KR102540936B1 - 파워 플랜트의 냉각계 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파워 플랜트의 냉각계 제어 방법에 관한 것으로, 연료전지 차량의 파워 플랜트를 구성하는 각 PMC의 냉각수 온도에 기초하여 각 PMC에 구비된 냉각계를 제어함으로써, 각 PMC의 온도가 기준범위를 벗어나지 않도록 하여 연료전지의 열화를 방지할 수 있는 파워 플랜트의 냉각계 제어 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 파워 플랜트의 냉각계 제어 방법에 있어서, 상위 제어기가 파워 플랜트를 구성하는 각 PMC(Power Module Complete)로부터 냉각수 온도값을 전송받는 단계; 상기 상위 제어기가 각 PMC로부터 전송받은 온도값에 기초하여 대푯값을 결정하는 단계; 상기 상위 제어기가 상기 결정된 대푯값을 각 PMC로 전송하는 단계; 및 상기 각 PMC의 제어기가 상기 전송받은 대푯값에 기초하여 냉각계를 제어하는 단계를 포함한다.

Description

파워 플랜트의 냉각계 제어 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING COOLING SYSTEM OF POWER PLANT}
본 발명은 연료전지 차량에 탑재된 파워 플랜트의 각 냉각계(Thermal Management System, TMS)를 제어하는 기술에 관한 것이다.
연료전지 차량은 동력원으로서 사용하는 복수의 연료전지 셀들을 적층시킨 연료전지 스택, 연료전지 스택에 연료인 수소 등을 공급하는 연료공급 시스템, 전기화학반응에 필요한 산화제인 산소를 공급하는 공기공급 시스템, 연료전지 스택의 온도를 제어하는 물과 열 관리 시스템 등을 포함한다.
연료공급 시스템은 수소탱크 내부의 압축수소를 감압하여 스택의 연료극(애노드)으로 공급하며, 공기공급 시스템은 공기블로워를 작동시켜 흡입한 외부공기를 스택의 공기극(캐소드)으로 공급한다.
스택의 연료극에 수소가 공급되고, 공기극에 산소가 공급되면, 연료극에서는 촉매반응을 통해 수소이온이 분리된다. 분리된 수소 이온은 전해질 막을 통해 공기극인 산화극으로 전달되고, 산화극에서는 연료극에서 분리된 수소 이온과 전자 및 산소가 함께 전기화학적 반응을 일으켜 이를 통해 전기 에너지를 얻을 수 있다. 구체적으로 연료극에서는 수소의 전기 화학적 산화가 일어나고, 공기극에서는 산소의 전기 화학적 환원이 일어나며, 이때 생성되는 전자의 이동으로 인해 전기와 열이 발생되고, 수소와 산소가 결합하는 화학 작용에 의해 수증기 또는 물이 생성된다.
연료전지 스택의 전기 에너지 생성 과정에서 발생되는 수증기와 물 및 열과 같은 부산물과 반응되지 않은 수소 및 산소 등을 배출하기 위해 배출 장치가 구비되며, 수증기, 수소 및 산소와 같은 가스들은 배기 통로를 통해 대기 중으로 배출된다.
연료전지를 구동하기 위한 공기 블로워, 수소 재순환 블로워, 워터 펌프 등의 구성들은 메인 버스단에 연결되어 연료전지 시동을 용이하게 하며, 메인 버스단에는 전력 차단 및 연결을 용이하게 하기 위한 각종 릴레이들과, 연료전지로 역전류가 흐르지 않도록 하는 다이오드가 연결될 수 있다.
공기 블로워를 통해 공급된 건조한 공기는 가습기를 통해 가습된 뒤, 연료전지 스택의 캐소드(Cathode, 공기극)에 공급되며, 캐소드의 배기 가스는 내부에서 발생한 물 성분에 의해 가습된 상태로 가습기에 전해져 공기 블로워에 의해 캐소드로 공급될 건조공기를 가습하는데 사용될 수 있다.
한편, 상용 연료전지 차량에는 승용 연료전지 차량에 적용되는 연료전지시스템(Power Module Complete, PMC)이 병렬로 구성된 파워 플랜트가 탑재된다. 즉, 상용 연료전지 차량에는 복수개의 PMC가 병렬로 구성된 파워 플랜트가 탑재된다.
이에 따라 각 PMC에 구비된 냉각계(TMS)를 하나의 라디에이터를 기준으로 직렬 연결하는 냉각라인(배관)이 구비된다. 이때, 각 PMC는 라디에이터로부터 이격된 거리가 서로 다르기 때문에 라디에이터로부터 각 PMC까지의 냉각라인의 길이가 서로 다르다. 이로 인해, 라디에이터로부터 각 PMC에 도달하는 냉각수의 유량과 온도가 달라진다.
종래에는 라디에이터로부터 각 PMC에 도달하는 냉각수의 유량과 온도가 다름에도 불구하고, 각 PMC에 구비된 냉각계의 CSP(Coolant Supply Pump)와 CTV(Coolant Temperature control Valve) 등을 동일하게 제어했기 때문에 연료전지의 출력에 상응하는 냉각수의 온도범위를 벗어나는 경우가 발생하여, 결국 연료전지의 열화를 가속시키는 문제점이 있었다.
대한민국등록특허 제10-0837975호
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 연료전지 차량의 파워 플랜트를 구성하는 각 PMC의 냉각수 온도에 기초하여 각 PMC에 구비된 냉각계를 제어함으로써, 각 PMC의 온도가 기준범위를 벗어나지 않도록 하여 연료전지의 열화를 방지할 수 있는 파워 플랜트의 냉각계 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 운전중인 제1 PMC가 정지되는 경우에 상기 제1 PMC에 구비된 CTV를 기준시간동안 최대로 오픈시키고, 아울러 운전중인 제2 PMC에 구비된 냉각계를 기준시간동안 최대로 동작시킴으로써, 제2 PMC의 냉각계를 이용하여 제1 PMC을 신속히 냉각시켜 제1 PMC의 열화를 방지할 수 있는 파워 플랜트의 냉각계 제어 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 파워 플랜트의 냉각계 제어 방법에 있어서, 상위 제어기가 파워 플랜트를 구성하는 각 PMC(Power Module Complete)로부터 냉각수 온도값을 전송받는 단계; 상기 상위 제어기가 각 PMC로부터 전송받은 온도값에 기초하여 대푯값을 결정하는 단계; 상기 상위 제어기가 상기 결정된 대푯값을 각 PMC로 전송하는 단계; 및 상기 각 PMC의 제어기가 상기 전송받은 대푯값에 기초하여 냉각계를 제어하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 대푯값을 결정하는 단계는 상기 각 PMC로부터 전송받은 온도값의 평균값을 대푯값으로 결정할 수 있다.
또한, 상기 대푯값을 결정하는 단계는 상기 각 PMC로부터 전송받은 온도값 중에서 최대값을 대푯값으로 결정할 수도 있다.
또한, 상기 온도값은 연료전지의 냉각수 출구에서 측정된 온도일 수 있다.
또한, 상기 냉각계는 CTV(Coolant Temperature control Valve)와 CSP(Coolant Supply Pump)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 냉각계를 제어하는 단계는 상기 각 PMC의 제어기가 대푯값에 상응하는 CTV의 개도량이 기록된 제1 테이블과 대푯값에 상응하는 CSP의 RPM(Revolution per minute) 값이 기록된 제2 테이블을 저장하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 각 PMC의 제어기는 동일한 제1 테이블과 제2 테이블을 저장할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 방법은, 파워 플랜트의 냉각계 제어 방법에 있어서, 상위 제어기가 파워 플랜트를 구성하는 각 PMC별로 냉각수 온도에 상응하는 CSP(Coolant Supply Pump)의 RPM(Revolution per minute) 값이 기록된 테이블을 생성하는 단계; 상기 상위 제어기가 상기 생성된 테이블을 해당 PMC로 배포하는 단계; 및 상기 각 PMC의 제어기가 배포된 테이블에 기초하여 냉각계를 제어하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 테이블을 생성하는 단계는 상기 상위 제어기가 각 PMC를 대상으로 라디에이터로부터의 이격거리에 따른 냉각 차이를 고려하여 테이블을 생성할 수 있다.
또한, 상기 냉각수 온도는 상기 각 PMC에 구비된 연료전지의 냉각수 출구에서 측정된 온도일 수 있다.
또한, 상기 냉각계는 CTV(Coolant Temperature control Valve)와 CSP를 포함할 수 있다.
또한, 상기 냉각계를 제어하는 단계는 상기 각 PMC의 제어기가 냉각수 온도에 상응하는 CTV의 개도량이 기록된 개도량 테이블을 저장하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 각 PMC의 제어기는 동일한 개도량 테이블을 저장할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 방법은, 파워 플랜트의 냉각계 제어 방법에 있어서, 운전중인 제1 PMC와 제2 PMC 중에서 상기 제2 PMC가 정지됨에 따라 상위 제어기가 상기 제2 PMC의 CTV(Coolant Temperature control Valve)를 오픈시키는 단계; 상기 상위 제어기가 상기 제1 PMC의 냉각계를 최대로 동작시키는 단계; 상기 상위 제어기가 기준시간이 경과하면 상기 제2 PMC의 CTV를 닫는 단계; 및 상기 상위 제어기가 기준시간이 경과하면 상기 제1 PMC의 냉각계를 정상 운전시키는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 제2 PMC의 CTV를 오픈시키는 단계는 상기 제2 PMC의 CTV의 개도량이 100%가 되도록 할 수 있다.
또한, 상기 제1 PMC의 냉각계를 최대로 동작시키는 단계는 상기 제1 PMC의 CTV의 개도량이 100%가 되도록 하고, 상기 제1 PMC의 CSP가 최대 RPM을 갖도록 할 수 있다.
또한, 상기 제2 PMC의 CTV를 닫는 단계는 상기 제2 PMC의 CTV의 개도량이 0%가 되도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 파워 플랜트의 냉각계 제어 방법은, 연료전지 차량의 파워 플랜트를 구성하는 각 PMC의 냉각수 온도에 기초하여 각 PMC에 구비된 냉각계를 제어함으로써, 각 PMC의 온도가 기준범위를 벗어나지 않도록 하여 연료전지의 열화를 방지할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 파워 플랜트의 냉각계를 제어하는 구조를 나타내는 도면,
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 파워 플랜트를 구성하는 PCM의 구조를 나타내는 도면,
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 각 PMC에 상응하는 테이블을 나타내는 도면,
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 파워 플랜트의 냉각계 배관 구조를 나타내는 도면으로서, 제1 PMC(10a)와 제2 PMC(10b)가 모두 운전중인 경우의 냉각수 순환 구조를 나타냄,
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 파워 플랜트의 냉각계 배관 구조를 나타내는 도면으로서, 제1 PMC(10a)는 계속해서 운전중이고 제2 PMC(10b)는 운전이 정지된 경우의 냉각수 순환 구조를 나타냄,
도 5 는 본 발명의 제1 실시예에 따른 파워 플랜트의 냉각계 제어 방법에 대한 흐름도,
도 6 은 본 발명의 제2 실시예에 따른 파워 플랜트의 냉각계 제어 방법에 대한 흐름도,
도 7 은 본 발명의 제3 실시예에 따른 파워 플랜트의 냉각계 제어 방법에 대한 흐름도,
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 파워 플랜트의 냉각계 제어 방법을 실행하기 위한 컴퓨팅 시스템을 보여주는 블록도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 파워 플랜트의 냉각계를 제어하는 구조를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 파워 플랜트의 냉각계를 제어하는 구조(100)는, 복수의 PMC(Power Module Complete, 10)로 이루어진 파워 플랜트를 상위 제어기(20)가 제어하는 구조를 갖는다.
각 PMC(10)에는 냉각계가 구비되는데, 각 PMC(10)에 구비된 제어기(15)는 해당 냉각계를 실질적으로 제어하는 역할을 수행하며, 상위 제어기(20)는 각 PMC(10)에 구비된 제어기(15)를 제어하는 역할을 수행한다.
각 PMC(10)는 일례로 도 2에 도시된 바와 같은 구조를 갖을 수 있다. 다만, 각 PMC(10)의 냉각계는 라디에이터(30)를 기준으로 직렬 연결되기 때문에 라디에이터와의 거리에 따라 냉각라인의 길이는 달라질 수 있다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 파워 플랜트를 구성하는 PCM의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 파워 플랜트의 PCM(10)는, CTV(Coolant Temperature control Valve, 11), CSP(Coolant Supply Pump, 12), 연료전지(13), 온도센서(Temperature Sensor, 14), 및 제어기(15)를 포함할 수 있다.
상기 각 구성요소들에 대해 살펴보면, CTV(11)는 냉각수의 온도를 제어하기 위한 밸브로서, 라디에이터(30)로부터 공급되는 저온의 냉각수 유량을 조절한다.
CSP(12)는 CTV(11)를 통해 유입된 냉각수에 압력을 가해 연료전지(13)에 공급하는 역할을 수행한다.
온도센서(14)는 연료전지(13)의 냉각수 출구에 위치하여 연료전지(13)로부터 유출되는 냉각수의 온도를 측정한다. 부가로, 연료전지(13)의 냉각수 입구에 위치하여 연료전지(13)로 유입되는 냉각수의 온도를 측정하는 온도센서(미도시)를 더 구비할 수도 있다.
제어기(15)는 상기 각 구성요소들이 제 기능을 정상적으로 수행할 수 있도록 전반적인 제어를 수행한다. 이러한 제어부(15)는 하드웨어 또는 소프트웨어의 형태로 구현될 수 있으며, 하드웨어 및 소프트웨어가 결합된 형태로도 존재할 수 있다. 바람직하게는, 제어부(15)는 마이크로프로세서로 구현될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
또한, 제어기(15)는 온도센서(14)에 의해 측정된 온도값을 상위 제어기(20)로 전송하고, 상위 제어기(20)로부터의 제어신호에 기초하여 CTV(11)와 CSP(12)를 제어한다. 이때, 제어기(15)는 온도값에 상응하는 CTV(11)의 개도량이 기록된 테이블과 온도값에 상응하는 CSP(12)의 RPM(Revolution per minute) 값이 기록된 테이블을 저장하고 있다.
다음으로, 상위 제어기(20)는 각 PMC(10)의 제어기(15)로부터 전송받은 온도값의 평균값을 이용하여 각 PMC(10)의 CTV(11)와 CSP(12)를 제어할 수 있다. 즉, 상위 제어기(20)는 각 PMC(10)의 제어기(15)로부터 전송받은 온도값의 평균값을 산출하여 각 PMC(10)의 제어기(15)로 전송하면, 각 PMC(10)의 제어기(15)는 상위 제어기(20)로부터 전송받은 평균값에 기초하여 CTV(11)와 CSP(12)를 제어하게 된다.
예를 들어, 제1 PMC의 제어기로부터 전송받은 온도값이 72℃이고, 제2 PMC의 제어기로부터 전송받은 온도값이 64℃이면, 상위 제어기(20)는 72℃와 64℃의 평균값인 68℃를 제1 PMC와 제2 PMC로 전송할 수 있다. 그러면, 제1 PMC의 제어기와 제2 PMC의 제어기는 68℃에 상응하는 RPM 값을 갖도록 CSP(12)를 제어하고, 아울러 68℃에 상응하는 개도량을 갖도록 CTV(11)를 제어하게 된다.
또한, 상위 제어기(20)는 각 PMC(10)로부터 전송받은 온도값 중에서 최대값을 이용하여 각 PMC(10)의 CTV(11)와 CSP(12)를 제어할 수도 있다. 즉, 상위 제어기(20)는 각 PMC(10)의 제어기(15)로부터 전송받은 온도값 중에서 최대값을 각 PMC(10)의 제어기(15)로 전송하면, 각 PMC(10)의 제어기(15)는 상위 제어기(20)로부터 전송받은 최대값에 기초하여 CTV(11)와 CSP(12)를 제어하게 된다.
예를 들어, 제1 PMC의 제어기로부터 전송받은 온도값이 72℃이고, 제2 PMC의 제어기로부터 전송받은 온도값이 64℃이면, 상위 제어기(20)는 72℃와 64℃ 중 최대값인 72℃를 제1 PMC와 제2 PMC로 전송할 수 있다. 그러면, 제1 PMC의 제어기와 제2 PMC의 제어기는 72℃에 상응하는 RPM 값을 갖도록 CSP(12)를 제어하고, 72℃에 상응하는 개도량을 갖도록 CTV(11)를 제어하게 된다.
한편, 상위 제어기(20)는 냉각라인의 길이 차이에 기초하여 각 PMC(10)별로 생성한 온도값에 상응하는 CSP(12)의 RPM 값이 기록된 테이블을 해당 PMC(10)에 배포할 수도 있다. 일례로, 도 3에 도시된 바와 같이 상위 제어기(20)는 제1 PMC에는 제1 테이블(310)을 전송할 수 있고, 제2 PMC에는 제2 테이블(320)을 전송할 수 있다. 이로 인해, 각 PMC(10)의 제어기(15)는 서로 다른 테이블을 구비하게 되며, 상위 제어기(20)는 동일한 온도값을 각 PMC(10)의 제어기(15)에 전송해도 각 PMC(10)에 구비된 CSP(12)의 RPM을 서로 다르게 제어할 수 있다.
예를 들어, 상위 제어기(20)는 68℃에 상응하는 RPM 값이 1000이 기록된 테이블을 제1 PMC의 제어기로 전송하고, 68℃에 상응하는 RPM 값이 1200이 기록된 테이블을 제2 PMC의 제어기가 전송한 경우, 냉각수의 온도가 68℃가 되면 제1 PMC의 제어기는 CSP의 RPM이 1000이 되도록 제어하고, 제2 PMC의 제어기는 CSP의 RPM이 1200이 되도록 제어한다.
한편, 상위 제어기(20)는 운전중인 PMC가 정지되는 경우에 계속해서 운전중인 PMC의 냉각계를 이용하여 상기 정지된 PMC를 신속히 냉각시킬 수도 있다. 이로 인해, 정지된 PMC의 열화를 방지할 수 있다.
이하, 도 4a 및 도 4b를 참조하여 상위 제어기(20)가 운전중인 PMC를 이용하여 정지된 PMC를 냉각시키는 방식에 대해 상세히 살펴보도록 한다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 파워 플랜트의 냉각계 배관 구조를 나타내는 도면으로서, 제1 PMC(10a)와 제2 PMC(10b)가 모두 운전중인 경우의 냉각수 순환 구조를 나타낸다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 라디에이터(30)로부터 유출되는 냉각수는 제1 PMC(10a)의 CSP(12a)에 의해 연료전지(13a)로 공급되고, 아울러 제2 PMC(10b)의 CSP(12b)에 의해 연료전지(13b)로 공급된다. 이때, CTV(11a)와 CTV(11b)는 오픈되어 있다. 즉, 소정의 개도량을 갖는다.
이후, 연료전지(13a)로부터 유출된 냉각수와, 연료전지(13b)로부터 유출된 냉각수는 라디에이터(30)로 유입된다.
상술한 과정에서, 상위 제어기(20)는 제1 PMC(10a)에 구비된 CSP(12a)의 RPM과 제2 PMC(10b)에 구비된 CSP(12b)의 RPM을 서로 다르게 제어하여, 라디에이터(30)로부터 각 PMC까지의 냉각라인의 길이 차이에서 발생하는 냉각 차이를 보상할 수 있다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 파워 플랜트의 냉각계 배관 구조를 나타내는 도면으로서, 제1 PMC(10a)는 계속해서 운전중이고 제2 PMC(10b)는 운전이 정지된 경우의 냉각수 순환 구조를 나타낸다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 라디에이터(30)로부터 유출되는 냉각수는 제1 PMC(10a)의 CSP(12a)에 의해 연료전지(13a)로 공급되지만, 제2 PMC(10b)의 CSP(12b)는 동작하지 않기 때문에 연료전지(12b)로는 냉각수가 공급되지 않는다. 이때, CTV(11a)는 상위 제어기(20)의 제어에 따라 기준시간동안 오픈되어 있다.
이후, 연료전지(13a)로부터 유출된 냉각수의 일부는 라디에이터(30)로 유입되지만, 일부는 연료전지(13b)의 냉각수 출구로 유입된 후 연료전지(13b)의 냉각수 입구로 나와 라디에이터(30)로부터 유출되는 냉각수와 만나게 된다. 즉, CSP(12b)가 동작하지 않음으로 인해 연료전지(13b)에 냉각수의 역전 현상이 발생하게 되고, 이로 인해 연료전지(13b)의 냉각수 출구를 통해 냉각수가 유입되어 연료전지(13b)를 냉각시키게 된다.
도 5 는 본 발명의 제1 실시예에 따른 파워 플랜트의 냉각계 제어 방법에 대한 흐름도이다.
먼저, 상위 제어기(20)가 파워 플랜트를 구성하는 각 PMC(10)로부터 냉각수 온도값을 전송받는다(501).
이후, 상위 제어기(20)가 각 PMC(10)로부터 전송받은 온도값에 기초하여 대푯값을 결정한다(502). 이때, 상위 제어기(20)는 각 온도값의 평균값을 대푯값으로 결정할 수도 있고, 각 온도값 중에서 최대값을 대푯값으로 결정할 수도 있다.
이후, 상위 제어기(20)가 결정된 대푯값을 각 PMC(10)로 전송한다(503).
이후, 각 PMC(10)의 제어기가 상위 제어기(20)로부터 전송받은 대푯값에 기초하여 냉각계를 제어한다(504). 여기서, 각 PMC(10)의 제어기(15)는 대푯값(온도값)에 상응하는 CTV(11)의 개도량이 기록된 제1 테이블과, 대푯값(온도값)에 상응하는 CSP(12)의 RPM 값이 기록된 제2 테이블을 저장하고 있다. 이때, 각 PMC(10)의 제어기(15)는 동일한 제1 테이블과 제2 테이블을 저장하고 있다. 또한, 냉각계는 CTV(11)와 CSP(12)를 포함할 수 있다.
도 6 은 본 발명의 제2 실시예에 따른 파워 플랜트의 냉각계 제어 방법에 대한 흐름도이다.
먼저, 상위 제어기(20)가 파워 플랜트를 구성하는 각 PMC(10)별로 냉각수 온도에 상응하는 CSP(Coolant Supply Pump)의 RPM(Revolution per minute) 값이 기록된 테이블을 생성한다(601). 이때, 상위 제어기(20)는 라디에이터(30)로부터 각 PMC(10)까지의 냉각라인의 길이 차이에서 발생하는 냉각 차이를 고려하여 테이블을 생성할 수 있다.
이후, 상위 제어기(20)는 상기 생성된 테이블을 해당 PMC(10)로 배포한다(602).
이후, 각 PMC(10)의 제어기(15)가 상위 제어기(20)로부터 배포된 테이블에 기초하여 냉각계를 제어한다(603). 여기서, 각 PMC(10)의 제어기(15)는 온도값에 상응하는 CTV(11)의 개도량이 기록된 테이블을 저장하고 있다.
도 7 은 본 발명의 제3 실시예에 따른 파워 플랜트의 냉각계 제어 방법에 대한 흐름도로서, 이해를 돕기 위해 제1 PMC와 제2 PMC를 예로 들어 설명하지만 PMC의 수가 증가해도 하기의 예를 적용할 수 있음은 당연하다.
먼저, 운전중인 제1 PMC와 제2 PMC 중에서 상기 제2 PMC가 정지됨에 따라 상위 제어기(20)가 상기 제2 PMC의 CTV(Coolant Temperature control Valve)를 오픈시킨다(701). 즉, 상위 제어기(20)는 운전중인 제2 PMC가 정지됨에 따라 제2 PMC의 CTV를 오픈시키는 제어신호를 제2 PMC의 제어기로 전송한다. 이때, 제어신호는 제2 PMC의 CTV를 완전히 오픈(개도량 100%)시키는 신호가 바람직하다.
이후, 상위 제어기(20)는 상기 제1 PMC의 냉각계를 최대로 동작시킨다(702). 즉, 상위 제어기(20)는 냉각계를 최대로 동작시키는 제어신호를 제1 PMC의 제어기로 전송한다. 이때, 제어신호는 제1 PMC의 CTV를 완전히 오픈시키고 제1 PMC의 CSP가 최대 RPM을 갖도록 하는 신호가 바람직하다.
이후, 상위 제어기(20)는 기준시간이 경과하면 제2 PMC의 CTV를 닫도록 제어한다(703). 즉, 상위 제어기(20)는 제2 PMC의 CTV를 닫게 하는 제어신호를 제2 PMC의 제어기로 전송한다. 이때, 제어신호는 제2 PMC의 CTV를 완전히 닫게(개도량 0%) 하는 신호가 바람직하다.
그리고, 상위 제어기(20)는 기준시간이 경과하면 제1 PMC의 냉각계를 정상 운전시킨다(704).
참고로, 운전중인 제1 PMC와 제2 PMC 중에서 하나를 정지시키는 조건은 일례로 하기와 같다.
1) 사용자 요구 출력이 저출력인 경우에 하나의 PMC를 정지시킬 수 있다. 이때, 라디에이터(30)와의 거리가 가까운 PMC를 정지시킬 수 있다.
2) 제1 PMC와 제2 PMC를 모두 정지시키는 경우에 제1 PMC와 제2 PMC를 순차적으로 정지시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 PMC에 비해 제2 PMC의 위치가 라디에이터(30)와 가깝다면 제2 PMC를 먼저 정지시키고 이후에 제1 PMC를 정지시킬 수 있다. 이후, 정지를 해제하는 순서는 제1 PMC의 정지를 먼저 해제하고 이후에 제2 PMC의 정지를 해제를 동작시킬 수 있다.
3) 파워 플랜트를 셧다운시키는 경우에 제1 PMC와 제2 PMC를 순차적으로 셧다운시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 PMC에 비해 제2 PMC의 위치가 라디에이터(30)와 가깝다면 제2 PMC를 먼저 셧다운시키고 이후에 제1 PMC를 셧다운시킬 수 있다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 파워 플랜트의 냉각계 제어 방법을 실행하기 위한 컴퓨팅 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 8을 참조하면, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 파워 플랜트의 냉각계 제어 방법은 컴퓨팅 시스템을 통해서도 구현될 수 있다. 컴퓨팅 시스템(1000)은 시스템 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.
프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 불휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함할 수 있다.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, SSD(Solid State Drive), 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: PMC
11: CTV
12: CSP
13: 연료전지
14: TS
15: 제어기
20: 상위 제어기

Claims (17)

  1. 상위 제어기가 파워 플랜트를 구성하는 복수의 PMC(Power Module Complete)로부터 냉각수 온도값을 전송받는 단계;
    상기 상위 제어기가 상기 복수의 PMC로부터 전송받은 냉각수 온도값에 기초하여 대푯값을 결정하는 단계;
    상기 상위 제어기가 상기 결정된 대푯값을 각 PMC로 전송하는 단계; 및
    상기 각 PMC의 제어기가 상기 전송받은 대푯값에 기초하여 냉각계를 제어하는 단계
    를 포함하는 파워 플랜트의 냉각계 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 대푯값을 결정하는 단계는,
    상기 각 PMC로부터 전송받은 온도값의 평균값을 대푯값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 파워 플랜트의 냉각계 제어 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 대푯값을 결정하는 단계는,
    상기 각 PMC로부터 전송받은 온도값 중에서 최대값을 대푯값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 파워 플랜트의 냉각계 제어 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도값은,
    연료전지의 냉각수 출구에서 측정된 온도인 것을 특징으로 하는 파워 플랜트의 냉각계 제어 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각계는,
    CTV(Coolant Temperature control Valve)와 CSP(Coolant Supply Pump)를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 플랜트의 냉각계 제어 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 냉각계를 제어하는 단계는,
    상기 각 PMC의 제어기가 대푯값에 상응하는 CTV의 개도량이 기록된 제1 테이블과 대푯값에 상응하는 CSP의 RPM(Revolution per minute) 값이 기록된 제2 테이블을 저장하는 단계
    를 포함하는 파워 플랜트의 냉각계 제어 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 각 PMC의 제어기는 동일한 제1 테이블과 제2 테이블을 저장하는 것을 특징으로 하는 파워 플랜트의 냉각계 제어 방법.
  8. 상위 제어기가 파워 플랜트를 구성하는 각 PMC별로 냉각수 온도에 상응하는 CSP(Coolant Supply Pump)의 RPM(Revolution per minute) 값이 기록된 테이블을 생성하는 단계;
    상기 상위 제어기가 상기 생성된 테이블을 해당 PMC로 배포하는 단계; 및
    상기 각 PMC의 제어기가 배포된 테이블에 기초하여 냉각계를 제어하는 단계
    를 포함하는 파워 플랜트의 냉각계 제어 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 테이블을 생성하는 단계는,
    상기 상위 제어기가 각 PMC를 대상으로 라디에이터로부터의 이격거리에 따른 냉각 차이를 고려하여 테이블을 생성하는 것을 특징으로 하는 파워 플랜트의 냉각계 제어 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 냉각수 온도는,
    상기 각 PMC에 구비된 연료전지의 냉각수 출구에서 측정된 온도인 것을 특징으로 하는 파워 플랜트의 냉각계 제어 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 냉각계는,
    CTV(Coolant Temperature control Valve)와 CSP를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 플랜트의 냉각계 제어 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 냉각계를 제어하는 단계는,
    상기 각 PMC의 제어기가 냉각수 온도에 상응하는 CTV의 개도량이 기록된 개도량 테이블을 저장하는 단계
    를 포함하는 파워 플랜트의 냉각계 제어 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 각 PMC의 제어기는 동일한 개도량 테이블을 저장하는 것을 특징으로 하는 파워 플랜트의 냉각계 제어 방법.
  14. 운전중인 제1 PMC와 제2 PMC 중에서 상기 제2 PMC가 정지됨에 따라 상위 제어기가 상기 제2 PMC의 CTV(Coolant Temperature control Valve)를 오픈시키는 단계;
    상기 상위 제어기가 상기 제1 PMC의 냉각계를 최대로 동작시키는 단계;
    상기 상위 제어기가 기준시간이 경과하면 상기 제2 PMC의 CTV를 닫는 단계; 및
    상기 상위 제어기가 기준시간이 경과하면 상기 제1 PMC의 냉각계를 정상 운전시키는 단계
    를 포함하는 파워 플랜트의 냉각계 제어 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제2 PMC의 CTV를 오픈시키는 단계는,
    상기 제2 PMC의 CTV의 개도량이 100%가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 파워 플랜트의 냉각계 제어 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 PMC의 냉각계를 최대로 동작시키는 단계는,
    상기 제1 PMC의 CTV의 개도량이 100%가 되도록 하고, 상기 제1 PMC의 CSP가 최대 RPM을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 파워 플랜트의 냉각계 제어 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 제2 PMC의 CTV를 닫는 단계는,
    상기 제2 PMC의 CTV의 개도량이 0%가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 파워 플랜트의 냉각계 제어 방법.
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JP7400749B2 (ja) 2021-01-29 2023-12-19 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
JP2022118947A (ja) * 2021-02-03 2022-08-16 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
US11824234B1 (en) * 2022-09-29 2023-11-21 First Mode Ipp Limited Cooling multiple parallel hydrogen fuel cell stacks

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007257976A (ja) * 2006-03-23 2007-10-04 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6093500A (en) * 1998-07-28 2000-07-25 International Fuel Cells Corporation Method and apparatus for operating a fuel cell system
US6651761B1 (en) * 2001-09-27 2003-11-25 Ford Global Technologies, Llc Temperature control system for fuel cell electric vehicle cooling circuit
KR100837975B1 (ko) 2006-09-27 2008-06-13 현대자동차주식회사 연료전지 차량의 냉각 시스템
KR101966457B1 (ko) 2013-11-20 2019-04-05 현대자동차주식회사 연료전지버스의 연료전지 냉각시스템

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007257976A (ja) * 2006-03-23 2007-10-04 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム

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