른 측정부로부터 전달받은 최대값을 비교하여 상대적으로 큰 최대값을 전달 대상으로 전달하고, 측정 셀의 최소값과 다른 측정부로부터 전달받은 최소값을 비교하여 상대적으로 작은 최소값을 전달 대상으로 전달하며, 측정 셀의 평균값과 다른 측정부로부터 전달받은 평균값을 평균한 평균값을 전달 대상으로 전달하며, 측정 셀의 전압값을 합산한 전체값을 전달 대상으로 전달하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 전압 측정 장치.
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