KR102473896B1 - A Fuel Cell Control System of Air Vehicle - Google Patents

A Fuel Cell Control System of Air Vehicle Download PDF

Info

Publication number
KR102473896B1
KR102473896B1 KR1020210004807A KR20210004807A KR102473896B1 KR 102473896 B1 KR102473896 B1 KR 102473896B1 KR 1020210004807 A KR1020210004807 A KR 1020210004807A KR 20210004807 A KR20210004807 A KR 20210004807A KR 102473896 B1 KR102473896 B1 KR 102473896B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
information
module
fuel cell
unit
Prior art date
Application number
KR1020210004807A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20220102702A (en
Inventor
오동조
정희석
Original Assignee
테라릭스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 테라릭스 주식회사 filed Critical 테라릭스 주식회사
Priority to KR1020210004807A priority Critical patent/KR102473896B1/en
Publication of KR20220102702A publication Critical patent/KR20220102702A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102473896B1 publication Critical patent/KR102473896B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D41/00—Power installations for auxiliary purposes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/02—Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/24—Aircraft characterised by the type or position of power plants using steam or spring force
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D37/00—Arrangements in connection with fuel supply for power plant
    • B64D37/30—Fuel systems for specific fuels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D45/00—Aircraft indicators or protectors not otherwise provided for
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
    • H01M8/04231—Purging of the reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04544—Voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04664—Failure or abnormal function
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • H01M8/04753—Pressure; Flow of fuel cell reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04992—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the implementation of mathematical or computational algorithms, e.g. feedback control loops, fuzzy logic, neural networks or artificial intelligence
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D41/00—Power installations for auxiliary purposes
    • B64D2041/005—Fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

본 발명은 비행체 연료전지 제어시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비행체의 기울기에 따라 연료전지에 대한 공기의 과급비율, 수소 공급압력, 수소 퍼지주기 중 어느 하나를 조절하도록 하여, 비행체의 기울어짐에 따라 발생하는 연료전지의 물고임에 의해 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있도록 하는 비행체 연료전지 제어시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a fuel cell control system for an aircraft, and more particularly, by adjusting any one of an air boost ratio for a fuel cell, a hydrogen supply pressure, and a hydrogen purge cycle according to the inclination of the aircraft, thereby controlling the inclination of the aircraft. The present invention relates to an air vehicle fuel cell control system that can prevent performance deterioration due to water retention of a fuel cell generated according to the present invention.

Description

비행체 연료전지 제어시스템{A Fuel Cell Control System of Air Vehicle}A Fuel Cell Control System of Air Vehicle}

본 발명은 비행체 연료전지 제어시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비행체의 기울기에 따라 연료전지에 대한 공기의 과급비율, 수소 공급압력, 수소 퍼지주기 중 어느 하나를 조절하도록 하여, 비행체의 기울어짐에 따라 발생하는 연료전지의 물고임에 의해 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있도록 하는 비행체 연료전지 제어시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a fuel cell control system for an aircraft, and more particularly, by adjusting any one of an air boost ratio for a fuel cell, a hydrogen supply pressure, and a hydrogen purge cycle according to the inclination of the aircraft, thereby controlling the inclination of the aircraft. The present invention relates to an air vehicle fuel cell control system that can prevent performance deterioration due to water retention of a fuel cell generated according to the present invention.

연료전지는 연료가 가지고 있는 화학에너지를 전기화학적으로 반응시켜 전기에너지로 변환시키는 에너지 변환장치로서, 산업용, 가정용 및 차량용 전력을 공급할 뿐만 아니라 소형의 전기/전자제품, 휴대기기의 전력을 공급하는데에도 이용될 수 있다. A fuel cell is an energy conversion device that electrochemically reacts chemical energy in fuel and converts it into electrical energy. can be used

연료전지는 여러 종류가 존재하나 높은 전력 밀도를 갖는 고분자 전해질막 연료전지(PEMFC, Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)이 주로 사용되고 있으며, 가장 안쪽에 막전극접합체(MEA, Membrane Electrode Assembly)가 위치하고, 막전극접합체에는 수소이온을 이동시켜 줄 수 있는 고체 고분자 전해질막과, 전해질막 양면에 수소와 산소가 반응할 수 있도록 촉매가 도포된 전극층인 캐소드(Cathode) 및 애노드(Anode)로 구성된다. There are many types of fuel cells, but PEMFC (Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell) with high power density is mainly used. The assembly is composed of a solid polymer electrolyte membrane capable of transporting hydrogen ions, and a cathode and anode, which are electrode layers coated with catalysts to allow hydrogen and oxygen to react on both sides of the electrolyte membrane.

또한, 최근에는 드론, 소형 비행기 등의 비행체에도 에너지 밀도가 우수한 연료전지가 사용되고 있으며, 아래 특허문헌과 같은 공냉식의 연료전지를 적용하여 무게를 최소화하고 구조를 단순화하하도록 하고 있다. In addition, recently, fuel cells with excellent energy density have been used in air vehicles such as drones and small airplanes, and air-cooled fuel cells such as those in the patent documents below are applied to minimize weight and simplify the structure.

그러나 비행체의 경우 도 1에서 보는 바와 같이 기울어짐이 자주 발생되며, 비행체가 기울어지는 경우 연료전지도 함께 기울어져 연료전지 내의 물이 한쪽으로 쏠리는 현상이 발생하고, 이에 따라 연료전지의 성능이 저하되는 문제가 있다. However, in the case of an aircraft, as shown in FIG. 1, inclination often occurs, and when the aircraft is inclined, the fuel cell is also tilted together, and the water in the fuel cell is concentrated to one side. As a result, the performance of the fuel cell is deteriorated there is a problem.

이러한 경우 도 2에서 보는 바와 같이 공기 과급 비율을 높여주어야만 연료전지의 성능이 유지될 수 있다. 그러나 비행체의 기울어짐에 대비하여 공급 과급 비율을 높인 상태로 유지할 경우 스택의 Dry 현상이 발생하게 되고, 이에 따라 연료전지의 시스템 효율이 저하되는 문제가 있다. In this case, as shown in FIG. 2, the performance of the fuel cell can be maintained only when the air supercharging ratio is increased. However, when the supercharged supply ratio is maintained in an increased state in preparation for the inclination of the aircraft, a drying phenomenon of the stack occurs, and thus, there is a problem in that the system efficiency of the fuel cell is lowered.

(특허문헌) 등록특허공보 제10-2131702호(2020. 07. 02. 등록)"연료전지용 분리판 및 이를 포함하는 연료전지 스택"(Patent Document) Patent Registration No. 10-2131702 (Registered on July 2, 2020) "Balibrator for Fuel Cell and Fuel Cell Stack Containing the Same"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, The present invention has been made to solve the above problems,

본 발명은 비행체의 기울기에 따라 연료전지에 대한 공기의 과급비율, 수소 공급압력, 수소 퍼지주기 중 어느 하나를 조절하도록 하여, 비행체의 기울어짐에 따라 발생하는 연료전지의 물고임에 의해 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있도록 하는 비행체 연료전지 제어시스템을 제공하는데 목적이 있다. The present invention adjusts any one of the air supercharging ratio, hydrogen supply pressure, and hydrogen purge cycle to the fuel cell according to the inclination of the aircraft, so that the performance is reduced due to the water puddle of the fuel cell that occurs according to the inclination of the aircraft An object of the present invention is to provide an air vehicle fuel cell control system that can prevent this from happening.

본 발명은 비행체의 기울기에 따라 성능을 유지할 수 있는 공기의 과급비율, 수소 공급압력, 수소 퍼지주기를 조절하면서 연료전지의 전압을 측정하고, 설정된 전압을 유지할 수 있도록 공기의 과급비율, 수소 공급압력, 수소 퍼지주기에 관한 작동정도를 설정하여 저장하도록 함으로써, 최적의 성능 조절이 가능하도록 하는 비행체 연료전지 제어시스템을 제공하는데 목적이 있다. The present invention measures the voltage of the fuel cell while adjusting the air supercharging ratio, hydrogen supply pressure, and hydrogen purge cycle that can maintain performance according to the inclination of the aircraft, and the air supercharging ratio and hydrogen supply pressure to maintain the set voltage The object of the present invention is to provide an air vehicle fuel cell control system that enables optimal performance control by setting and storing the operation degree related to the hydrogen purge cycle.

본 발명은 실제 비행시의 기울기, 작동정도에 따른 전압을 측정하여 설정된 값과의 비교가 이루어지도록 하고, 이를 작동설정에 반영하여 기울기에 따른 작동조절의 수정이 이루어지도록 함으로써 더욱 효율적이고 정확한 연료전지의 성능 유지가 가능하도록 하는 비행체 연료전지 제어시스템을 제공하는데 목적이 있다. The present invention measures the voltage according to the inclination and operation degree during actual flight, compares it with the set value, and reflects it in the operation setting to correct the operation control according to the inclination, so that the fuel cell is more efficient and accurate. An object of the present invention is to provide an air vehicle fuel cell control system that enables the maintenance of performance.

본 발명은 설정된 전압값과 실제 전압값의 오차에 따라 연료전지 제어시스템의 고장 및 기능 저하를 진단하도록 하여 시스템의 효율적 관리가 가능하도록 하는 비행체 연료전지 제어시스템을 제공하는데 목적이 있다. An object of the present invention is to provide an aircraft fuel cell control system that enables efficient management of the system by diagnosing malfunctions and functional degradation of the fuel cell control system according to an error between a set voltage value and an actual voltage value.

본 발명은 기온, 습도 등의 주변 환경정보와 기울기, 작동정도, 전압에 관한 정보를 누적하여 저장하도록 함으로써, 연료전지 제어에 관한 빅데이터를 형성하도록 하고, 빅데이터를 이용하여 환경정보, 기울기, 작동정도와 전압의 상관관계를 도출하도록 하고, 상관관계를 이용하여 설정된 전압을 유지시킬 작동정도의 설정이 이루어지도록 함으로써 더욱 정확한 성능 유지가 가능하도록 하는 비행체 연료전지 제어시스템을 제공하는데 목적이 있다. The present invention forms big data related to fuel cell control by accumulating and storing surrounding environmental information such as temperature and humidity and information on slope, operating degree, and voltage, and using big data to accumulate and store information on environmental information, slope, An object of the present invention is to provide an air vehicle fuel cell control system that enables more accurate performance maintenance by deriving a correlation between operating degree and voltage and setting an operating degree to maintain the set voltage using the correlation.

본 발명은 비행체의 비행시마다 상관관계의 갱신이 이루어지도록 함으로써 시간이 갈수록 작동 제어의 정확성이 더욱 높아질 수 있도록 하는 비행체 연료전지 제어시스템을 제공하는데 목적이 있다. An object of the present invention is to provide a fuel cell control system for an aircraft fuel cell that allows the accuracy of operation control to be further increased as time goes by by updating the correlation every time the vehicle is in flight.

본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.The present invention is implemented by an embodiment having the following configuration in order to achieve the above object.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 비행체 연료전지 제어시스템은 비행체 내부에 형성되어 비행체의 기울기 및 연료전지의 상태를 측정하는 상태측정부와, 비행체의 기울어짐에도 연료전지의 성능을 유지하도록 연료전지의 작동을 조절하는 작동조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to one embodiment of the present invention, the flight vehicle fuel cell control system according to the present invention is formed inside the flight vehicle and measures the state of the flight vehicle inclination and the state of the fuel cell, and the performance of the fuel cell even when the flight vehicle tilts It is characterized in that it includes an operation control unit for controlling the operation of the fuel cell to maintain.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 비행체 연료전지 제어시스템에 있어서, 상기 작동조절부는 비행체의 기울기 정보를 수신하는 기울기수신모듈과; 비행체의 기울기에 따라 연료전지에 대한 공기의 과급비율, 수소의 공급압력, 수소의 퍼지주기 중 어느 하나를 조절하여 연료전지의 성능을 유지시키는 작동정보조정모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, in the flight vehicle fuel cell control system according to the present invention, the operation control unit and a tilt receiving module for receiving the tilt information of the vehicle; and an operation information adjustment module that maintains the performance of the fuel cell by adjusting any one of the air supercharging ratio for the fuel cell, the hydrogen supply pressure, and the hydrogen purge cycle according to the inclination of the vehicle.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 비행체 연료전지 제어시스템은 비행체의 기울기에 따른 연료전지의 작동정도를 설정하는 작동설정부를 포함하고, 상기 작동설정부는 비행체의 기울기를 설정하는 기울기설정모듈과, 설정된 기울기에서 과급비율, 수소압력, 퍼지주기 중 어느 하나의 작동정도를 조절하는 작동정도조절모듈과, 각 작동정도에서의 연료전지에서 발생되는 전압을 측정하여 저장하는 전압측정저장모듈과, 각 작동정도에서 발생되는 전압을 비교하는 전압비교모듈과, 비행체의 기울어짐에도 설정된 전압을 발생시키도록 기울기에 따른 과급비율, 수소압력, 퍼지주기 중 어느 하나의 작동 정도를 설정하는 작동정도설정모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, the flight vehicle fuel cell control system according to the present invention includes an operation setting unit for setting the operating degree of the fuel cell according to the inclination of the aircraft, and the operation setting unit sets the inclination of the aircraft. A setting module, an operating degree control module that adjusts any one of the operation degree among the supercharging ratio, hydrogen pressure, and purge cycle at the set gradient, and a voltage measurement storage module that measures and stores the voltage generated by the fuel cell at each operation degree. And, a voltage comparison module that compares the voltage generated at each operating degree, and an operating degree that sets the operating degree of any one of the boost ratio, hydrogen pressure, and purge cycle according to the slope to generate the set voltage even when the aircraft is tilted Characterized in that it includes a setting module.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 비행체 연료전지 제어시스템은 실제 비행체의 비행 후 상기 작동설정부에 의한 작동정도의 설정을 최적화는 설정최적화부를 포함하고, 상기 설정최적화부는 비행시 비행체의 기울기 정보를 저장하는 기울기저장모듈과, 기울기에 따른 작동정보조정모듈에 의한 작동 정보를 저장하는 작동정보저장모듈과, 작동시 전압정보를 저장하는 전압정보저장모듈과, 작동시 전압과 상기 작동설정부에서 설정된 전압을 비교하는 전압정보비교모듈과, 작동시 전압을 고려하여 상기 작동정도설정모듈에 의해 설정되는 과급비율, 수소압력, 퍼지주기 중 어느 하나의 작동정도를 수정하는 작동정도수정모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, the flight vehicle fuel cell control system according to the present invention includes a setting optimization unit for optimizing the setting of the operating degree by the operation setting unit after the flight of the actual flight vehicle, and the setting optimization unit is in flight. An inclination storage module for storing inclination information of the aircraft, an operation information storage module for storing operation information by an operation information adjustment module according to the inclination, a voltage information storage module for storing voltage information during operation, a voltage during operation and the above A voltage information comparison module that compares the voltage set in the operation setting unit, and an operation degree correction that corrects the operation degree of any one of the boost ratio, hydrogen pressure, and purge cycle set by the operation degree setting module in consideration of the voltage during operation It is characterized by including a module.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 비행체 연료전지 제어시스템은 상기 작동설정부에 의해 설정된 전압과 실제 비행시의 전압의 차이에 따라 시스템의 이상을 감지하는 이상감지부를 포함하고, 상기 이상감지부는 전압차가 설정값을 초과하여 반복되는 경우 시스템의 고장으로 진단하는 고장진단부를 포함하며, 상기 고장진단부는 전압차를 산출하는 전압오차산출모듈과, 산출된 전압차를 설정값과 비교하는 설정값비교모듈과, 전압차가 설정값을 초과하는 빈도를 산출하는 반복빈도산정모듈과, 산출되는 빈도가 일정 정도를 초과하는 경우 시스템의 고장으로 진단하는 고장진단모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, the flight vehicle fuel cell control system according to the present invention includes an anomaly detection unit for detecting an anomaly of the system according to a difference between a voltage set by the operation setting unit and a voltage during actual flight, The abnormality detection unit includes a fault diagnosis unit for diagnosing a system failure when the voltage difference repeatedly exceeds a set value, and the fault diagnosis unit compares the calculated voltage difference with a set value with a voltage error calculation module that calculates the voltage difference. It is characterized in that it includes a set value comparison module, a repetition frequency calculation module for calculating the frequency at which the voltage difference exceeds the set value, and a failure diagnosis module for diagnosing a system failure when the calculated frequency exceeds a certain level. .

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 비행체 연료전지 제어시스템에 있어서, 상기 이상감지부는 상기 고장진단부에 의해 고장으로 진단되기 전이라도 전압값에 지속적인 오차가 발생하는 경우 시스템의 기능 저하로 판단하여 이를 알리는 저하진단부를 포함하고, 상기 저하진단부는 전압값의 오차가 고장으로 진단되는 설정값 이하의 일정범위에 도달하는 것을 감지하는 근접범위감지모듈과, 근접범위에 도달하는 경우 전압값의 오차를 누적하여 저장하는 오차누적저장모듈과, 오차의 누적값에 따라 저하지수를 산출하는 저하지수산출모듈과, 저하지수가 일정값을 초과하는 경우 시스템의 기능 저하로 판단하여 이를 알리는 저하알림모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, in the flight vehicle fuel cell control system according to the present invention, the function of the system when a continuous error occurs in the voltage value even before the failure detection unit is diagnosed as a failure by the failure diagnosis unit. It includes a drop diagnosis unit that determines it as a drop and informs it, and the drop diagnosis unit detects that the error in the voltage value reaches a certain range below a set value that is diagnosed as a failure, and a proximity range detection module that detects that the voltage value reaches the close range. An error accumulation storage module for accumulating and storing the error of the value, a degradation index calculation module for calculating a degradation index according to the accumulated value of the error, and a degradation that determines that the function of the system is deteriorated when the degradation index exceeds a certain value and informs it of the degradation Characterized in that it includes a notification module.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 비행체 연료전지 제어시스템은 환경정보와 비행체의 기울기에 따른 작동정보를 누적 저장하여 연료전지 출력과의 상관관계를 분석하고, 상관관계에 따라 기울기에 따른 연료전지의 작동이 이루어지도록 하는 상관분석부;를 포함하며, 상기 상관분석부는 비행체 주변의 기온, 습도에 관한 환경정보를 수신하는 환경정보수신모듈과; 비행체의 기울기정보를 수신하는 기울기정보수신모듈과; 기울기에 따른 연료전지의 과급비율, 수소압력, 퍼지주기 중 하나 이상에 대한 작동정보를 수신하는 작동정보수신모듈과; 연료전지의 전압 정보를 수신하는 전압정보수신모듈과; 수신되는 환경정보, 기울기정보, 작동정보, 전압정보를 누적하여 저장하는 누적정보저장모듈과; 누적 저장된 정보들을 이용하여 환경정보, 기울기정보, 작동정보와 전압정보의 상관관계를 도출하는 상관도출모듈과; 현재 비행체의 환경정보, 기울기정보를 수신하고, 작동정보를 입력하여 작동정보에 따른 전압값을 산출하는 전압값산출모듈과; 작동정보에 따른 전압값을 비교하여 설정된 전압값을 만족시키는 작동정도를 설정하는 작동설정모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, the flight vehicle fuel cell control system according to the present invention accumulates and stores environmental information and operation information according to the inclination of the aircraft, analyzes the correlation with the fuel cell output, and analyzes the inclination according to the correlation. and a correlation analysis unit for operating the fuel cell according to the above, wherein the correlation analysis unit includes an environmental information receiving module for receiving environmental information related to air temperature and humidity around the aircraft; a tilt information receiving module for receiving tilt information of the aircraft; an operation information receiving module for receiving operation information on one or more of a fuel cell boost ratio, hydrogen pressure, and purge cycle according to a slope; a voltage information receiving module for receiving voltage information of the fuel cell; an accumulation information storage module for accumulating and storing received environmental information, tilt information, operation information, and voltage information; a correlation derivation module for deriving a correlation between environment information, tilt information, operation information, and voltage information using accumulated and stored information; a voltage value calculation module that receives environmental information and tilt information of the current vehicle, inputs operating information, and calculates a voltage value according to the operating information; It is characterized in that it includes; an operation setting module that compares voltage values according to operation information and sets an operation degree that satisfies the set voltage value.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 비행체 연료전지 제어시스템에 있어서, 상기 상관분석부는 비행체의 비행시마다 누적저장되는 환경정보, 기울기정보, 작동정보, 전압정보에 따라 상관관계를 갱신하는 상관갱신모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, in the flight vehicle fuel cell control system according to the present invention, the correlation analysis unit updates the correlation according to environmental information, tilt information, operation information, and voltage information accumulated and stored every time the flight vehicle is flown. It is characterized in that it comprises a correlation update module that does.

본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.The present invention can obtain the following effects by combining and using the above embodiments and configurations to be described below.

본 발명은 비행체의 기울기에 따라 연료전지에 대한 공기의 과급비율, 수소 공급압력, 수소 퍼지주기 중 어느 하나를 조절하도록 하여, 비행체의 기울어짐에 따라 발생하는 연료전지의 물고임에 의해 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다. The present invention adjusts any one of the air supercharging ratio, hydrogen supply pressure, and hydrogen purge cycle to the fuel cell according to the inclination of the aircraft, so that the performance is reduced due to the water puddle of the fuel cell that occurs according to the inclination of the aircraft It has the effect of preventing it from happening.

본 발명은 비행체의 기울기에 따라 성능을 유지할 수 있는 공기의 과급비율, 수소 공급압력, 수소 퍼지주기를 조절하면서 연료전지의 전압을 측정하고, 설정된 전압을 유지할 수 있도록 공기의 과급비율, 수소 공급압력, 수소 퍼지주기에 관한 작동정도를 설정하여 저장하도록 함으로써, 최적의 성능 조절이 가능하도록 하는 효과가 있다. The present invention measures the voltage of the fuel cell while adjusting the air supercharging ratio, hydrogen supply pressure, and hydrogen purge cycle that can maintain performance according to the inclination of the aircraft, and the air supercharging ratio and hydrogen supply pressure to maintain the set voltage , by setting and storing the degree of operation related to the hydrogen purge cycle, there is an effect of enabling optimal performance control.

본 발명은 실제 비행시의 기울기, 작동정도에 따른 전압을 측정하여 설정된 값과의 비교가 이루어지도록 하고, 이를 작동설정에 반영하여 기울기에 따른 작동조절의 수정이 이루어지도록 함으로써 더욱 효율적이고 정확한 연료전지의 성능 유지가 가능하도록 하는 효과가 있다. The present invention measures the voltage according to the inclination and operation degree during actual flight, compares it with the set value, and reflects it in the operation setting to correct the operation control according to the inclination, so that the fuel cell is more efficient and accurate. It has the effect of enabling the maintenance of the performance of

본 발명은 설정된 전압값과 실제 전압값의 오차에 따라 연료전지 제어시스템의 고장 및 기능 저하를 진단하도록 하여 시스템의 효율적 관리가 가능하도록 하는 효과가 있다. The present invention has an effect of enabling efficient management of the system by diagnosing failure and functional degradation of the fuel cell control system according to an error between a set voltage value and an actual voltage value.

본 발명은 기온, 습도 등의 주변 환경정보와 기울기, 작동정도, 전압에 관한 정보를 누적하여 저장하도록 함으로써, 연료전지 제어에 관한 빅데이터를 형성하도록 하고, 빅데이터를 이용하여 환경정보, 기울기, 작동정도와 전압의 상관관계를 도출하도록 하고, 상관관계를 이용하여 설정된 전압을 유지시킬 작동정도의 설정이 이루어지도록 함으로써 더욱 정확한 성능 유지가 가능하도록 하는 효과가 있다. The present invention forms big data related to fuel cell control by accumulating and storing surrounding environmental information such as temperature and humidity and information on slope, operating degree, and voltage, and using big data to accumulate and store information on environmental information, slope, There is an effect of enabling more accurate performance maintenance by deriving a correlation between operating degree and voltage and setting an operating degree to maintain the set voltage using the correlation.

본 발명은 비행체의 비행시마다 상관관계의 갱신이 이루어지도록 함으로써 시간이 갈수록 작동 제어의 정확성이 더욱 높아질 수 있도록 하는 효과가 있다. The present invention has an effect of enabling the accuracy of operation control to be further increased as time goes by by updating the correlation each time the flight vehicle is in flight.

도 1은 비행체의 기울어짐에 따른 연료전지의 기울어짐을 나타내는 참고도
도 2는 연료전지의 기울어짐 발생시 공기 과급 비율에 따른 스택의 성능 저하를 나타내는 그래프
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비행체 연료전지 제어시스템의 구성을 나타내는 블럭도
도 4는 도 3의 상태측정부의 구성을 나타내는 블럭도
도 5는 도 3의 작동조절부의 구성을 나타내는 블럭도
도 6는 도 3의 작동설정부의 구성을 나타내는 블럭도
도 7은 도 3의 설정최적화부의 구성을 나타내는 블럭도
도 8은 도 3의 이상감지부의 구성을 나타내는 블럭도
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비행체 연료전지 제어시스템의 상관분석부의 구성을 나타내는 블럭도1 is a reference diagram showing the inclination of a fuel cell according to the inclination of an aircraft
2 is a graph showing the performance degradation of the stack according to the air supercharging ratio when the fuel cell tilts;
Figure 3 is a block diagram showing the configuration of the flight vehicle fuel cell control system according to an embodiment of the present invention
Figure 4 is a block diagram showing the configuration of the state measurement unit of Figure 3
Figure 5 is a block diagram showing the configuration of the operation control unit of Figure 3
Figure 6 is a block diagram showing the configuration of the operation setting unit of Figure 3
7 is a block diagram showing the configuration of the setting optimization unit of FIG. 3;
Figure 8 is a block diagram showing the configuration of the anomaly detection unit of Figure 3
9 is a block diagram showing the configuration of a correlation analysis unit of a vehicle fuel cell control system according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명에 따른 비행체 연료전지 제어시스템의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하고, 또한 명세서에 기재된 "...부", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the flight vehicle fuel cell control system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated, and also described in the specification. Terms such as "...unit" and "...module" refer to a unit that processes at least one function or operation, and may be implemented as hardware or software or a combination of hardware and software.

본 발명의 일 실시예에 따른 비행체 연료전지 제어시스템을 도 3 내지 도 8을 참조하여 설명하면, 상기 비행체 연료전지 제어시스템은 비행체 내부에 형성되어 비행체의 기울기 및 연료전지의 상태를 측정하는 상태측정부(1)와, 비행체의 기울어짐에도 연료전지의 성능을 유지하도록 연료전지의 작동을 조절하는 작동조절부(2)를 포함한다. 3 to 8, the flight vehicle fuel cell control system according to an embodiment of the present invention is described, the flight vehicle fuel cell control system is formed inside the flight vehicle and measures the state of the vehicle inclination and the state of the fuel cell. It includes a unit (1) and an operation control unit (2) that controls the operation of the fuel cell to maintain the performance of the fuel cell even when the aircraft is tilted.

앞서 배경기술에서 설명한 바와 같이 연료전지가 장착된 드론, 비행기 등의 비행체에 있어서, 비행체가 기울어질 경우 연료전지도 함께 기울어지게 되고, 연료전지 내부에서 발생되는 물이 기울어지는 방향으로 쏠리게 되어 연료전지의 성능을 떨어뜨리는 문제가 있다. As described above in the background art, in flight vehicles such as drones and airplanes equipped with fuel cells, when the flight body is tilted, the fuel cell is also tilted together, and the water generated inside the fuel cell is directed in the direction of the tilt, so that the fuel cell There is a problem that reduces the performance of .

따라서, 도 2에서 보는 바와 같이 연료전지의 공기 과급 비율을 높여야만 전압이 떨어지지 않고 종래의 성능을 유지할 수 있으며, 일정 공기 과급 비율 이하에서는 물고임 현상에 의해 연료전지의 전압이 저하되는 것을 확인할 수 있다. 그러나 비행체의 기울어짐에 대비하여 공기 과급 비율을 높인 상태로 유지할 경우 평상시 과도한 공기의 공급으로 인해 연료전지 스택에 Dry 현상이 발생하게 되는 문제가 있다. 여기서 공기 과급 비율이라 함은 연료전지의 공기극으로 공급되는 공기의 비율(유량)을 의미하는 것으로, 스택의 출력에 따라 미리 설정된 비율의 목표 유량을 공급하는 것을 말한다. Therefore, as shown in FIG. 2, the voltage does not drop and the conventional performance can be maintained only when the air supercharging ratio of the fuel cell is increased. have. However, if the air supercharging ratio is maintained in an increased state in preparation for the inclination of the aircraft, there is a problem in that a dry phenomenon occurs in the fuel cell stack due to the supply of excessive air. Here, the air supercharging ratio refers to the ratio (flow rate) of air supplied to the cathode of the fuel cell, and refers to supplying a target flow rate at a predetermined ratio according to the output of the stack.

이를 해결하기 위해, 본 발명에서는 비행체가 기울어지는 각도에 따라 연료전지의 성능을 유지할 수 있는 공기 과급 비율을 설정하도록 하고, 기울기에 따른 공기 과급 비율을 조정하도록 하여 연료전지의 성능 유지가 효과적으로 이루어질 수 있도록 한다. 또한, 본 발명은 공기 과급 비율뿐만 아니라 물고임에 따라 성능 저하를 해결할 수 있도록 수소의 공급압력과 수소의 퍼지 주기를 조절하도록 할 수 있으며, 수소 압력, 퍼지 주기의 경우에도 기울기에 따라 성능을 유지할 수 있는 작동값을 설정하여 효율적인 제어가 가능하도록 한다. In order to solve this problem, in the present invention, the air supercharging ratio that can maintain the performance of the fuel cell is set according to the angle of inclination of the aircraft, and the air supercharging ratio is adjusted according to the inclination, so that the performance of the fuel cell can be effectively maintained. let it be In addition, the present invention can adjust the hydrogen supply pressure and the hydrogen purge cycle to solve the performance degradation according to the water reservoir as well as the air supercharging ratio, and maintains the performance according to the slope even in the case of the hydrogen pressure and purge cycle. Set possible operating values to enable efficient control.

상기 상태측정부(1)는 기울기에 따른 연료전지의 작동 제어를 위한 비행체 및 연료전지의 상태를 측정하는 구성으로, 기울기측정모듈(11), 전압측정모듈(12), 유량측정모듈(13), 수소압력측정모듈(14), 퍼지주기측정모듈(15)을 포함할 수 있다. The state measurement unit 1 is configured to measure the state of the flight vehicle and the fuel cell for controlling the operation of the fuel cell according to the slope, and includes a slope measurement module 11, a voltage measurement module 12, and a flow rate measurement module 13 , a hydrogen pressure measurement module 14, and a purge period measurement module 15.

상기 기울기측정모듈(11)은 비행체의 기울기를 측정하는 구성으로, 비행체 자체 또는 비행체에 장착된 연료전지의 기울기를 측정하도록 할 수 있다. 상기 기울기측정모듈(11)은 연료전지가 물 쏠림 현상이 없는 수평 상태를 기준으로 기울기를 측정하여 기울기에 따른 물 고임 현상에 대한 연료전지의 작동 조절이 정확하게 이루어지도록 할 수 있다. The inclination measurement module 11 is configured to measure the inclination of the aircraft, and may measure the inclination of the aircraft itself or a fuel cell mounted on the aircraft. The inclination measuring module 11 may measure the inclination of the fuel cell based on a horizontal state in which there is no water inclination, so that the operation of the fuel cell may be accurately controlled against water pooling according to the inclination.

상기 전압측정모듈(12)은 연료전지의 스택에서 발생하는 전력의 전압을 측정하는 구성으로, 수소와 산소의 반응으로 스택에서 생산되는 전력의 전압을 측정하도록 한다. 따라서, 상기 전압측정모듈(12)은 연료전지의 기울기에 따른 전압을 측정하여 연료전지의 성능이 평가되도록 할 수 있으며, 일정 정도의 전압이 유지되도록 연료전지의 작동이 조절되도록 하여 비행체의 기울어짐 발생에도 일정한 성능을 유지할 수 있도록 한다. The voltage measurement module 12 is configured to measure the voltage of power generated from the fuel cell stack, and measures the voltage of power generated from the stack by a reaction between hydrogen and oxygen. Therefore, the voltage measurement module 12 can evaluate the performance of the fuel cell by measuring the voltage according to the inclination of the fuel cell, and adjust the operation of the fuel cell to maintain a certain voltage so that the inclination of the aircraft This ensures that constant performance is maintained even when

상기 유량측정모듈(13)은 공기극을 통해 연료전지의 스택으로 공급되는 공기의 유량을 측정하는 구성으로, 설정된 일정 비율의 유량이 공급될 수 있도록 한다. 따라서, 상기 유량측정모듈(13)은 평상시 스택의 출력에 따라 설정된 유량의 공기를 공기극으로 공급될 수 있도록 하며, 기울기에 따라 적절한 유량으로 공기 과급 비율이 변경되어 공급될 수 있도록 한다. 따라서, 상기 유량측정모듈(13)은 항상 공기극으로 공급되는 공기의 유량을 측정하여 적절한 유량으로 조절될 수 있도록 한다. The flow rate measurement module 13 is configured to measure the flow rate of air supplied to the stack of fuel cells through the cathode, and allows a flow rate of a predetermined ratio to be supplied. Therefore, the flow rate measuring module 13 allows air at a flow rate set according to the output of the stack to be supplied to the air electrode at normal times, and the air supercharging rate is changed and supplied at an appropriate flow rate according to the slope. Therefore, the flow rate measurement module 13 always measures the flow rate of the air supplied to the cathode so that the flow rate can be adjusted to an appropriate level.

상기 수소압력측정모듈(14)은 수소극으로 공급되는 수소의 압력을 측정하는 구성으로, 기울어짐에 따라 조절되는 수소의 압력으로 정확하게 수소가 공급될 수 있도록 한다. The hydrogen pressure measurement module 14 is configured to measure the pressure of hydrogen supplied to the hydrogen electrode, so that hydrogen can be accurately supplied with the hydrogen pressure adjusted according to the inclination.

상기 퍼지주기측정모듈(15)은 수소극에서 수소 및 물의 배출이 이루어지는 주기를 측정하는 구성으로, 별도의 퍼지 밸브 등을 통해 배출이 이루어지는 시간 간격의 측정이 이루어지도록 한다. 퍼지주기 역시 미리 설정된 값에 의해 작동이 이루어지며, 비행체의 기울기에 따라 퍼지 주기의 조절이 이루어지도록 할 수 있다. The purge period measuring module 15 is configured to measure the period in which hydrogen and water are discharged from the hydrogen electrode, and measures the time interval in which the hydrogen and water are discharged through a separate purge valve. The purge cycle is also operated by a preset value, and the purge cycle can be adjusted according to the inclination of the vehicle.

상기 작동조절부(2)는 비행체의 기울기에 따라 연료전지의 작동을 조절하는 구성으로, 공기의 과급 비율, 수소의 공급압력, 수소의 퍼지주기 중 어느 하나의 작동을 조절하도록 할 수 있다. 이를 위해, 상기 작동조절부(2)는 기울기수신모듈(21), 작동정보조정모듈(22)을 포함할 수 있다. The operation control unit 2 is configured to control the operation of the fuel cell according to the inclination of the vehicle, and can adjust any one of the air boost ratio, hydrogen supply pressure, and hydrogen purge cycle. To this end, the operation control unit 2 may include a tilt receiving module 21 and an operation information adjustment module 22.

상기 기울기수신모듈(21)은 상기 기울기측정모듈(11)에 의해 측정되는 비행체의 기울기를 수신하는 구성으로, 기울기에 따른 연료전지의 작동 조절이 이루어지도록 한다. The tilt receiving module 21 is configured to receive the tilt of the vehicle measured by the tilt measurement module 11, and the operation of the fuel cell is controlled according to the tilt.

상기 작동정보조정모듈(22)은 비행체의 기울기에 따른 연료전지의 작동을 조절하는 구성으로, 공기의 과급 비율을 조절하는 과급비율조정모듈(221), 수소의 압력을 조절하는 수소압력조정모듈(222), 수소의 퍼지주기를 조정하는 퍼지주기조정모듈(223)을 포함할 수 있다. 상기 작동정보조정모듈(22)은 비행체의 기울어짐 발생에도 연료전지의 성능이 유지되도록 과급비율조정모듈(221), 수소압력조정모듈(222), 퍼지주기조정모듈(223) 중 어느 하나를 통해 공기의 과급 비율, 수소압력, 퍼지주기의 조절이 이루어지도록 한다. 상기 과급비율조정모듈(221), 수소압력조정모듈(222), 퍼지주기조정모듈(223)에 의해 이루어지는 과급 비율 등의 조정은 기울기별로 상기 작동설정부(3)에 의해 설정되는 값에 따라 이루어질 수 있으며, 기울기별로 연료전지에서 발생되는 전압이 평상시와 같은 전압을 유지할 수 있도록 과급비율, 수소압력을 높이거나 퍼지주기를 짧게 변경되도록 한다. The operation information adjustment module 22 is a configuration for adjusting the operation of the fuel cell according to the inclination of the aircraft, and includes a boost ratio adjustment module 221 for adjusting the air charge ratio and a hydrogen pressure control module for adjusting the pressure of hydrogen ( 222), and a purge cycle adjustment module 223 for adjusting the hydrogen purge cycle. The operation information adjustment module 22 is operated by any one of the supercharge ratio adjustment module 221, the hydrogen pressure adjustment module 222, and the purge cycle adjustment module 223 so that the performance of the fuel cell is maintained even when the aircraft tilts. Adjust the air supercharge rate, hydrogen pressure, and purge cycle. Adjustment of the supercharging ratio, etc., made by the supercharging ratio adjusting module 221, the hydrogen pressure adjusting module 222, and the purge cycle adjusting module 223 is performed according to the value set by the operation setting unit 3 for each inclination. In addition, the boost ratio and hydrogen pressure are increased or the purge cycle is shortened so that the voltage generated from the fuel cell can be maintained at the same voltage as normal for each slope.

상기 작동설정부(3)는 비행체의 기울기에 따른 작동정도를 설정하는 구성으로, 비행체의 기울어짐에도 연료전지의 성능을 유지할 수 있는 연료전지의 작동 정도를 설정하도록 한다. 특히, 상기 작동설정부(3)는 비행체의 기울기에 따라 설정된 전압을 출력할 수 있는 공기의 과급비율, 수소의 공급압력, 퍼지주기를 찾도록 하며, 설정된 전압을 출력할 수 있는 최소한의 과급비율과 공급압력, 퍼지주기를 찾을 수 있도록 한다. 따라서, 상기 작동설정부(3)는 최소한의 공기 과급량 또는 수고 공급압력의 추가, 퍼지주기를 최대한 길게 하면서도 설정된 전압을 출력하도록 하여, 비행체의 기울어짐에도 효율적인 연료전지의 작동을 통해 성능을 유지시킬 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 작동설정부(3)는 기울기에 따라 작동정도를 변경시키면서 출력되는 전압을 측정하도록 하며, 설정된 전압을 출력할 수 있는 최소의 공기 과급비율과, 수소 공급압력, 최대한 긴 퍼지주기를 찾아 저장하도록 한다. 상기 작동설정부(3)는 기울기설정모듈(31), 작동정도조절모듈(32), 전압측정저장모듈(33), 전압비교모듈(34), 작동정도설정모듈(35)을 포함할 수 있다. The operation setting unit 3 is configured to set the operating degree according to the inclination of the aircraft, and sets the operating degree of the fuel cell capable of maintaining the performance of the fuel cell even when the aircraft is tilted. In particular, the operation setting unit 3 searches for the air supercharge rate, hydrogen supply pressure, and purge cycle that can output the set voltage according to the inclination of the vehicle, and the minimum supercharge rate that can output the set voltage , supply pressure, and purge cycle can be found. Therefore, the operation setting unit 3 outputs the set voltage while maximally lengthening the minimum air supercharging amount, the addition of the water supply pressure, and the purge cycle, maintaining performance through efficient fuel cell operation even when the aircraft tilts allow it to be done To this end, the operation setting unit 3 measures the output voltage while changing the operation degree according to the slope, and the minimum air supercharging ratio that can output the set voltage, the hydrogen supply pressure, and the longest purge cycle as possible find and save. The operation setting unit 3 may include a slope setting module 31, an operation degree adjustment module 32, a voltage measurement storage module 33, a voltage comparison module 34, and an operation degree setting module 35. .

상기 기울기설정모듈(31)은 작동정도를 설정할 기울기를 설정하는 구성으로, 비행체를 일정 각도로 기울어지도록 하면서 작동정도의 조절과 전압의 측정이 이루어지도록 한다. The inclination setting module 31 is configured to set the inclination to set the degree of operation, and allows the adjustment of the degree of operation and the measurement of the voltage while inclining the aircraft at a certain angle.

상기 작동정도조절모듈(32)은 설정된 기울기에서 성능을 유지시킬 작동 정도를 조절하는 구성으로, 공기의 과급비율, 수소의 공급압력, 퍼지주기 중 어느 하나를 변경시키며 조절하도록 할 수 있다. 따라서, 상기 작동정도조절모듈(32)은 과급비율조절모듈(321), 수소압력조절모듈(322), 퍼지주기조절모듈(323)을 통해 설정된 기울기에서 각 작동정도의 조절이 이루어질 수 있도록 한다. The operation level control module 32 is configured to adjust the level of operation to maintain performance at a set gradient, and can change and adjust any one of the air supercharge ratio, the hydrogen supply pressure, and the purge cycle. Therefore, the operation degree control module 32 allows each operation degree to be adjusted at a set inclination through the supercharging ratio control module 321, the hydrogen pressure control module 322, and the purge cycle control module 323.

상기 전압측정저장모듈(33)은 작동정도에 따른 연료전지의 출력 전압을 측정하여 저장하는 구성으로, 설정된 기울기에 대해 상기 작동정도조절모듈(32)에 의해 조절되는 각 작동정도에서의 전압을 측정하여 저장하도록 한다. The voltage measurement storage module 33 measures and stores the output voltage of the fuel cell according to the operating degree, and measures the voltage at each operating degree controlled by the operating degree adjusting module 32 with respect to the set slope. and save it.

상기 전압비교모듈(34)은 전압측정저장모듈(33)에 의해 저장되는 전압값을 비교하는 구성으로, 설정된 기울기에서 각 작동정도에 따른 전압값을 비교하도록 한다. The voltage comparison module 34 is a component that compares the voltage values stored by the voltage measurement storage module 33, and compares the voltage values according to each operating degree at a set slope.

상기 작동정도설정모듈(35)은 전압값의 비교 결과에 따라 설정된 기울기에서의 작동정도를 설정하여 저장하는 구성으로, 설정된 전압값을 만족시키는 최소의 작동정도를 만족시키는 값으로 설정되도록 한다. 여기서 설정된 전압값이란 정상 상태의 연료전지가 목표로 하는 출력을 의미하며, 비행체의 기울어짐에도 목표 출력을 만족시킬 수 있는 전압을 가질 수 있도록 하는 작동정도의 설정이 이루어지도록 한다. 상기 작동정도설정모듈(35)은 과급비율설정모듈(351), 수소압력설정모듈(352), 퍼지주기설정모듈(353)에 의해 설정된 전압값을 출력시킬 수 있는 공기 과급비율, 수소 공급압력, 퍼지주기의 설정이 이루어지도록 하며, 최소환의 공기 과급비율과 수소공급압력, 최대한의 퍼지주기로 설정된 전압을 출력할 수 있는 작동정도를 설정하여 저장될 수 있도록 한다. The operating degree setting module 35 is configured to set and store the operating degree at the set slope according to the comparison result of the voltage value, and set it to a value that satisfies the minimum operating degree that satisfies the set voltage value. Here, the set voltage value means the target output of the fuel cell in a steady state, and the operating degree is set so that it has a voltage that can satisfy the target output even when the aircraft is tilted. The operation degree setting module 35 includes an air supercharging ratio capable of outputting a voltage value set by the supercharging ratio setting module 351, the hydrogen pressure setting module 352, and the purge cycle setting module 353, the hydrogen supply pressure, The purge cycle is set, and the minimum air supercharging ratio, hydrogen supply pressure, and operating degree capable of outputting the voltage set at the maximum purge cycle are set and stored.

상기 설정최적화부(4)는 상기 작동설정부(3)에 의한 작동정도의 설정을 최적화하는 구성으로, 비행체가 실제로 비행할 때마다 실제 출력되는 전압을 이용하여 작동설정부(3)에 의해 설정되는 작동정도의 수정이 이루어지도록 한다. 따라서, 상기 설정최적화부(4)는 비행체의 비행시 작동정도와 출력 전압을 다시 작동설정부(3)에 입력하여 작동정도에 따른 전압값의 비교가 이루어지도록 하며, 일 예로 실제 출력전압이 설정된 전압에 미치지 못하는 경우 작동정도를 더욱 높이도록 수정이 이루어지도록 할 수 있다. 이를 통해, 상기 설정최적화부(4)는 실제 비행체의 비행정보를 반영하여 성능 유지의 정확성이 더욱 향상되도록 할 수 있다. 상기 설정최적화부(4)는 기울기저장모듈(41), 작동정보저장모듈(42), 전압정보저장모듈(43), 전압정보비교모듈(44), 작동정도수정모듈(45)을 포함할 수 있다. The setting optimization unit 4 is configured to optimize the setting of the operation level by the operation setting unit 3, and is set by the operation setting unit 3 using the voltage actually output whenever the aircraft actually flies. Correction of the degree of operation to be made. Therefore, the setting optimization unit 4 inputs the operating degree and output voltage during flight of the aircraft back to the operating setting unit 3 so that the voltage value according to the operating degree is compared. For example, the actual output voltage is set If the voltage is not met, corrections can be made to further increase the degree of operation. Through this, the setting optimization unit 4 can further improve the accuracy of performance maintenance by reflecting the flight information of the actual aircraft. The setting optimization unit 4 may include a tilt storage module 41, an operation information storage module 42, a voltage information storage module 43, a voltage information comparison module 44, and an operation degree correction module 45. have.

상기 기울기저장모듈(41)은 비행체의 비행에서의 기울기 정보를 저장하는 구성으로, 시시각각으로 변하는 기울기정보를 저장하도록 할 수 있다. The inclination storage module 41 is configured to store inclination information in the flight of the aircraft, and may store inclination information that varies from moment to moment.

상기 작동정보저장모듈(42)은 실제 조절이 이루어진 작동정보를 저장하는 구성으로, 과급비율저장모듈(421), 수소압력저장모듈(422), 퍼지주기저장모듈(423)에 의해 각 기울기에 따른 공기 과급비율, 수소 공급압력, 퍼지 주기에 대한 정보가 저장되도록 할 수 있다. The operation information storage module 42 is configured to store operation information in which the actual adjustment is made, and the supercharging ratio storage module 421, the hydrogen pressure storage module 422, and the purge period storage module 423 store the operation information according to each inclination. Information on the air boost ratio, hydrogen supply pressure, and purge cycle can be stored.

상기 전압정보저장모듈(43)은 작동정도의 조절에 따른 출력 전압을 저장하는 구성으로, 각 기울기에서의 작동정보와 함께 전압측정모듈(12)에 의해 측정되는 전압 정보의 저장이 이루어지도록 한다. The voltage information storage module 43 is configured to store the output voltage according to the adjustment of the operation degree, and the voltage information measured by the voltage measurement module 12 is stored together with the operation information at each slope.

상기 전압정보비교모듈(44)은 전압정보저장모듈(43)에 의해 저장된 전압정보를 바탕으로 작동설정부(3)에서의 작동정도에 따른 전압정보와의 비교가 이루어지도록 하는 구성으로, 실제 출력된 전압과 설정된 작동 정도에 따른 전압, 그리고 설정된 전압과의 비교가 이루어지도록 한다. The voltage information comparison module 44 is configured to compare with the voltage information according to the degree of operation in the operation setting unit 3 based on the voltage information stored by the voltage information storage module 43, and the actual output Comparison between the set voltage, the voltage according to the set operating degree, and the set voltage is made.

상기 작동정도수정모듈(45)은 전압정보비교모듈(44)에 의한 비교 결과에 따라 작동정도설정모듈(35)에 의해 설정되는 기울기별 작동정도 정보를 수정하는 구성으로, 최소의 작동으로 설정된 전압을 출력할 수 있는 작동정도에 관한 정보를 수정하도록 한다. 상기 작동정도수정모듈(45)은 과급비율수정모듈(451), 수소압력수정모듈(452), 퍼지주기수정모듈(453)을 통해 과급비율, 수소압력, 퍼지주기에 대한 작동정도의 수정이 이루어지도록 할 수 있으며, 일 예로 설정된 전압보다 낮은 전압이 출력된 경우 과급비율, 수소압력을 높이거나 퍼지주기를 짧게 변경하도록 하고, 설정된 전압보다 높은 전압이 출력된 경우 전압이 높아진 비율만큼 과급비율, 수소압력을 줄이거나 퍼지주기를 길게 변경하도록 할 수 있다. The operating degree correction module 45 is configured to correct the operating degree information for each slope set by the operating degree setting module 35 according to the comparison result by the voltage information comparison module 44, and the voltage set to the minimum operation. Modify the information about the degree of operation that can output The operation degree correction module 45 is modified through the supercharge ratio correction module 451, the hydrogen pressure correction module 452, and the purge cycle correction module 453 to modify the operation degree for the supercharge rate, hydrogen pressure, and purge cycle. For example, when a voltage lower than the set voltage is output, the supercharge rate, hydrogen pressure is increased or the purge cycle is shortened, and when a voltage higher than the set voltage is output, the boost rate by the rate at which the voltage is increased, hydrogen The pressure can be reduced or the purge cycle can be changed to a longer period.

상기 이상감지부(5)는 연료전지 제어시스템의 이상을 감지하는 구성으로, 상기 작동설정부(3)에 의한 기울기에 따른 작동정도의 설정과 이에 따른 작동조절부(2)의 작동에 관한 이상을 감지하도록 한다. 상기 이상감지부(5)는 상기 작동설정부(3)에 의해 설정된 작동정도에 따라 실제로 연료전지에서 발생하는 전압, 즉 상기 전압정보저장모듈(43)에 의해 저장되는 전압값을 작동설정부(3)에서 설정된 전압값과 비교하여 그 오차에 따라 이상을 감지하도록 한다. 다시 말해, 상기 작동설정부(3)는 설정된 전압값이 출력되도록 공기 과급 비율, 수소 공급압력, 퍼지주기를 설정하였으나, 실제 전압값이 설정된 전압값과 심각한 오차가 발생하는 경우 작동설정부(3) 또는 작동조절부(2)의 작동 이상으로 판단하여 이를 알리도록 한다. 또한, 상기 이상감지부(5)는 전압값의 오차가 심각하지는 않더라도 이에 근접하는 범위에서 지속되는 경우에는 시스템의 기능이 저하되는 것으로 판단하여 이를 미리 알릴 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 이상감지부(5)는 고장진단부(51) 및 저하진단부(52)를 포함할 수 있다. The abnormality detection unit 5 is configured to detect an abnormality in the fuel cell control system, and the operation setting unit 3 sets the degree of operation according to the inclination and the operation of the operation control unit 2 accordingly. to detect The abnormality detection unit 5 converts the voltage actually generated in the fuel cell according to the operation degree set by the operation setting unit 3, that is, the voltage value stored by the voltage information storage module 43 into the operation setting unit ( It compares with the voltage value set in 3) and detects an error according to the error. In other words, the operation setting unit 3 sets the air boost ratio, hydrogen supply pressure, and purge cycle so that the set voltage value is output, but if the actual voltage value and the set voltage value have a serious error, the operation setting unit 3 ) or an abnormal operation of the operation control unit 2 to inform it. In addition, the abnormality detection unit 5 determines that the function of the system is deteriorating when the error in the voltage value is not serious but continues in a range close to it, so that it can be notified in advance. To this end, the abnormality detection unit 5 may include a failure diagnosis unit 51 and a degradation diagnosis unit 52 .

상기 고장진단부(51)는 전압값의 오차가 심각한 경우 고장으로 진단하는 구성으로, 일시적인 오차가 발생할 수 있으므로, 그 반복빈도를 산출하여 고장의 진단이 이루어지도록 한다. 이를 위해, 상기 고장진단부(51)는 전압오차산출모듈(511), 설정값비교모듈(512), 반복빈도산정모듈(513), 고장알림모듈(514)을 포함할 수 있다. The failure diagnosis unit 51 is configured to diagnose a failure when the error in the voltage value is serious, and since a temporary error may occur, the failure diagnosis is made by calculating the repetition frequency. To this end, the failure diagnosis unit 51 may include a voltage error calculation module 511, a set value comparison module 512, a repetition frequency calculation module 513, and a failure notification module 514.

상기 전압오차산출모듈(511)은 전압값의 오차를 산출하는 구성으로, 실제 비행체의 비행시의 전압값과 작동설정부(3)에서 성능을 유지하기 위한 기준으로 설정된 전압값의 오차를 산출하도록 한다. 따라서, 상기 전압오차산출모듈(511)은 상기 설정최적화부(4)의 전압정보저장모듈(43)에 의해 저장되는 전압과 상기 작동설정부(3)의 설정값을 비교하여 오차의 산출이 이루어지도록 할 수 있다. The voltage error calculation module 511 is configured to calculate the error of the voltage value, so as to calculate the error between the voltage value during actual flight of the aircraft and the voltage value set as a standard for maintaining performance in the operation setting unit 3 do. Therefore, the voltage error calculation module 511 compares the voltage stored by the voltage information storage module 43 of the setting optimization unit 4 with the set value of the operation setting unit 3 to calculate the error. you can make it

상기 설정값비교모듈(512)은 전압오차산출모듈(511)에 의해 산출되 전압값의 오차를 설정값과 비교하는 구성으로, 설정값은 시스템의 고장으로 진단할 수 있을 정도의 큰 값을 갖도록 한다. The set value comparison module 512 is a component that compares the error of the voltage value calculated by the voltage error calculation module 511 with the set value, so that the set value has a value large enough to diagnose a system failure. do.

상기 반복빈도산정모듈(513)은 전압오차가 설정값을 초과하는 빈도를 산정하는 구성으로, 특정 기울기에 관한 작동 중 설정값을 초과하는 횟수의 비율에 따라 반복 빈도를 산정하도록 할 수 있다. The repetition frequency calculation module 513 is configured to calculate the frequency at which the voltage error exceeds a set value, and the repetition frequency can be calculated according to the ratio of the number of times the voltage error exceeds the set value during operation with respect to a specific slope.

상기 고장알림모듈(514)은 시스템의 고장으로 진단하여 알리는 구성으로, 반복빈도산정모듈(513)에 의해 산정되는 반복빈도가 일정정도를 초과하는 경우 고장으로 진단하도록 할 수 있다. The failure notification module 514 is a component that diagnoses and informs of a failure of the system, and can diagnose a failure when the repetition frequency calculated by the repetition frequency calculation module 513 exceeds a certain level.

상기 저하진단부(52)는 시스템의 기능 저하를 진단하는 구성으로, 고장으로 진단될 정도로 전압값의 오차가 크지는 않으나, 고장으로 진단되는 오차에 근접한 범위에서 지속되는 경우에는 시스템의 기능이 저하된 것으로 판단하여 이를 알리도록 한다. 따라서, 상기 저하진단부(52)는 시스템의 고장이 발생하기 전에 기능 저하를 미리 진단하여 알리도록 함으로써, 미리 시스템을 점검할 수 있도록 하고, 이를 통해 시스템의 효율적인 관리가 이루어지도록 할 수 있다. 이를 위해, 상기 저하진단부(52)는 근접범위감지모듈(521), 오차누적저장모듈(522), 저하지수산출모듈(523), 저하알림모듈(524)을 포함할 수 있다. The degradation diagnosis unit 52 is a component for diagnosing functional degradation of the system. Although the error in the voltage value is not large enough to be diagnosed as a failure, if the error persists in a range close to the error diagnosed as a failure, the function of the system deteriorates. judge that it has been done and notify it. Accordingly, the degradation diagnosis unit 52 diagnoses and informs functional degradation in advance before a system failure occurs, so that the system can be inspected in advance, and through this, efficient management of the system can be achieved. To this end, the degradation diagnosis unit 52 may include a proximity range detection module 521, an error accumulation storage module 522, a degradation index calculation module 523, and a degradation notification module 524.

상기 근접범위감지모듈(521)은 전압값의 오차가 고장으로 진단되는 설정값 근처의 일정범위에 도달하는 것을 감지하는 구성으로, 상기 전압오차산출모듈(511)에 의해 산출되는 전압오차가 상기 설정값비교모듈(512)에 의해 설정되는 설정값을 포함하는 일정 범위에 도달하는 것을 감지하도록 한다. The proximity range detection module 521 detects that the error of the voltage value reaches a certain range near the set value diagnosed as a failure, and the voltage error calculated by the voltage error calculation module 511 is the set value. Reaching a certain range including the set value set by the value comparison module 512 is detected.

상기 오차누적저장모듈(522)은 전압값의 오차를 누적하여 저장하는 구성으로, 상기 근접범위감지모듈(521)에 의해 근접범위에 도달되는 것이 감지될 때마다 오차를 누적하여 저장하도록 한다. The error accumulation and storage module 522 is configured to accumulate and store errors of the voltage value, and accumulates and stores the errors whenever reaching the proximity range is detected by the proximity range detection module 521 .

상기 저하지수산출모듈(523)은 시스템의 기능이 저하되는 정도를 나타내는 저하지수를 산출하는 구성으로, 상기 오차누적저장모듈(522)에 의해 누적저장되는 전압값 오차에 따라 저하지수를 산출하도록 한다. 상기 저하지수산출모듈(523)은 누적되는 오차값에 따라 복수의 구간으로 나누어 저하지수가 설정되도록 할 수 있으며, 저하지수가 높을수록 고장이 발생할 위험이 높음을 의미하도록 할 수 있다. The degradation index calculation module 523 is a component that calculates a degradation index representing the degree of deterioration of the function of the system, and calculates the degradation index according to the voltage value error accumulated and stored by the error accumulation storage module 522. . The degradation index calculation module 523 may set the degradation index by dividing it into a plurality of sections according to the accumulated error value, and may indicate that the higher the degradation index, the higher the risk of failure.

상기 저하알림모듈(524)은 시스템의 기능 저하를 알리는 구성으로, 상기 저하지수산출모듈(523)에 의해 산출되는 저하지수가 일정값을 초과하는 경우 기능 저하로 판단하도록 할 수 있다. The deterioration notification module 524 is configured to inform the deterioration of the function of the system, and when the deterioration index calculated by the deterioration index calculation module 523 exceeds a predetermined value, it can be determined as deterioration.

본 발명의 다른 실싱예에 따른 비행체 연료전지 제어시스템을 도 9를 참조하여 설명하면, 상기 비행체 연료전지 제어시스템은 작동설정부(3) 및 설정최적화부(4) 대신 상관분석부(6)를 포함하도록 할 수 있다. Referring to the flight vehicle fuel cell control system according to another embodiment of the present invention with reference to FIG. 9, the flight vehicle fuel cell control system uses the correlation analysis unit 6 instead of the operation setting unit 3 and the setting optimization unit 4. can be included.

상기 상관분석부(6)는 비행체의 작동에 관한 정보를 누적저장하여 빅데이터를 형성하도록 하며, 빅데이터의 분석을 통해 연료전지의 작동 조절이 이루어질 수 있도록 한다. 또한, 상기 상관분석부(6)는 비행체 주변의 기온, 습도 등에 관한 환경정보를 고려하여 기울기에 따른 작동정도의 설정이 이루어질 수 있도록 하며, 환경정보, 기울기, 작동정도와 출력되는 전압의 기계적 학습 방식을 통한 상관관계의 분석이 이루어지도록 한다. 따라서, 상기 상관분석부(6)는 비행체의 기울어짐에 따라 입력변수들을 입력하여 전압값의 산출이 이루어지도록 하고, 작동정도별로 전압값을 비교하여 설정된 전압을 만족시키는 작동정도의 조절이 이루어질 수 있도록 한다. 이에 따라, 상기 상관분석부(6)는 환경정보 등을 반영하면서 빅데이터 분석을 통해 도출된 상관관계에 의해 작동정도의 조절이 이루어지도록 할 수 있으므로, 더욱 정확한 성능 유지를 위한 작동 조절이 이루어지도록 할 수 있다. 또한, 상기 상관분석부(6)는 실제 비행체의 비행이 이루어질 때마다 작동정보를 반영하여 상관관계의 갱신이 이루어지도록 하여 사용에 따른 정확성의 향상이 가능하도록 한다. 이를 위해, 상기 상관분석부(6)는 환경정보수신모듈(61), 기울기정보수신모듈(62), 작동정보수신모듈(63), 전압정보수신모듈(64), 누적정보저장모듈(65), 상관도출모듈(66), 전압값산출모듈(67), 작동설정모듈(68), 상관갱신모듈(69)을 포함할 수 있다. The correlation analysis unit 6 accumulates and stores information about the operation of the aircraft to form big data, and through the analysis of the big data, the operation of the fuel cell can be adjusted. In addition, the correlation analysis unit 6 allows setting of the degree of operation according to the inclination in consideration of environmental information such as air temperature and humidity around the aircraft, and mechanical learning of the environmental information, inclination, degree of operation and output voltage. Analysis of correlation through the method should be performed. Therefore, the correlation analysis unit 6 inputs input variables according to the inclination of the aircraft to calculate the voltage value, and compares the voltage value for each operating degree to adjust the operating degree to satisfy the set voltage. let it be Accordingly, since the correlation analysis unit 6 can adjust the degree of operation by the correlation derived through big data analysis while reflecting environmental information, etc., operation control for maintaining more accurate performance can be made can do. In addition, the correlation analysis unit 6 reflects operation information whenever an actual flight of the aircraft is performed so that the correlation is updated so that accuracy can be improved according to use. To this end, the correlation analysis unit 6 includes an environment information receiving module 61, a tilt information receiving module 62, an operation information receiving module 63, a voltage information receiving module 64, and an accumulation information storage module 65. , a correlation derivation module 66, a voltage value calculation module 67, an operation setting module 68, and a correlation update module 69.

상기 환경정보수신모듈(61)은 비행체의 비행시 주변 환경정보를 수신하여 저장하는 구성으로, 기온, 습도 등의 정보를 외부 서버 등으로부터 수신하여 저장하도록 할 수 있다. The environment information receiving module 61 is configured to receive and store surrounding environment information during flight of the aircraft, and may receive and store information such as temperature and humidity from an external server.

상기 기울기정보수신모듈(62)은 비행체의 기울기정보를 수신하여 저장하는 구성으로, 상기 기울기측정모듈(11)에 의해 측정되는 기울기정보를 수신하도록 한다. The inclination information receiving module 62 is configured to receive and store inclination information of the aircraft, and receives inclination information measured by the inclination measurement module 11.

상기 작동정보수신모듈(63)은 기울기에 따른 연료전지의 작동정보를 수신하여 저장하는 구성으로, 공기 과급비율, 수소 공급압력 및 퍼지주기에 대한 작동정도에 관한 정보를 수신하여 저장하도록 할 수 있다. The operation information receiving module 63 is configured to receive and store operation information of the fuel cell according to the inclination, and may receive and store information on the operation degree of the air supercharging ratio, hydrogen supply pressure, and purge cycle. .

상기 전압정보수신모듈(64)은 연료전지의 작동에 따른 출력 전압정보를 수신하여 저장하는 구성으로, 환경, 기울기, 작동정보와 매칭하여 함께 저장이 이루어지도록 한다. The voltage information receiving module 64 is a component that receives and stores output voltage information according to the operation of the fuel cell, and matches the environment, slope, and operation information to be stored together.

상기 누적정보저장모듈(65)은 일정기간 동안의 작동정보를 누적저장하여 빅데이터를 형성하는 구성으로, 상기 환경정보수신모듈(61), 기울기정보수신모듈(62), 작동정보수신모듈(63), 전압정보수신모듈(64)에 의해 수신되는 정보들을 누적하여 저장하도록 한다. The cumulative information storage module 65 accumulates and stores operation information for a certain period of time to form big data, and includes the environment information receiving module 61, the tilt information receiving module 62, and the operation information receiving module 63. ), the information received by the voltage information receiving module 64 is accumulated and stored.

상기 상관도출모듈(66)은 환경정보, 기울기정보, 작동정보와 전압정보의 상관관계를 도출하는 구성으로, 누적저장된 빅데이터들을 이용하여 인공신경망 등의 다양한 기계적 학습 방식을 통해 상관관계의 도출이 이루어지도록 한다. The correlation derivation module 66 is a component for deriving a correlation between environmental information, tilt information, operation information, and voltage information, and the derivation of the correlation is possible through various mechanical learning methods such as artificial neural networks using accumulated big data. make it happen

상기 전압값산출모듈(67)은 상관도출모듈(66)에 의해 산출된 상관관계에 의해 특정 환경, 기울기, 작동정도에서의 전압값을 산출하는 구성으로, 환경정보, 기울기정보, 과급비율, 수소압력, 퍼지주기 등에 관한 작동정도에 관한 정보를 입력변수로 입력하여 전압값의 산출이 이루어지도록 한다. 이때, 환경정보 및 기울기정보는 현재 비행체의 주변 환경정보, 기울기정보를 입력하도록 하며, 작동정도에 관한 정보는 입력 가능한 다양한 변수들을 입력하도록 하여 작동정도에 따른 전압값의 산출이 이루어지도록 한다. The voltage value calculation module 67 is configured to calculate a voltage value in a specific environment, slope, and operating degree based on the correlation calculated by the correlation derivation module 66, and environmental information, slope information, supercharging ratio, hydrogen The voltage value is calculated by inputting the information about the operation degree, such as pressure and purge cycle, as an input variable. At this time, environment information and tilt information allow input of the surrounding environment information and tilt information of the current aircraft, and information on the operation degree allows input of various variables that can be input so that the voltage value is calculated according to the operation degree.

상기 작동설정모듈(68)은 특정 환경, 기울기에 대한 연료전지의 작동정도를 설정하는 구성으로, 과급비율, 수소압력, 퍼지주기에 대한 설정이 이루어지도록 할 수 있다. 따라서, 상기 작동설정모듈(68)은 입력되는 작동정도에 따른 전압값들을 비교하여 설정된 전압을 만족시키는 최소의 작동 정도를 설정하도록 하며, 이에 따른 연료전지의 작동 조절이 이루어질 수 있도록 한다. The operation setting module 68 is a configuration for setting the operating degree of the fuel cell for a specific environment and inclination, and can make settings for the supercharging ratio, hydrogen pressure, and purge cycle. Therefore, the operation setting module 68 compares the voltage values according to the input operation level to set a minimum operation level that satisfies the set voltage, and accordingly, the operation of the fuel cell can be adjusted.

상기 상관갱신모듈(69)은 비행체의 비행시마다 상기 상관도출모듈(66)에 의해 도출되는 상관관계의 갱신이 이루어지도록 하는 구성으로, 실제 비행에서의 환경, 기울기, 작동정도, 전압값에 대한 정보들을 다시 입력하여 상관관계의 수정이 이루어질 수 있도록 한다. 이를 통해 상기 상관분석부(6)는 시간이 흐를수록 작동정도 설정의 정확성이 높아지도록 할 수 있다.The correlation update module 69 is configured to update the correlation derived by the correlation derivation module 66 whenever the vehicle is in flight, and information on the environment, inclination, operation degree, and voltage value in actual flight. are re-entered so that the correlation can be corrected. Through this, the correlation analysis unit 6 can increase the accuracy of the operation level setting as time goes by.

이상에서, 출원인은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.In the above, the applicant has described various embodiments of the present invention, but such embodiments are only one embodiment for implementing the technical idea of the present invention, and any changes or modifications are made according to the present invention as long as the technical idea of the present invention is implemented. should be construed as falling within the scope of

1: 상태측정부 11: 기울기측정모듈 12: 전압측정모듈
13: 유량측정모듈 14: 수소압력측정모듈 15: 퍼지주기측정모듈
2: 작동조절부 21: 기울기수신모듈 22: 작동정보조정모듈
3: 작동설정부 31: 기울기설정모듈 32: 작동정도조절모듈
33: 전압측정저장모듈 3 4: 전압비교모듈 35: 작동정도설정모듈
4: 설정최적화부 41: 기울기저장모듈 42: 작동정보저장모듈
43: 전압정보저장모듈 44: 전압정보비교모듈 45: 작동정도수정모듈
5: 이상감지부 51: 고장진단부 511: 전압오차산출모듈
512: 설정값비교모듈 513: 반복빈도산정모듈 514: 고장알림모듈
52: 저하진단부 521: 근접범위감지모듈 522: 오차누적저장모듈
523: 저하지수산출모듈 524: 저하알림모듈
6: 상관분석부 61: 환경정보수신모듈 62: 기울기정보수신모듈
63: 작동정보수신모듈 64: 전압정보수신모듈 65: 누적정보저장모듈
66: 상관도출모듈 67: 전압값산출모듈 68: 작동설정모듈
69: 상관갱신모듈Reference Numerals 1: state measurement unit 11: slope measurement module 12: voltage measurement module
13: flow rate measurement module 14: hydrogen pressure measurement module 15: purge period measurement module
2: operation control unit 21: tilt receiving module 22: operation information adjustment module
3: operation setting unit 31: tilt setting module 32: operation degree adjustment module
33: voltage measurement storage module 3 4: voltage comparison module 35: operation degree setting module
4: setting optimization unit 41: tilt storage module 42: operation information storage module
43: voltage information storage module 44: voltage information comparison module 45: operation degree correction module
5: anomaly detection unit 51: failure diagnosis unit 511: voltage error calculation module
512: set value comparison module 513: repetition frequency calculation module 514: fault notification module
52: degradation diagnosis unit 521: proximity range detection module 522: error accumulation storage module
523: degradation index calculation module 524: degradation notification module
6: correlation analysis unit 61: environmental information receiving module 62: tilt information receiving module
63: operation information receiving module 64: voltage information receiving module 65: accumulation information storage module
66: correlation derivation module 67: voltage value calculation module 68: operation setting module
69: correlation update module

Claims (8)

비행체 내부에 형성되어 비행체의 기울기 및 연료전지의 상태를 측정하는 상태측정부와, 비행체의 기울어짐에도 연료전지의 성능을 유지하도록 연료전지의 작동을 조절하는 작동조절부와, 비행체의 기울기에 따른 연료전지의 작동정도를 설정하는 작동설정부를 포함하고,
상기 작동조절부는
비행체의 기울기 정보를 수신하는 기울기수신모듈과; 비행체의 기울기에 따라 연료전지에 대한 공기의 과급비율, 수소의 공급압력, 수소의 퍼지주기 중 어느 하나를 조절하여 연료전지의 성능을 유지시키는 작동정보조정모듈;을 포함하며,
상기 작동설정부는,
비행체의 기울기를 설정하는 기울기설정모듈과, 설정된 기울기에서 과급비율, 수소압력, 퍼지주기 중 어느 하나의 작동정도를 조절하는 작동정도조절모듈과, 각 작동정도에서의 연료전지에서 발생되는 전압을 측정하여 저장하는 전압측정저장모듈과, 각 작동정도에서 발생되는 전압을 비교하는 전압비교모듈과, 비행체의 기울어짐에도 설정된 전압을 발생시키도록 기울기에 따른 과급비율, 수소압력, 퍼지주기 중 어느 하나의 작동 정도를 설정하는 작동정도설정모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 비행체 연료전지 제어시스템. A state measuring unit formed inside the aircraft to measure the inclination of the aircraft and the state of the fuel cell, an operation control unit to control the operation of the fuel cell to maintain the performance of the fuel cell even when the aircraft is tilted, and Including an operation setting unit for setting the operating degree of the fuel cell,
The operating control unit
a tilt receiving module for receiving tilt information of the vehicle; An operation information adjustment module that maintains the performance of the fuel cell by adjusting any one of the air supercharging ratio, hydrogen supply pressure, and hydrogen purge cycle for the fuel cell according to the inclination of the aircraft; includes,
The operation setting unit,
A tilt setting module that sets the inclination of the vehicle, an operation level control module that adjusts the operation level of any one of the supercharging ratio, hydrogen pressure, and purge cycle at the set tilt, and measures the voltage generated by the fuel cell at each operation level A voltage measurement storage module that stores the voltage measurement and storage, a voltage comparison module that compares the voltage generated at each operation level, and a boost rate according to the slope to generate the set voltage even when the aircraft is tilted, hydrogen pressure, purge cycle, any one of An air vehicle fuel cell control system comprising an operation degree setting module for setting an operation degree. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 비행체 연료전지 제어시스템은
실제 비행체의 비행 후 상기 작동설정부에 의한 작동정도의 설정을 최적화는 설정최적화부를 포함하고,
상기 설정최적화부는,
비행시 비행체의 기울기 정보를 저장하는 기울기저장모듈과, 기울기에 따른 작동정보조정모듈에 의한 작동 정보를 저장하는 작동정보저장모듈과, 작동시 전압정보를 저장하는 전압정보저장모듈과, 작동시 전압과 상기 작동설정부에서 설정된 전압을 비교하는 전압정보비교모듈과, 작동시 전압을 고려하여 상기 작동정도설정모듈에 의해 설정되는 과급비율, 수소압력, 퍼지주기 중 어느 하나의 작동정도를 수정하는 작동정도수정모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 비행체 연료전지 제어시스템. The method of claim 1, wherein the flight vehicle fuel cell control system
A setting optimization unit for optimizing the setting of the operation degree by the operation setting unit after the flight of the actual aircraft,
The setting optimization unit,
A tilt storage module for storing tilt information of the aircraft during flight, an operation information storage module for storing operation information by an operation information adjustment module according to the tilt, a voltage information storage module for storing voltage information during operation, and a voltage during operation. A voltage information comparison module that compares the voltage set in the operation setting unit with the voltage information comparison module, and an operation that corrects the operation degree of any one of the boost ratio, hydrogen pressure, and purge cycle set by the operation degree setting module in consideration of the voltage during operation An air vehicle fuel cell control system comprising an accuracy correction module. 제 4 항에 있어서, 상기 비행체 연료전지 제어시스템은
상기 작동설정부에 의해 설정된 전압과 실제 비행시의 전압의 차이에 따라 시스템의 이상을 감지하는 이상감지부를 포함하고,
상기 이상감지부는 전압차가 설정값을 초과하여 반복되는 경우 시스템의 고장으로 진단하는 고장진단부를 포함하며,
상기 고장진단부는,
전압차를 산출하는 전압오차산출모듈과, 산출된 전압차를 설정값과 비교하는 설정값비교모듈과, 전압차가 설정값을 초과하는 빈도를 산출하는 반복빈도산정모듈과, 산출되는 빈도가 일정 정도를 초과하는 경우 시스템의 고장으로 진단하는 고장진단모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 비행체 연료전지 제어시스템. The method of claim 4, wherein the flight vehicle fuel cell control system
An abnormality detection unit for detecting an abnormality of the system according to a difference between the voltage set by the operation setting unit and the voltage during actual flight;
The abnormality detecting unit includes a fault diagnosis unit for diagnosing a system failure when the voltage difference repeatedly exceeds a set value,
The fault diagnosis unit,
A voltage error calculation module that calculates the voltage difference, a set value comparison module that compares the calculated voltage difference with a set value, a repetition frequency calculation module that calculates the frequency at which the voltage difference exceeds the set value, and the calculated frequency is to a certain extent. Flight vehicle fuel cell control system comprising a failure diagnosis module for diagnosing a failure of the system if it exceeds. 제 5 항에 있어서, 상기 이상감지부는
상기 고장진단부에 의해 고장으로 진단되기 전이라도 전압값에 지속적인 오차가 발생하는 경우 시스템의 기능 저하로 판단하여 이를 알리는 저하진단부를 포함하고,
상기 저하진단부는,
전압값의 오차가 고장으로 진단되는 설정값 이하의 일정범위에 도달하는 것을 감지하는 근접범위감지모듈과, 근접범위에 도달하는 경우 전압값의 오차를 누적하여 저장하는 오차누적저장모듈과, 오차의 누적값에 따라 저하지수를 산출하는 저하지수산출모듈과, 저하지수가 일정값을 초과하는 경우 시스템의 기능 저하로 판단하여 이를 알리는 저하알림모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 비행체 연료전지 제어시스템. The method of claim 5, wherein the abnormality detection unit
A deterioration diagnosis unit for determining that the function of the system is deteriorating and informing thereof when a continuous error occurs in the voltage value even before being diagnosed as a failure by the malfunction diagnosis unit,
The degradation diagnosis unit,
A proximity range detection module that detects that the error of the voltage value reaches a certain range below the set value that is diagnosed as a failure, an error accumulation storage module that accumulates and stores the error of the voltage value when it reaches the proximity range, and Flight vehicle fuel cell control system characterized in that it comprises a degradation index calculation module that calculates the degradation index according to the accumulated value, and a degradation notification module that determines that the function of the system is deteriorated when the degradation index exceeds a certain value. 제 1 항에 있어서, 상기 비행체 연료전지 제어시스템은
환경정보와 비행체의 기울기에 따른 작동정보를 누적 저장하여 연료전지 출력과의 상관관계를 분석하고, 상관관계에 따라 기울기에 따른 연료전지의 작동이 이루어지도록 하는 상관분석부;를 포함하며,
상기 상관분석부는,
비행체 주변의 기온, 습도에 관한 환경정보를 수신하는 환경정보수신모듈과; 비행체의 기울기정보를 수신하는 기울기정보수신모듈과; 기울기에 따른 연료전지의 과급비율, 수소압력, 퍼지주기 중 하나 이상에 대한 작동정보를 수신하는 작동정보수신모듈과; 연료전지의 전압 정보를 수신하는 전압정보수신모듈과; 수신되는 환경정보, 기울기정보, 작동정보, 전압정보를 누적하여 저장하는 누적정보저장모듈과; 누적 저장된 정보들을 이용하여 환경정보, 기울기정보, 작동정보와 전압정보의 상관관계를 도출하는 상관도출모듈과; 현재 비행체의 환경정보, 기울기정보를 수신하고, 작동정보를 입력하여 작동정보에 따른 전압값을 산출하는 전압값산출모듈과; 작동정보에 따른 전압값을 비교하여 설정된 전압값을 만족시키는 작동정도를 설정하는 작동설정모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 비행체 연료전지 제어시스템. The method of claim 1, wherein the flight vehicle fuel cell control system
A correlation analysis unit that analyzes the correlation with the fuel cell output by accumulating and storing environmental information and operating information according to the inclination of the aircraft, and enables the operation of the fuel cell according to the inclination according to the correlation;
The correlation analysis unit,
an environmental information receiving module for receiving environmental information about air temperature and humidity around the aircraft; a tilt information receiving module for receiving tilt information of the aircraft; an operation information receiving module for receiving operation information on one or more of a fuel cell boost ratio, hydrogen pressure, and purge cycle according to a slope; a voltage information receiving module for receiving voltage information of the fuel cell; an accumulation information storage module for accumulating and storing received environmental information, tilt information, operation information, and voltage information; a correlation derivation module for deriving a correlation between environment information, tilt information, operation information, and voltage information using accumulated and stored information; a voltage value calculation module that receives environmental information and tilt information of the current vehicle, inputs operating information, and calculates a voltage value according to the operating information; An operation setting module that compares voltage values according to operation information and sets an operation degree that satisfies the set voltage value; flight vehicle fuel cell control system comprising a. 제 7 항에 있어서, 상기 상관분석부는
비행체의 비행시마다 누적저장되는 환경정보, 기울기정보, 작동정보, 전압정보에 따라 상관관계를 갱신하는 상관갱신모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 비행체 연료전지 제어시스템. The method of claim 7, wherein the correlation analysis unit
An air vehicle fuel cell control system comprising a correlation update module for updating a correlation according to environment information, tilt information, operation information, and voltage information accumulated and stored for each flight of the vehicle.
KR1020210004807A 2021-01-13 2021-01-13 A Fuel Cell Control System of Air Vehicle KR102473896B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210004807A KR102473896B1 (en) 2021-01-13 2021-01-13 A Fuel Cell Control System of Air Vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210004807A KR102473896B1 (en) 2021-01-13 2021-01-13 A Fuel Cell Control System of Air Vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220102702A KR20220102702A (en) 2022-07-21
KR102473896B1 true KR102473896B1 (en) 2022-12-07

Family

ID=82610040

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210004807A KR102473896B1 (en) 2021-01-13 2021-01-13 A Fuel Cell Control System of Air Vehicle

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102473896B1 (en)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101148764B1 (en) * 2009-12-23 2012-05-24 주식회사 효성 Diagnosis Method to examine state of fuel cell and Diagnosis Apparatus thereof
KR102049642B1 (en) * 2017-11-24 2019-11-27 (주)두산 모빌리티 이노베이션 Fuel cell powerpack for drone, and state information monitoring method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220102702A (en) 2022-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100966226B1 (en) Fuel cell system
US8778549B2 (en) Fuel cell system
US20160114793A1 (en) Fuel cell system, fuel cell vehicle, and method for evaluating operational failure of on-off valve
US7968241B2 (en) Fuel cell system and method of controlling gas pressure in fuel cell system
US8211581B2 (en) Control apparatus and control method for fuel cell
US20100239930A1 (en) Fuel cell system and method of controlling the same
US7318971B2 (en) Fuel cell system utilizing control of operating current to adjust moisture content within fuel cell
US11063273B2 (en) Fuel cell system
US9793561B2 (en) Fuel cell system and control method of fuel cell system
US20070028666A1 (en) Gas sensor and output processing method thereof
KR20200054513A (en) Mehtod for compensating error of hydrogen pressure sensor for fuel cell system of vehicle and fuel cell system using the same
US9812718B2 (en) Fuel cell system
JP3928526B2 (en) Fuel cell system
US7666535B2 (en) Fuel cell system and method of operating a fuel cell system
KR102473896B1 (en) A Fuel Cell Control System of Air Vehicle
JP5422947B2 (en) Diagnostic system and fuel cell system
JP2012004138A (en) Fuel cell system
KR102348112B1 (en) Apparatus and method for calibrating pressor sensor of fuel cell system
KR20230133076A (en) Method and system for correcting offset of hydrogen pressure sensor in fuel cell
KR20210011525A (en) Appartus and method for controlling emergency driving for fuel cell vehicle
KR20200075075A (en) Voltage control method for fuel cell stack and fuel cell system for vehicle
JP2015057777A (en) Fuel cell device and operation method of fuel cell device
KR102516960B1 (en) A Fuel Cell System for Drone
US20240105977A1 (en) Apparatus for sensing voltage information of fuel cell
US20210351457A1 (en) Metal-air battery apparatus and method of controlling temperature thereof

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant