KR102435075B1 - 수소 디스펜서 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수소 디스펜서 장치에 관한 것으로, 수소 디스펜서 장치에서 수소 차량에 수소를 충전하기 위하여 공급할 수소를 저장하는 수소 공급부; 상기 수소 차량에 수소를 충전하거나 상기 수소 디스펜서 장치의 자가 검사를 위한 수소 공급 호스의 끝에 부착된 노즐에 연결되는 리셉터클; 상기 노즐에 형성된 적외선 단자의 표면 상태를 검사하거나, 상기 노즐에 형성된 적외선 단자가 정상적으로 통신이 가능한 상태인지 검사하는 적외선 체크부; 상기 수소 디스펜서 장치의 리셉터클에 연결된 노즐을 통해 공급되는 수소를 회수하여 저장하는 수소 회수부; 상기 수소 공급부에서 공급하는 수소 또는 수소 회수부에서 공급하는 수소를 선택적으로 상기 수소 공급 호스에 출력하기 위한 수소 선택부; 및 지정된 상황에 대응하여, 상기 수소 디스펜서 장치의 내부 구성요소에 대한 상태를 체크하거나 제어하는 제어부;를 포함한다.

Description

수소 디스펜서 장치 및 그 제어 방법{HYDROGEN DISPENSER APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 수소 디스펜서 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수소 연료전지 차량(또는 수소 차량)의 충전을 위한 수소 디스펜서 장치에서 자체적으로 고장 시험을 수행하고, 상기 고장 시험에 사용된 수소 가스를 회수하여 차량 충전용 호스에 있는 공기를 배출하기 위한 용도로 사용할 수 있도록 하는, 수소 디스펜서 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 수소 연료전지 차량은 연료전지 스택을 차량의 주 동력원으로 이용하는 차량으로서, 연료전지 스택에서 생성된 전기에너지로 전기모터를 구동하여 주행한다. 연료전지 스택은 수소 탱크를 포함하는 수소공급장치에 의해 공급되는 연료 가스인 수소와, 블로워나 압축기를 포함하는 공기공급장치에 의해 공급되는 산화제 가스인 공기 중 산소를 전기화학 반응시켜 전기에너지를 생성한다.
이러한 수소 연료전지 차량에서는 연료인 수소를 안전하고 콤팩트(compact)하게 저장하는 것이 중요한데, 차량의 주행거리 증대와 안전성을 모두 만족하는 다양한 수소 저장 기술이 개발되어 왔다. 이 중에 경량 및 고강도이면서도 고압에도 견딜 수 있는 수소 탱크에 수소를 충전하여 사용하는 것이 일반적이며, 승차 공간의 확보와 충분한 주행거리 확보를 위해 350bar나 700bar 사양과 같이 수소를 고압으로 충전할 수 있는 수소 탱크를 널리 사용하고 있다.
이와 같이 수소 연료전지 차량은 수소를 연료로 사용하므로 수소를 저장하기 위한 수소 저장 시스템이 필수적으로 탑재되어야 하고, 현재 상용화 수준에서 가장 높은 700bar의 고압 수소 저장 시스템이 전 세계적으로 탑재되고 있는 추세이다. 상기 수소 연료전지 차량은 주기적으로 충전소에서 수소를 충전하는데, 이때 수소를 고압 상태로 가압하여 차량의 수소 탱크에 충전하게 된다.
이때, 700bar의 고압 수소 저장 시스템에서는 충전 시 최대 875bar까지 수소 압력이 올라가며, 온도는 최대 85℃까지 허용된다.
또한, 수소 충전 시 안전성을 확보하기 위해 수소 충전 속도를 제어해야 하는데, 이를 위해 키 오프(Key-Off) 상태에서 충전 동안 충전소와 차량 간에 통신을 하고, 통신을 통해 차량에서 측정된 수소 저장 시스템 내 압력이나 온도 등의 데이터를 충전소(또는 수소 디스펜서)로 제공한다. 이때, 충전소(또는 수소 디스펜서)와 차량 간에 유선 또는 무선 통신이 이루어질 수 있으나, 최근에는 무선 통신 프로토콜인 SAE J2799에서 제정된 적외선(IR : Infrared Ray) 통신을 적용하고 있는 추세이다.
또한, 수소 충전 중에는 차량 발진으로 인해 운전자나 승객, 충전소 직원이 위험해지는 것을 방지하기 위하여 차량 시동을 제한하고 있으며, 이에 차량에서 충전 상황임을 감지하는 기술이 필요하다. 이에 대해 좀 더 설명하면, 현재 상용 가능한 수소 연료전지 차량의 수소 저장 방식은 고압 수소 저장 방식이 유일한 상황이며, 충전소(또는 수소 디스펜서)와 차량의 수소 저장 시스템 간 차압을 이용하여 고압 수소를 충전한다.
이와 같이 수소를 고압으로 충전하기 위해 충전소와 차량 사이에는 고압의 수소를 이송시키기 위한 경로를 가지게 되는데, 충전 과정에서 차량의 수소 충전구인 리셉터클과 충전소(또는 수소 디스펜서)의 노즐을 체결하는 과정을 거치게 되고, 정확히 체결이 이루어지면 고압의 수소가 충전소의 디스펜서에서 고압 호스, 노즐, 리셉터클을 통해 차량의 수소 저장 시스템으로 흐르게 된다.
따라서 수소 연료전지 차량(또는 수소 차량)의 충전을 위한 수소 디스펜서 장치에서 자체적으로 고장 시험(예 : 수소 누출, IR 통신 등)을 수행하여 안전성을 검증할 필요가 있는 상황이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2019-0041576호(2019.04.23. 공개, 연료전지 차량의 수소 충전 감지 장치 및 방법)에 개시되어 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 수소 연료전지 차량(또는 수소 차량)의 충전을 위한 수소 디스펜서 장치에서 자체적으로 고장 시험을 수행하고, 상기 고장 시험에 사용된 수소 가스를 회수하여 차량 충전용 호스에 있는 공기를 배출하기 위한 용도로 사용할 수 있도록 하는, 수소 디스펜서 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 수소 디스펜서 장치는, 수소 디스펜서 장치에서 수소 차량에 수소를 충전하기 위하여 공급할 수소를 저장하는 수소 공급부; 상기 수소 차량에 수소를 충전하거나 상기 수소 디스펜서 장치의 자가 검사를 위한 수소 공급 호스의 끝에 부착된 노즐에 연결되는 리셉터클; 상기 노즐에 형성된 적외선 단자의 표면 상태를 검사하거나, 상기 노즐에 형성된 적외선 단자가 정상적으로 통신이 가능한 상태인지 검사하는 적외선 체크부; 상기 수소 디스펜서 장치의 리셉터클에 연결된 노즐을 통해 공급되는 수소를 회수하여 저장하는 수소 회수부; 상기 수소 공급부에서 공급하는 수소 또는 수소 회수부에서 공급하는 수소를 선택적으로 상기 수소 공급 호스에 출력하기 위한 수소 선택부; 및 지정된 상황에 대응하여, 상기 수소 디스펜서 장치의 내부 구성요소에 대한 상태를 체크하거나 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 수소 차량에 수소를 충전하는 동안 차량과의 통신을 통해 차량에서 측정된 수소 저장 시스템 내 압력이나 온도를 포함한 데이터를 상기 수소 디스펜서 장치에 제공함으로써 수소 충전 속도를 제어할 수 있도록 하는 적외선 통신부; 및 상기 수소 디스펜서 장치에 연결된 호스가 외부의 강제적인 힘에 의해 분리될 경우 수소 공급을 자동으로 차단시키는 브레이크 어웨이;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부의 제어에 따라, 상기 노즐에서 상기 리셉터클을 통해 공급되는 고압의 수소를 상기 수소 회수부에 회수하기 위하여 압력을 조절하는 압력 조절부; 및 상기 수소 회수부에 수소를 회수하기 위하여 압력을 조절하는 과정에서 상승되는 온도를 낮추기 위한 냉각부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부의 제어에 따라, 상기 수소 차량에 수소를 충전하거나, 상기 수소 디스펜서 장치에서 자가 검사를 수행할 때, 수소 충전 상태나 자가 검사 결과를 출력하기 위한 정보 출력부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 지정된 상황은, 수소 차량에 수소를 충전하는 상황, 및 수소의 공급에 이상이 없는지 자가 검사를 수행하는 상황을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 수소 차량에 수소를 충전하거나, 상기 수소 디스펜서 장치의 자가 검사를 수행할 때, 호스 내부에 포함되어 있는 공기를 배출시키기 위하여, 상기 수소 선택부를 통해 상기 수소 회수부에 저장되어 있는 수소를 선택하여 사용하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 수소 디스펜서 장치의 제어 방법은, 수소 디스펜서 장치의 제어부가 노즐이 상기 수소 디스펜서 장치의 리셉터클에 연결되는지 체크하는 단계; 상기 체크 결과, 상기 노즐이 상기 수소 디스펜서 장치의 리셉터클에 연결된 경우, 상기 제어부가 적외선 체크부(150)를 통해 상기 노즐에 형성된 적외선 단자의 표면 상태를 검사하거나, 상기 노즐에 형성된 적외선 단자를 통해 정상적으로 통신이 가능한 상태인지에 대한 자가 검사를 수행하는 단계; 상기 제어부가 수소 회수부에 저장되어 있는 수소 또는 수소 공급부에 저장되어 있는 수소를 선택하여 상기 수소 디스펜서 장치의 리셉터클에 공급하여 기밀성에 대한 자가 검사를 수행하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 자가 검사에 사용된 수소를 상기 수소 회수부에 회수하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부가 상기 노즐에서 상기 수소 디스펜서 장치의 리셉터클에 수소를 공급하기 전, 수소 선택부를 통해 상기 수소 회수부에 저장되어 있는 수소를 선택하여 호스 내부에 포함되어 있는 공기를 배출시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 체크 결과, 상기 노즐이 수소 차량의 리셉터클에 연결되는 경우, 상기 제어부가, 상기 수소 선택부를 통해 수소 공급부에 저장되어 있는 수소를 선택하여 상기 수소 차량에 수소를 충전시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 노즐이 수소 차량의 리셉터클에 연결되는 경우, 상기 제어부가, 상기 노즐에서 상기 수소 차량의 리셉터클에 수소를 공급하기 전, 상기 수소 선택부를 통해 수소 회수부에 저장되어 있는 수소를 선택하여 호스 내부에 포함되어 있는 공기를 배출시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 자가 검사에 사용된 수소를 상기 수소 회수부에 회수하는 단계에서, 상기 제어부가 압력 조절부를 통해, 상기 노즐에서 상기 리셉터클을 통해 공급되는 고압의 수소의 압력을 조절하는 단계; 및 상기 제어부가 냉각부를 통해, 상기 수소 회수부에 수소를 회수하기 위하여 압력을 조절하는 과정에서 상승되는 온도를 낮추는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 수소 디스펜서 장치를 통해 수소 차량에 수소를 충전하거나, 상기 수소 디스펜서 장치에서 자가 검사를 수행할 경우, 상기 제어부가 정보 출력부를 통해, 수소 충전 상태나 자가 검사 결과를 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 수소 연료전지 차량(또는 수소 차량)의 충전을 위한 수소 디스펜서 장치에서 자체적으로 고장 시험을 수행하고, 상기 고장 시험에 사용된 수소 가스를 회수하여 차량 충전용 호스에 있는 공기를 배출하기 위한 용도로 사용할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 디스펜서 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수소 디스펜서 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수소 디스펜서 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 수소 디스펜서 장치 및 그 제어 방법의 일 실시예를 설명한다.
이 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 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하는, 본 실시예에 따른 수소 디스펜서 장치는, 수소 연료전지 차량(또는 수소 차량)에 수소를 충전하기 위하여 수소를 공급하는 장치로서 작동하면서, 동시에 수소의 공급에 이상이 없는지 자가 검사를 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 디스펜서 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 수소 디스펜서 장치(100)는, 수소 공급부(110), 적외선(IR) 통신부(120), 수소 선택부(130), 브레이크 어웨이(140), 리셉터클(RCT), 적외선(IR) 체크부(150), 수소 회수부(160), 및 제어부(190)를 포함한다.
상기 수소 공급부(110)는 수소 연료전지 차량(또는 수소 차량)에 수소를 충전하기 위하여 공급할 수소(예 : 수소1)를 저장한다.
상기 수소 선택부(130)는 상기 수소 공급부(110)에서 공급하는 수소(예 : 수소1) 또는 상기 수소 회수부(160)에서 공급하는 수소(예 : 수소2)를 선택적으로 출력한다.
상기 적외선(IR) 통신부(120)는 수소를 충전하는 동안 차량과의 통신을 통해 차량에서 측정된 수소 저장 시스템 내 압력이나 온도 등의 데이터를 상기 수소 디스펜서 장치(100)로 제공함으로써 수소 충전 속도를 제어할 수 있도록 한다.
상기 브레이크 어웨이(140)는 수소 디스펜서 장치(100)에 연결된 호스가 외부의 강제적인 힘에 의해 분리될 경우 수소 공급을 자동으로 차단시키는 안전장치이다.
그리고 상기 호스의 끝에는 노즐(또는 수소 노즐)이 부착되어 수소 연료전지 차량(또는 수소 차량)의 리셉터클(미도시)에 연결되어 수소를 충전한다. 또한 상기 호스의 끝에 부착되는 노즐(또는 수소 노즐)은 본 실시예에 따른 수소 디스펜서 장치(100)의 리셉터클(RCT)에도 연결될 수 있으며, 이에 따라 수소 디스펜서 장치(100)에서 자체적으로 고장 시험(예 : 수소 누출, IR 통신 등)을 수행할 수 있도록 한다.
상기 적외선(IR) 체크부(150)는 상기 노즐(또는 수소 노즐)에 형성된 적외선(IR) 단자의 표면 상태를 검사하거나(예 : 수소 차량에 수소를 충전할 때 낮은 온도로 인해 적외선(IR)가 리셉터클의 적외선(IR) 단자에 부착되기 때문에 수소 충전 완료 후 노즐을 제거할 때 상기 부착되었던 적외선(IR) 단자를 강제로 탈착시키는 과정에서 단자의 표면이나 단자 자체가 손상되는 문제점이 있음), 상기 노즐(또는 수소 노즐)에 형성된 적외선(IR) 단자를 통해 상기 적외선(IR) 통신부(120)와 통신을 수행하여 정상적으로 통신이 가능한 상태인지를 검사한다.
상기 적외선(IR) 체크부(150)의 검사 결과를 상기 제어부(190)에 전달된다.
상기 수소 회수부(160)는 본 실시예에 따른 수소 디스펜서 장치(100)의 리셉터클(RCT)을 통해 공급되는 수소를 회수하여 저장한다. 이 때 상기 수소 공급부(110)에서 공급하는 수소와 상기 수소 회수부(160)를 통해 회수되는 수소의 양을 비교하여 수소가 누출되는지 여부를 체크할 수 있다.
다만, 상기 수소 회수부(160)에 수소를 회수하여(공급받아) 저장하기 위해서는 압력을 조절하거나 온도를 조절하기 위한 장치(예 : 압력 조절부, 냉각부)가 부가적으로 구비되어야 한다(도 2 참조).
여기서 상기 수소 공급부(110)와 상기 수소 회수부(160)는 본 실시예에 따른 상기 수소 디스펜서 장치(100)의 내부에 포함될 수 있으며, 또는 외부에 별도의 저장 용기(또는 저장 탱크)로 구현될 수 있다.
상기 제어부(190)는 상황(예 : 수소 차량에 수소를 충전하는 상황, 수소의 공급에 이상이 없는지 자가 검사를 수행하는 상황)에 따라, 상기 수소 디스펜서 장치(100)의 모든 구성요소(예 : 수소 공급부, 수소 선택부, IR 통신부, 브레이크 어웨이, 리셉터클, IR 체크부, 수소 회수부 등)를 제어하거나 상태를 체크한다.
이를 위하여 도면에는 구체적으로 도시되어 있지 않지만, 상기 수소 디스펜서 장치(100)에는 상태를 체크하기 위한 복수의 센서(예 : 온도 센서, 압력 센서 등)(미도시)를 포함하고, 상기 제어부(190)가 상기 센서(미도시)로부터 센싱 정보를 수신하여 상기 수소 디스펜서 장치(100)의 모든 구성요소(예 : 수소 공급부, 수소 선택부, IR 통신부, 브레이크 어웨이, 리셉터클, IR 체크부, 수소 회수부 등)의 상태를 체크하여 제어에 이용할 수 있다. 예컨대 자가 검사 결과를 출력하거나 자가 검사 결과 이상이 발생할 경우 수소의 공급을 차단할 수 있다.
또한 상기 제어부(190)는 수소 연료전지 차량(또는 수소 차량)의 리셉터클(미도시)에 연결되어 수소를 충전하거나, 본 실시예에 따른 수소 디스펜서 장치(100)의 리셉터클(RCT)에도 연결되어 자가 검사를 수행할 때, 호스 내부에 포함되어 있는 공기를 배출(또는 벤팅)시키기 위하여 상기 수소 선택부(130)를 제어한다.
예컨대 상기 제어부(190)는 호스 내부에 포함되어 있는 공기를 배출(또는 벤팅)시키기 위하여, 상기 수소 선택부(130)를 통해 상기 수소 회수부(160)에 저장(회수)되어 있는 수소(예 : 수소2)를 선택하여 사용함으로써, 상기 수소 공급부(110)에 저장된 수소(예 : 수소1)의 낭비를 방지할 수 있도록 한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수소 디스펜서 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 수소 디스펜서 장치(100)는, 상기 도 1에 있어서, 압력 조절부(170), 냉각부(180), 및 정보 출력부(200)를 더 포함한다. 따라서 상기 도 1에 도시된 중복 구성요소에 대한 설명은 생략한다.
상기 압력 조절부(170)는, 상기 제어부(190)의 제어에 따라, 노즐(또는 수소 노즐)에서 리셉터클(RCT)을 통해 공급되는 고압의 수소를 수소 회수부(160)에 회수(저장)하기 위하여 압력을 조절한다.
상기 냉각부(180)는, 상기 제어부(190)의 제어에 따라, 상기 수소 회수부(160)에 수소를 회수(저장)하기 위하여 압력을 조절하는 과정에서 상승되는 온도를 낮추기 위해서 냉각시킨다.
상기 정보 출력부(200)는, 상기 제어부(190)의 제어에 따라, 상기 수소 연료전지 차량(또는 수소 차량)에 수소를 충전하거나, 상기 수소 디스펜서 장치(100)에서 자가 검사를 수행할 때, 수소 충전 상태나 자가 검사 결과를 출력한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수소 디스펜서 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 제어부(190)는 노즐이 수소 디스펜서 장치(100)의 리셉터클(RCT)에 연결되는지 체크한다(S101).
상기 체크(S101) 결과, 노즐이 수소 디스펜서 장치(100)의 리셉터클(RCT)에 연결된 경우(S101의 예), 상기 제어부(190)는 적외선(IR) 체크부(150)를 통해 상기 노즐(또는 수소 노즐)에 형성된 적외선(IR) 단자의 표면 상태를 검사하거나, 상기 노즐(또는 수소 노즐)에 형성된 적외선(IR) 단자를 통해 상기 적외선(IR) 통신부(120)와 통신을 수행하여 정상적으로 통신이 가능한 상태인지에 대한 자가 검사를 수행한다(S102).
또한 상기 제어부(190)는 상기 노즐에서 상기 수소 디스펜서 장치(100)의 리셉터클(RCT)에 수소를 공급하기 전에 호스 내부에 포함되어 있는 공기를 배출(또는 벤팅)시키기 위하여, 즉, 상기 수소 선택부(130)를 통해 상기 수소 회수부(160)에 저장(회수)되어 있는 수소(예 : 수소2)를 선택하여 호스 내부에 포함되어 있는 공기를 배출(또는 벤팅)시킨다(S103).
또한 상기 제어부(190)는 상기 수소 회수부(160)에 저장(회수)되어 있는 수소(예 : 수소2), 또는 상기 수소 공급부(110)에 저장되어 있는 수소(예 : 수소1, 즉, 차량 충전용 수소)를 이용하여 호스를 통해 수소를 공급함으로써 기밀성(수소 누출 여부)에 대한 자가 검사를 수행한다(S104).
아울러 상기 제어부(190)는 상기 자가 검사에 사용된 수소(즉, 수소2 또는 수소1)를 상기 수소 회수부(160)에 저장한다(S105).
이 때 상기 수소 회수부(160)는 상기 수소 디스펜서 장치(100)의 내부나 외부에 형성될 수 있다. 상기 수소 회수부(160)에 저장(회수)된 수소는 목적(예 : 자가 검사, 공기 벤팅 등)에 따라 재사용 될 수 있다.
한편 상기 체크(S101) 결과, 노즐이 수소 차량(미도시)의 리셉터클(RCT)에 연결된 경우(S101의 아니오), 상기 제어부(190)는 상기 노즐에서 상기 수소 차량(미도시)의 리셉터클(RCT)에 수소를 공급하기 전에 호스 내부에 포함되어 있는 공기를 배출(또는 벤팅)시키기 위하여, 즉, 상기 수소 선택부(130)를 통해 상기 수소 회수부(160)에 저장(회수)되어 있는 수소(예 : 수소2)를 선택하여 호스 내부에 포함되어 있는 공기를 배출(또는 벤팅)시킨다(S106).
또한 상기 제어부(190)는 상기 수소 공급부(110)에 저장되어 있는 수소(예 : 수소1, 즉, 차량 충전용 수소)를 이용하여 호스를 통해 수소를 공급함으로써 상기 수소 차량(미도시)에 수소를 충전한다(S107).
상기와 같이 본 실시예는 수소 연료전지 차량(또는 수소 차량)의 충전을 위한 수소 디스펜서 장치에서 자체적으로 고장 시험(예 : 수소 누출, IR 통신 등)을 수행하여 안전성을 검증할 수 있는 효과가 있다. 또한 상황에 따라 수소 회수부에 저장(회수)되어 있는 수소를 선택하여 사용함으로써, 상기 수소 공급부에 저장된 수소의 낭비를 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다. 또한 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 프로그래밍 가능한 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.
100 : 수소 디스펜서 장치 110 : 수소 공급부
120 : 적외선(IR) 통신부 130 : 수소 선택부
140 : 브레이크 어웨이 150 : 적외선(IR) 체크부
160 : 수소 회수부 170 : 압력 조절부
180 : 냉각부 190 : 제어부
200 : 정보 출력부 RCT : 리셉터클

Claims (12)

  1. 수소 디스펜서 장치에서 수소 차량에 수소를 충전하기 위하여 공급할 수소를 저장하는 수소 공급부;
    상기 수소 차량에 수소를 충전하거나 상기 수소 디스펜서 장치의 자가 검사를 위한 수소 공급 호스의 끝에 부착된 노즐에 연결되는 리셉터클;
    상기 노즐에 형성된 적외선 단자의 표면 상태를 검사하거나, 상기 노즐에 형성된 적외선 단자가 정상적으로 통신이 가능한 상태인지 검사하는 적외선 체크부;
    상기 수소 디스펜서 장치의 리셉터클에 연결된 노즐을 통해 공급되는 수소를 회수하여 저장하는 수소 회수부;
    상기 수소 공급부에서 공급하는 수소 또는 수소 회수부에서 공급하는 수소를 선택적으로 상기 수소 공급 호스에 출력하기 위한 수소 선택부; 및
    지정된 상황에 대응하여, 상기 수소 디스펜서 장치의 내부 구성요소에 대한 상태를 체크하거나 제어하는 제어부;를 포함하되,
    상기 제어부는,
    수소 차량에 수소를 충전하거나, 상기 수소 디스펜서 장치의 자가 검사를 수행할 때,
    호스 내부에 포함되어 있는 공기를 배출시키기 위하여,
    상기 수소 선택부를 통해 상기 수소 회수부에 저장되어 있는 수소를 선택하여 사용하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 수소 디스펜서 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 수소 차량에 수소를 충전하는 동안 차량과의 통신을 통해 차량에서 측정된 수소 저장 시스템 내 압력이나 온도를 포함한 데이터를 상기 수소 디스펜서 장치에 제공함으로써 수소 충전 속도를 제어할 수 있도록 하는 적외선 통신부; 및
    상기 수소 디스펜서 장치에 연결된 호스가 외부의 강제적인 힘에 의해 분리될 경우 수소 공급을 자동으로 차단시키는 브레이크 어웨이;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 디스펜서 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제어부의 제어에 따라,
    상기 노즐에서 상기 리셉터클을 통해 공급되는 고압의 수소를 상기 수소 회수부에 회수하기 위하여 압력을 조절하는 압력 조절부; 및
    상기 수소 회수부에 수소를 회수하기 위하여 압력을 조절하는 과정에서 상승되는 온도를 낮추기 위한 냉각부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 디스펜서 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제어부의 제어에 따라,
    상기 수소 차량에 수소를 충전하거나, 상기 수소 디스펜서 장치에서 자가 검사를 수행할 때, 수소 충전 상태나 자가 검사 결과를 출력하기 위한 정보 출력부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 디스펜서 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 지정된 상황은,
    수소 차량에 수소를 충전하는 상황, 및 수소의 공급에 이상이 없는지 자가 검사를 수행하는 상황을 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 디스펜서 장치.
  6. 삭제
  7. 수소 디스펜서 장치의 제어부가 노즐이 상기 수소 디스펜서 장치의 리셉터클에 연결되는지 체크하는 단계;
    상기 체크 결과, 상기 노즐이 상기 수소 디스펜서 장치의 리셉터클에 연결된 경우, 상기 제어부가 적외선 체크부(150)를 통해 상기 노즐에 형성된 적외선 단자의 표면 상태를 검사하거나, 상기 노즐에 형성된 적외선 단자를 통해 정상적으로 통신이 가능한 상태인지에 대한 자가 검사를 수행하는 단계;
    상기 제어부가 수소 회수부에 저장되어 있는 수소 또는 수소 공급부에 저장되어 있는 수소를 선택하여 상기 수소 디스펜서 장치의 리셉터클에 공급하여 기밀성에 대한 자가 검사를 수행하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 자가 검사에 사용된 수소를 상기 수소 회수부에 회수하는 단계;를 포함하되,
    상기 제어부가 상기 노즐에서 상기 수소 디스펜서 장치의 리셉터클에 수소를 공급하기 전, 수소 선택부를 통해 상기 수소 회수부에 저장되어 있는 수소를 선택하여 호스 내부에 포함되어 있는 공기를 배출시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 디스펜서 장치의 제어 방법.
  8. 삭제
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 체크 결과, 상기 노즐이 수소 차량의 리셉터클에 연결되는 경우,
    상기 제어부가,
    상기 수소 선택부를 통해 수소 공급부에 저장되어 있는 수소를 선택하여 상기 수소 차량에 수소를 충전시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 디스펜서 장치의 제어 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 노즐이 수소 차량의 리셉터클에 연결되는 경우,
    상기 제어부가,
    상기 노즐에서 상기 수소 차량의 리셉터클에 수소를 공급하기 전,
    상기 수소 선택부를 통해 수소 회수부에 저장되어 있는 수소를 선택하여 호스 내부에 포함되어 있는 공기를 배출시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 디스펜서 장치의 제어 방법.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 자가 검사에 사용된 수소를 상기 수소 회수부에 회수하는 단계에서,
    상기 제어부가 압력 조절부를 통해, 상기 노즐에서 상기 리셉터클을 통해 공급되는 고압의 수소의 압력을 조절하는 단계; 및
    상기 제어부가 냉각부를 통해, 상기 수소 회수부에 수소를 회수하기 위하여 압력을 조절하는 과정에서 상승되는 온도를 낮추는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 디스펜서 장치의 제어 방법.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 수소 디스펜서 장치를 통해 수소 차량에 수소를 충전하거나,
    상기 수소 디스펜서 장치에서 자가 검사를 수행할 경우,
    상기 제어부가 정보 출력부를 통해, 수소 충전 상태나 자가 검사 결과를 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 디스펜서 장치의 제어 방법.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230304636A1 (en) * 2022-03-22 2023-09-28 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Hydrogen refueling ir interference shield
KR102507155B1 (ko) 2022-08-01 2023-03-07 엘제이솔루션 수소 충전소용 수소 연료 다이렉트 샘플링 장치
KR102508825B1 (ko) 2022-08-05 2023-03-10 엘제이솔루션 수소 충전소용 다이렉트 수소 연료 품질 분석기

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006138332A (ja) * 2004-11-10 2006-06-01 Toho Gas Co Ltd ガス供給装置およびガス供給方法
JP2012122525A (ja) * 2010-12-07 2012-06-28 Tokiko Techno Kk ガス供給装置
JP5252089B2 (ja) * 2010-04-30 2013-07-31 トヨタ自動車株式会社 燃料漏れ検出装置および検出方法
JP2013200019A (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 Honda Motor Co Ltd 燃料ガス充填方法
JP2015042525A (ja) * 2013-08-26 2015-03-05 株式会社デンソー 送信機診断装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010266023A (ja) * 2009-05-15 2010-11-25 Toyota Motor Corp ガス供給システム
DK201600136A1 (en) * 2016-03-02 2017-10-02 Nel Hydrogen As Cooling of a supply pipe in a hydrogen refueling system
CN209671815U (zh) * 2018-12-14 2019-11-22 联合汽车电子有限公司 高压气体气密性测试接头及被测试件连接结构
JP6600430B1 (ja) * 2019-02-01 2019-10-30 岩谷産業株式会社 水素ガスディスペンサーの検査装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006138332A (ja) * 2004-11-10 2006-06-01 Toho Gas Co Ltd ガス供給装置およびガス供給方法
JP5252089B2 (ja) * 2010-04-30 2013-07-31 トヨタ自動車株式会社 燃料漏れ検出装置および検出方法
JP2012122525A (ja) * 2010-12-07 2012-06-28 Tokiko Techno Kk ガス供給装置
JP2013200019A (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 Honda Motor Co Ltd 燃料ガス充填方法
JP2015042525A (ja) * 2013-08-26 2015-03-05 株式会社デンソー 送信機診断装置

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