KR102638018B1 - Complex hydrogen gas fueling method and intergrated mobile autometic hydrogen gas fueling device thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복합 수소 가스 충전 방법 및 이를 이용하는 이동식 일체형 자동화 수소 가스 충전 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수소 가스 충전 장치 내 구성요소의 압력값을 기초로 압력 평형에 기초한 충전 및 가압 충전 과정을 자유로이 수행함으로써, 에너지 소모가 발생하는 수소 가스의 부스팅을 최소화하고 압력 평형을 이용한 충전 과정을 최대한 활용할 수 있어 친환경적이고 경제적인 수소 가스의 충전이 가능하며, 충전 과정에서의 안전성과 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있고, 상기 방법에 의한 효율적인 수소 가스 충전을 수행하도록 최적화된 수소 가스 충전 장치 구조를 채용하여 소형화를 달성, 수소 연료 모빌리티 제품을 운용하는 현장으로의 이동이 용이함과 동시에, 수소 가스의 압력값을 충전에 적합한 압력값으로 항시 유지할 수 있어, 충전 대응성을 향상시켜 신속한 충전을 수행할 수 있도록 하는, 복합 수소 가스 충전 방법 및 이를 이용하는 이동식 일체형 자동화 수소 가스 충전 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a composite hydrogen gas charging method and a mobile, integrated automated hydrogen gas charging device using the same. More specifically, the present invention relates to a method for freely charging and pressurizing charging based on pressure balance based on the pressure values of components within the hydrogen gas charging device. By performing this, energy-consuming boosting of hydrogen gas can be minimized and the charging process using pressure balance can be utilized to the fullest, enabling eco-friendly and economical hydrogen gas charging, and improving safety and user convenience during the charging process. Miniaturization is achieved by adopting a hydrogen gas charging device structure optimized to perform efficient hydrogen gas charging by the above method, making it easy to move to the site where hydrogen fuel mobility products are operated, and at the same time, reducing the pressure value of hydrogen gas. It relates to a complex hydrogen gas charging method that can always maintain a pressure value suitable for charging, thereby improving charging responsiveness and enabling rapid charging, and a mobile, integrated, automated hydrogen gas charging device using the same.

Description

복합 수소 가스 충전 방법 및 이를 활용할 수 있는 이동식 일체형 자동화 수소 가스 충전 장치{COMPLEX HYDROGEN GAS FUELING METHOD AND INTERGRATED MOBILE AUTOMETIC HYDROGEN GAS FUELING DEVICE THEREOF}Complex hydrogen gas charging method and mobile integrated automated hydrogen gas charging device that can utilize the same {COMPLEX HYDROGEN GAS FUELING METHOD AND INTERGRATED MOBILE AUTOMETIC HYDROGEN GAS FUELING DEVICE THEREOF}

본 발명은 복합 수소 가스 충전 방법 및 이를 이용하는 이동식 일체형 자동화 수소 가스 충전 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수소 가스 충전 장치 내 구성요소의 압력값을 기초로 압력 평형에 기초한 충전 및 가압 충전 과정을 자유로이 수행함으로써, 에너지 소모가 발생하는 수소 가스의 부스팅을 최소화하고 압력 평형을 이용한 충전 과정을 최대한 활용할 수 있어 친환경적이고 경제적인 수소 가스의 충전이 가능하며, 충전 과정에서의 안전성과 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있고, 상기 방법에 의한 효율적인 수소 가스 충전을 수행하도록 최적화된 수소 가스 충전 장치 구조를 채용하여 소형화를 달성, 수소 연료 모빌리티 제품을 운용하는 현장으로의 이동이 용이함과 동시에, 수소 가스의 압력값을 충전에 적합한 압력값으로 항시 유지할 수 있어, 충전 대응성을 향상시켜 신속한 충전을 수행할 수 있도록 하는, 복합 수소 가스 충전 방법 및 이를 이용하는 이동식 일체형 자동화 수소 가스 충전 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a composite hydrogen gas charging method and a mobile, integrated automated hydrogen gas charging device using the same. More specifically, the present invention relates to a method for freely charging and pressurizing charging based on pressure balance based on the pressure values of components within the hydrogen gas charging device. By performing this, energy-consuming boosting of hydrogen gas can be minimized and the charging process using pressure balance can be utilized to the fullest, enabling eco-friendly and economical hydrogen gas charging, and improving safety and user convenience during the charging process. Miniaturization is achieved by adopting a hydrogen gas charging device structure optimized to perform efficient hydrogen gas charging by the above method, making it easy to move to the site where hydrogen fuel mobility products are operated, and at the same time, reducing the pressure value of hydrogen gas. It relates to a complex hydrogen gas charging method that can always maintain a pressure value suitable for charging, thereby improving charging responsiveness and enabling rapid charging, and a mobile, integrated, automated hydrogen gas charging device using the same.

수소(Hydrogen)은 주기율표 상 가장 첫 번째 화학 원소로써, 기본적으로 양성자 하나와 전자 하나로 이루어진 가장 간단한 구조의 원소이며, 질량 기준으로 우주의 75%를 구성하고 있어 우주에서 가장 흔한 원소이다. 수소는 자연상태에서 주로 H2의 분자형태로 존재하며, 그 화학적 성질상 일반적인 조건에서 기체 상태로 존재하게 된다. 이러한 수소 가스는 일반적으로 물(H2O)을 전기분해하여 포집하거나 유기물 등을 촉매 조건 하 반응시켜 쉽게 포집할 수 있으며, 석유화학공정에서도 막대한 양의 수소가 부수적으로 발생하므로 이를 쉽게 이용할 수 있다. Hydrogen is the first chemical element on the periodic table, and is basically an element with the simplest structure consisting of one proton and one electron. It makes up 75% of the universe based on mass, making it the most common element in the universe. Hydrogen exists in the natural state mainly in the form of H 2 molecules, and due to its chemical properties, it exists in a gaseous state under general conditions. Such hydrogen gas can generally be easily collected by electrolyzing water (H 2 O) or by reacting organic substances under catalytic conditions. In petrochemical processes, a huge amount of hydrogen is incidentally generated, so it can be easily used. .

수소에너지는 수소가 산소와 반응하여 발생하는 에너지를 이용하는 것이다. 이를 채용하는 대표적인 예로 연료전지를 들 수 있는데, 수소연료전지는 수소와 산소의 전기화학반응을 통해 전기와 열 에너지를 생산하는 발전 시스템으로서, 연료의 연소를 통한 에너지 변환 과정을 거치지 않고 바로 전기를 생산하기 때문에 에너지 손실이 적어 발전 효율이 높다. 일례로 발전소에서 생산하는 전기에너지의 이용 효율이 35%인데 반해, 수소에너지를 이용한 연료전지의 종합에너지효율은 약 80%에 달한다. 또한 에너지 생성과정에서 발생하는 부산물이 순수한 물 뿐이므로 기존 화석연료 기반의 에너지 생성과정에 비해 매우 친환경적이며, 매장량에 있어 지역적 편차가 심한 화석연료와 달리 국내에서도 충분히 자체 보급이 가능하므로 에너지원 수입을 대체할 수 있어 그 경제적 효용성 역시 뛰어나다. Hydrogen energy uses the energy generated when hydrogen reacts with oxygen. A representative example of this is a fuel cell. A hydrogen fuel cell is a power generation system that produces electricity and heat energy through an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen. It produces electricity directly without going through the energy conversion process through combustion of fuel. Because it produces low energy loss, power generation efficiency is high. For example, while the use efficiency of electrical energy produced by a power plant is 35%, the overall energy efficiency of a fuel cell using hydrogen energy reaches about 80%. In addition, since the by-product generated in the energy generation process is only pure water, it is very environmentally friendly compared to the existing fossil fuel-based energy generation process, and unlike fossil fuels, which have severe regional differences in reserves, it can be sufficiently supplied domestically, eliminating the need to import energy sources. Since it can be replaced, its economic effectiveness is also excellent.

하지만, 수소는 그 성질상 매우 가벼워 단위 부피당 저장밀도가 매우 낮으며, 가연성 기체이므로 취급이 까다로운 문제점이 있다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위하여 수소를 고압 조건 하 또는 액화수소 형태로 취급해야 하며, 안전성 확보를 위하여 취급 기준 역시 엄격하다. 이는 필연적으로 수소에너지 관련 설비 및 인프라의 대형화, 복잡화 등을 초래하여 경제성, 편의성 및 접근성의 문제를 발생시키게 된다. 또한 까다로운 취급 방법으로 인하여 이를 취급하는 일반 사용자에게 일정 수준 이상의 지식 및 각종 수동 조작 역량 등을 요구하게 되므로 이용에 있어 여러 불편함을 초래하게 된다.However, hydrogen is very light in nature, so its storage density per unit volume is very low, and because it is a flammable gas, handling is difficult. Therefore, in order to solve this problem, hydrogen must be handled under high pressure conditions or in the form of liquefied hydrogen, and handling standards are also strict to ensure safety. This inevitably leads to the enlargement and complexity of hydrogen energy-related facilities and infrastructure, resulting in problems with economic feasibility, convenience, and accessibility. In addition, due to the difficult handling method, general users who handle it require a certain level of knowledge and various manual operation capabilities, resulting in various inconveniences in use.

<특허문헌><Patent Document>

공개특허공보 제10-2017-0066587(2017.6.14 공개) "수소 스테이션"Public Patent Publication No. 10-2017-0066587 (published on June 14, 2017) “Hydrogen Station”

이동성을 향상시킨 수소 충전 장치에 대한 기술이 개시되어 있으나, 안전성을 담보하기 위한 구성이 통상적인 구성에 불과하고, 충전 과정에 있어 많은 부분이 프로토콜에 의한 수동 조작에 의존하고 있어 그 사용이 번거로우며, 장치 내 세부 유닛의 수소 가스 압력 상태와 무관하게 충전을 수행하여 충전 효율성이 떨어지는 문제가 있었다.Although technology for a hydrogen charging device with improved mobility has been disclosed, the configuration to ensure safety is only a typical configuration, and many parts of the charging process rely on manual operation according to the protocol, making its use cumbersome. , there was a problem of low charging efficiency as charging was performed regardless of the hydrogen gas pressure status of the detailed units within the device.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,The present invention was devised to solve the above problems,

본 발명은 수소를 연료로 하는 산업 장비와 같이 현장을 이탈하는 것이 곤란하거나, 수소를 연료로 하는 군용 장비 또는 수소 지게차와 같이 특정 시설 내에서만 운용될 것이 요구되는 수소 연료 모빌리티 제품을 운용하는 현장으로의 이동이 용이하도록 하는 수소 가스 충전 장치를 제공하는데 목적이 있다.The present invention is applied to sites where hydrogen-fueled mobility products that are difficult to leave the site, such as hydrogen-fueled industrial equipment, or are required to be operated only within a specific facility, such as hydrogen-fueled military equipment or hydrogen forklifts, are operated. The purpose is to provide a hydrogen gas charging device that facilitates movement.

본 발명은 일반적인 수소 충전소에 적용되는 안전 기준을 충족하기 어려운 현장에서도 안전하게 수소 충전이 가능하도록 하는 수소 가스 충전 장치를 제공하는데 목적이 있다.The purpose of the present invention is to provide a hydrogen gas charging device that enables safe hydrogen charging even in sites where it is difficult to meet the safety standards applied to general hydrogen charging stations.

본 발명은 일반적인 수소 충전소가 갖추어야 할 넓은 면적과 시설기준, 운용인력 등을 확보하기 어려운 환경에서도 안전하게 수소 충전이 가능하도록 하는 수소 가스 충전 장치를 제공하는데 목적이 있다.The purpose of the present invention is to provide a hydrogen gas charging device that enables safe hydrogen charging even in environments where it is difficult to secure the large area, facility standards, and operating personnel required for a general hydrogen charging station.

본 발명은 사용자의 부주의 또는 제조상 결함으로 발생할 수 있는 안전사고의 가능성을 원천적으로 차단할 수 있도록 하는 수소 가스 충전 장치를 제공하는데 목적이 있다.The purpose of the present invention is to provide a hydrogen gas charging device that can fundamentally prevent the possibility of safety accidents that may occur due to user carelessness or manufacturing defects.

본 발명은 사용자의 수소 충전에 대한 일정 수준 이상의 지식 또는 수동 조작 요령에 대한 숙지 없이도 충전을 간편하게 수행할 수 있으며, 사용자의 수소 충전 용기의 제원 또는 가스 잔량 등의 특성에 대해 사용자 또는 관리자의 수동 조작 없이도 자동으로 상기 특성에 맞춰 자동으로 충전 과정을 수행할 수 있는 자동화된 수소 가스 충전 장치를 제공하는데 목적이 있다.In the present invention, charging can be easily performed without the user having a certain level of knowledge about hydrogen charging or manual operation techniques, and the user or administrator can manually manipulate characteristics such as the specifications or gas remaining amount of the user's hydrogen charging container. The purpose is to provide an automated hydrogen gas charging device that can automatically perform the charging process according to the above characteristics without the need for an automatic hydrogen gas charging device.

본 발명은 여러 대의 어플리케이션에 동시에 효율적이고 안전하게 충전을 수행할 수 있으며 나아가 다양한 종류의 어플리케이션에도 동시에 충전을 수행할 수 있도록 하는 수소 가스 충전 장치를 제공하는데 목적이 있다.The purpose of the present invention is to provide a hydrogen gas charging device that can efficiently and safely charge multiple applications at the same time and further enables charging of various types of applications simultaneously.

본 발명은 수소 공급 및 조달이 어려운 산업현장에서 단순히 장치에 전력을 공급하는 것만으로도 수소를 생산할 수 있으며 동시에 고압 또는 저압의 수소 가스를 공급하는데 목적이 있다.The purpose of the present invention is to produce hydrogen by simply supplying power to a device in industrial sites where hydrogen supply and procurement is difficult, while simultaneously supplying high- or low-pressure hydrogen gas.

본 발명은 종래기술에 비해 친환경적이고 경제적인 수소 가스 충전을 수행할 수 있는 수소 가스 충전 방법을 제공하는데 목적이 있다.The purpose of the present invention is to provide a hydrogen gas charging method that can perform environmentally friendly and economical hydrogen gas charging compared to the prior art.

본 발명은 충전 방법의 효율성을 도모하여, 수소 가스를 공급하기 위한 장치의 소형화에 더욱 적합할 수 있는 수소 가스 충전 방법을 제공하는데 목적이 있다.The purpose of the present invention is to provide a hydrogen gas charging method that can be more suitable for miniaturization of devices for supplying hydrogen gas by promoting the efficiency of the charging method.

본 발명은 충전 과정에 필요한 충전대기시간을 최소화하여 신속하게 충전 과정을 수행할 수 있는 수소 가스 충전 방법을 제공하는데 목적이 있다.The purpose of the present invention is to provide a hydrogen gas charging method that can quickly perform the charging process by minimizing the charging waiting time required for the charging process.

한편, 본 발명에 있어 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 과제 해결 수단, 발명의 효과 및 상세한 설명으로부터 용이하게 추론 가능한 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.Meanwhile, other purposes not specified in the present invention will be additionally considered within the scope that can be easily inferred from the problem solving means, effects of the invention, and detailed description below.

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

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 수소 가스 충전 장치는 외부 또는 수소 가스 충전 장치 내부의 수소 가스 공급 수단으로부터 수소 가스가 인입되는 인입부; 수소 가스가 이동하는 경로를 제공하는 수소 가스 안내라인; 수소 가스를 압축하는 가압부; 수소 가스를 수용하여 저장하는 저장부; 사용자의 수소 충전 용기가 수용되며, 상기 사용자의 수소 충전 용기로 수소 가스를 제공하는 충전부; 및 상기 수소 가스 안내라인, 가압부, 저장부 및 사용자의 수소 충전 용기 중 어느 하나 이상의 수소 가스 압력값을 기초로 충전 과정을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to one embodiment of the present invention, a hydrogen gas charging device according to the present invention includes an inlet into which hydrogen gas is introduced from an external or internal hydrogen gas supply means; A hydrogen gas guide line that provides a path for hydrogen gas to travel; A pressurizing unit that compresses hydrogen gas; A storage unit that receives and stores hydrogen gas; a charging unit that accommodates the user's hydrogen charging container and provides hydrogen gas to the user's hydrogen charging container; and a control unit that controls the charging process based on the hydrogen gas pressure value of any one or more of the hydrogen gas guide line, pressurizing unit, storage unit, and the user's hydrogen charging container.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 수소 가스 충전 장치에 있어서, 상기 수소 가스 안내라인은, 상기 가압부 및 저장부를 거쳐 상기 충전부로 향하도록 연결되어 수소 가스가 이동하는 경로를 제공하는 메인 안내라인; 및 상기 가압부에서 바로 상기 충전부로 향하도록 연결되어 수소 가스가 이동하는 경로를 제공하는 바이패스 안내라인;을 포함하며, 상기 수소 가스 안내라인의 경로 상에는 상기 제어부와 전기적으로 연결된 밸브가 하나 이상 형성되는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, in the hydrogen gas charging device according to the present invention, the hydrogen gas guide line is connected to the charging unit via the pressurizing unit and the storage unit to provide a path for hydrogen gas to move. Main guide line; And a bypass guide line that is connected from the pressurization unit directly to the charging unit to provide a path for hydrogen gas to move, wherein at least one valve electrically connected to the control unit is formed on the path of the hydrogen gas guide line. It is characterized by being

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 수소 가스 충전 장치에 있어서, 상기 밸브는, 상기 메인 안내라인 상에서 상기 가압부 및 저장부 사이에 형성되는 제1밸브; 상기 메인 안내라인 상에서 상기 저장부 및 충전부 사이에 형성되는 제2밸브; 및 상기 바이패스 안내라인 상에 형성되는 제3밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, in the hydrogen gas charging device according to the present invention, the valve includes: a first valve formed between the pressurizing part and the storage part on the main guide line; a second valve formed between the storage unit and the charging unit on the main guide line; And a third valve formed on the bypass guide line.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 수소 가스 충전 장치에 있어서, 상기 충전부는, 상기 수용자의 수소 충전 용기가 수용되는 복수개의 수용부; 및 상기 사용자의 수소 충전 용기의 상태를 측정하는 측정 수단을 포함하는 측정부;를 포함하며, 상기 측정부는 하나의 상기 측정 수단을 이용하여 복수개의 상기 사용자의 수소 충전 용기의 상태를 모두 측정하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, in the hydrogen gas charging device according to the present invention, the charging part includes a plurality of receiving parts in which the hydrogen charging container of the recipient is accommodated; and a measuring unit including measuring means for measuring the state of the user's hydrogen charging container, wherein the measuring unit measures all of the states of a plurality of the user's hydrogen charging containers using one of the measuring means. It is characterized by

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 수소 가스 충전 방법은, 외부 또는 수소 가스 충전 장치 내부의 수소 가스 공급 수단으로부터 인입되는 수소 가스의 압력값인 제1압력값과, 수소 가스를 수용하여 저장하는 저장부 내의 수소 가스의 압력값인 제2압력값 및 사용자의 수소 충전 용기 내의 수소 가스의 압력값인 제3압력값에 기초하여 수소 가스의 충전을 수행하는 방법에 있어, 외부 또는 수소 충전 장치 내부의 수소 가스 공급 수단으로부터 인입되는 수소 가스를 사용자의 수소 충전 용기로 공급하여 충전을 수행하는 제1차압충전단계; 상기 제1압력값 및 제3압력값을 비교하여, 상기 제3압력값이 상기 제1압력값 이상일 경우 상기 제1차압충전단계를 종료하도록 제어하는 제1종료제어단계; 수소 가스를 압축하는 가압부를 구동하여 수소 가스의 압축을 수행하는 가압단계; 및 상기 가압부로부터 토출되는 압축된 수소 가스를 사용자의 수소 충전 용기로 공급하여 충전을 수행하는 가압충전단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, the hydrogen gas charging method according to the present invention includes a first pressure value, which is the pressure value of hydrogen gas introduced from an external or internal hydrogen gas supply means, and hydrogen gas. In the method of performing charging of hydrogen gas based on the second pressure value, which is the pressure value of the hydrogen gas in the storage unit that receives and stores it, and the third pressure value, which is the pressure value of the hydrogen gas in the user's hydrogen charging container, A first differential pressure charging step of performing charging by supplying hydrogen gas introduced from the hydrogen gas supply means inside the hydrogen charging device to the user's hydrogen charging container; A first end control step of comparing the first pressure value and the third pressure value and controlling the first differential pressure charging step to end when the third pressure value is greater than or equal to the first pressure value; A pressurizing step of compressing hydrogen gas by driving a pressurizing unit that compresses hydrogen gas; and a pressure charging step of supplying compressed hydrogen gas discharged from the pressurizing unit to a user's hydrogen charging container to perform charging.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 수소 가스 충전 방법은, 상기 제2압력값 및 제3압력값을 비교하여, 상기 제2압력값 및 제3압력값의 압력값 차이가 제어기준값 이상일 경우 상기 가압단계 및 가압충전단계를 종료하도록 제어하는 제2종료제어단계; 및 상기 제2종료제어단계에 의해 상기 가압단계 및 가압충전단계가 종료되면, 상기 저장부 내의 수소 가스를 사용자의 수소 충전 용기로 공급하여 충전을 수행하는 제2차압충전단계;를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, the hydrogen gas charging method according to the present invention compares the second pressure value and the third pressure value, and the pressure value difference between the second pressure value and the third pressure value is controlled. A second end control step for controlling the pressurization step and the pressure charge step to end when the value is higher than the reference value; And when the pressurization step and the pressure charging step are terminated by the second end control step, a second differential pressure charging step of supplying the hydrogen gas in the storage unit to the user's hydrogen charging container to perform charging. It is characterized by

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 수소 가스 충전 방법은, 상기 제1압력값, 제2압력값 또는 제3압력값 중 어느 하나 이상의 값을 기초로 충전 과정을 제어하는 충전제어단계;를 추가적으로 포함하며, 상기 충전제어단계는 상기 제3압력값이 상기 제1압력값 이상일 경우 상기 제1차압충전단계를 생략하고 바로 상기 가압단계를 수행하도록 제어하고, 상기 제2압력값 및 제3압력값의 압력값 차이가 제어기준값 이상일 경우 상기 가압단계 및 가압충전단계를 생략하고 바로 상기 저장부 내의 수소 가스를 상기 사용자의 수소 충전 용기로 공급하여 충전을 수행하는 제2차압충전단계를 수행하도록 제어하며, 충전 과정에 있어 상기 제3압력값이 종료기준값에 도달하는 경우 진행 중인 충전 과정을 중단하고 충전 과정을 완료하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, the hydrogen gas charging method according to the present invention includes a charging control that controls the charging process based on one or more of the first pressure value, the second pressure value, and the third pressure value. Step; wherein the charging control step is controlled to skip the first differential pressure charging step and immediately perform the pressing step when the third pressure value is greater than or equal to the first pressure value, and the second pressure value and If the pressure value difference between the third pressure values is greater than the control reference value, the pressurization step and the pressure charging step are omitted and the second differential pressure charging step is performed by directly supplying the hydrogen gas in the storage unit to the user's hydrogen charging container to perform charging. The charging process is controlled to be performed, and when the third pressure value reaches the end reference value during the charging process, the ongoing charging process is stopped and the charging process is completed.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 수소 가스 충전 방법은, 상기 제2압력값이 설정값을 유지하도록 유지하는 유지단계;를 추가적으로 포함하며, 상기 유지단계는 충전 과정이 이루어지지 않고 있는 경우, 상기 제2압력값이 설정값 미만인지 여부를 판단하는 유지판단단계; 및 상기 유지판단단계에서 상기 제2압력값이 설정값 미만인 것으로 판단되는 경우 상기 가압부를 구동하여 상기 가압부로부터 토출되는 수소 가스를 상기 저장부로 공급함으로써 상기 제2압력값이 설정값에 도달하도록 유지하는 유지충전단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, the hydrogen gas charging method according to the present invention additionally includes a maintaining step of maintaining the second pressure value to maintain the set value, and the maintaining step is performed when the charging process is not performed. If not, a maintenance determination step of determining whether the second pressure value is less than a set value; And when it is determined that the second pressure value is less than the set value in the maintenance determination step, driving the pressurization unit to supply hydrogen gas discharged from the pressurization unit to the storage unit to maintain the second pressure value to reach the set value. It is characterized in that it includes a maintenance charging step.

본 발명은 상기 개시한 과제의 해결 수단을 채용함으로써 하기와 같은 효과를 가진다.The present invention has the following effects by employing means for solving the problems disclosed above.

본 발명은 수소를 연료로 하는 산업 장비와 같이 현장을 이탈하는 것이 곤란하거나, 수소를 연료로 하는 군용 장비와 같이 특정 시설 내에서만 운용될 것이 요구되는 수소 연료 모빌리티 제품을 운용하는 현장으로 장치를 쉽게 이동시켜 충전을 수행할 수 있으며, 나아가 일반적인 수소 충전소에 요구되는 안전 기준을 충족하기 어려운 현장에서도 안전하게 충전을 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.The present invention makes it easy to install the device at a site where hydrogen-fueled mobility products that are difficult to leave the site, such as hydrogen-fueled industrial equipment, or are required to be operated only within a specific facility, such as hydrogen-fueled military equipment, are operated. Charging can be performed by moving it, and furthermore, it has the effect of enabling safe charging even in sites where it is difficult to meet the safety standards required for general hydrogen charging stations.

본 발명은 수소 가스 충전 과정에 있어 사용자의 부주의 또는 제조상 결함으로 발생할 수 있는 안전사고의 기능성을 원천적으로 차단할 수 있도록 하는 효과가 있다.The present invention has the effect of fundamentally preventing safety accidents that may occur due to user carelessness or manufacturing defects during the hydrogen gas charging process.

본 발명은 사용자의 수소 충전에 대한 일정 수준 이상의 지식 또는 수동 조작 요령에 대한 숙지 없이도 수소 가스의 충전을 간편하게 수행할 수 있으며, 사용자의 수소 충전 용기의 제원 또는 가스 잔량 등의 특성에 대해 사용자 또는 관리자의 수동 조작 없이도 자동으로 상기 특성에 맞춰 자동으로 충전 과정을 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.The present invention allows the user to easily charge hydrogen gas without a certain level of knowledge about hydrogen charging or familiarity with manual operation techniques, and allows the user or administrator to know the characteristics of the user's hydrogen charging container, such as the specifications or gas remaining amount. This has the effect of allowing the charging process to be automatically performed according to the above characteristics without manual operation.

본 발명은 여러 대의 어플리케이션에 동시에 효율적이고 안전하게 충전을 수행할 수 있으며, 나아가 다양한 종류의 어플리케이션에도 동시에 충전을 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.The present invention can efficiently and safely charge multiple applications at the same time, and further has the effect of enabling simultaneous charging of various types of applications.

본 발명은 복합 수소 가스 충전 방법을 채용하여, 수소 가스 충전 과정에 있어 에너지 소모가 과도하게 발생하는 가압부의 가동을 최소화하고 압력 평형에 기초한 충전 과정을 최대한 활용할 수 있어, 수소 가스 충전 과정에 있어 소모되는 에너지를 최소화할 수 있고, 이를 통해 친환경적이면서 경제적인 수소 가스 충전을 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.The present invention adopts a complex hydrogen gas charging method, minimizing the operation of the pressurizing part, which causes excessive energy consumption in the hydrogen gas charging process, and making full use of the charging process based on pressure balance, thereby reducing consumption in the hydrogen gas charging process. The energy used can be minimized, which has the effect of enabling environmentally friendly and economical hydrogen gas charging.

본 발명은 복합 수소 가스 충전 방법을 채용하고, 내부 구조를 단순화하며, 하나의 측정 수단만으로 복수개의 사용자의 수소 충전 용기를 모두 감시할 수 있어, 수소 가스를 공급하기 위한 장치를 더욱 소형화하여 이동성을 극대화시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.The present invention adopts a complex hydrogen gas charging method, simplifies the internal structure, and can monitor all of a plurality of users' hydrogen charging containers with only one measuring means, further miniaturizing the device for supplying hydrogen gas and improving mobility. It has the effect of maximizing it.

본 발명은 수소 가스 충전 장치 내에서 일정량의 수소 가스가 항시 일정한 압력을 유지할 수 있도록 함으로써, 수소 가스 충전 대기시간을 최소화하여 충전 대응능력을 높이고 신속한 충전을 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다. The present invention has the effect of allowing a certain amount of hydrogen gas to maintain a constant pressure within the hydrogen gas charging device at all times, thereby minimizing the waiting time for hydrogen gas charging, increasing charging response capability, and enabling rapid charging.

한편, 본 발명에 있어 명시적으로 언급되지 않은 효과들이라도 하기의 상세한 설명 등 명세서 전체의 기재에 있어 합리적으로 추론 가능한 범위 내에서 도출 가능한 효과라면 본 명세서에 기재된 것으로 취급할 수 있음은 물론이다.Meanwhile, it goes without saying that even if effects are not explicitly mentioned in the present invention, if they are effects that can be derived within a range that can be reasonably inferred from the description of the entire specification, such as the detailed description below, they can be treated as described in the present specification.

도 1은 본 발명에 따른 수소 가스 충전 장치의 구성도
도 2는 본 발명에 따른 수소 가스 충전 방법의 단계도
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수소 가스 충전 방법의 단계도
도 4는 본 발명에 따른 수소 가스 충전 방법에 있어 유지단계를 나타낸 단계도1 is a configuration diagram of a hydrogen gas charging device according to the present invention
Figure 2 is a step diagram of the hydrogen gas charging method according to the present invention
Figure 3 is a step diagram of a hydrogen gas charging method according to another embodiment of the present invention.
Figure 4 is a step diagram showing the maintenance step in the hydrogen gas charging method according to the present invention.

이하에서는 본 발명에 따른 수소 가스 충전 장치 및 수소 가스 충전 방법의 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"와 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the hydrogen gas charging device and hydrogen gas charging method according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. In the following description of the present invention, if a detailed description of a known function or configuration is judged to unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, this means that it does not exclude other components but may further include other components unless specifically stated to the contrary, and also means that other components may be included as described in the specification. Terms such as "...unit" refer to a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware, software, or a combination of hardware and software.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 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 의미한다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used with meanings that can be commonly understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Additionally, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless clearly specifically defined. Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, this means that it may further include other components rather than excluding other components, unless specifically stated to the contrary.

본 발명의 일 실시예에 따른 수소 가스 충전 장치를 도 1을 참조하여 설명하면, 상기 수소 가스 충전 장치(1)는 외부 또는 수소 충전 장치 내부의 수소 가스 공급 수단으로부터 수소 가스가 인입되는 인입부(10);, 수소 가스가 이동하는 경로를 제공하는 수소 가스 안내라인(50);, 수소 가스를 압축하는 가압부(20);, 수소 가스를 수용하여 저장하는 저장부(30);, 사용자의 수소 충전 용기(2)가 수용되며, 상기 사용자의 수소 충전 용기(2)로 수소 가스를 제공하는 충전부(40); 및 상기 수소 가스 안내라인(50), 가압부(20), 저장부(30) 및 사용자의 수소 충전 용기(2) 중 어느 하나 이상의 수소 가스 압력값을 기초로 충전 과정을 제어하는 제어부(미도시);를 포함하는 것을 특징으로 한다.When a hydrogen gas charging device according to an embodiment of the present invention is described with reference to FIG. 1, the hydrogen gas charging device 1 has an inlet ( 10);, a hydrogen gas guide line 50 that provides a path for hydrogen gas to move;, a pressurizing part 20 that compresses hydrogen gas;, a storage part 30 that receives and stores hydrogen gas;, user's A charging unit (40) that accommodates the hydrogen charging container (2) and provides hydrogen gas to the user's hydrogen charging container (2); And a control unit (not shown) that controls the charging process based on the hydrogen gas pressure value of any one or more of the hydrogen gas guide line 50, pressurizing unit 20, storage unit 30, and the user's hydrogen charging container 2. ); characterized in that it includes.

상기 인입부(10)는 수소 가스를 충전 과정으로 도입하기 위한 구성으로, 장치(1) 외부로부터 수소 가스가 공급되는 경우 외부에서 수소 가스를 공급하기 위한 수단과 직접 연결되어 수소 가스를 충전 과정으로 도입하거나, 장치(1)에 별도로 수전해장비 등 수소 가스 생성 수단 또는 별도의 내장탱크가 존재하는 경우 상기 수소 가스 생성 수단에서 생성된 수소 가스 또는 상기 내장탱크에 저장된 수소 가스를 충전 과정으로 도입하기 위한 구성을 의미한다.The inlet 10 is configured to introduce hydrogen gas into the charging process. When hydrogen gas is supplied from the outside of the device 1, it is directly connected to a means for supplying hydrogen gas from the outside to introduce hydrogen gas into the charging process. Introducing or, if the device (1) has a separate hydrogen gas generating means such as water electrolysis equipment or a separate built-in tank, introducing the hydrogen gas generated by the hydrogen gas generating means or the hydrogen gas stored in the built-in tank into the charging process. It means composition for.

상기 가압부(20)는 수소 가스를 압축하기 위한 수단으로써, 상기 가압부는 이를 위해 가스 부스터와 같은 가스 압축 수단을 포함하는 것이 바람직하며, 상기 가스 부스터는 바람직하게는 피스톤 방식에 의해 가스의 압축을 수행하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 가압부(20)에서 수행되는 압축 과정으로 인하여 상기 수소 가스는 바람직하게는 1 내지 700 bar의 압력 범위 내에서 압축될 수 있으며, 이로써 현재 유통 중인 350 bar 압력의 수소 충전 용기 등의 수소 용기에 원활하게 수소 가스를 충전할 수 있다. 바람직하게는 상기 가압부(20)는 상기 인입부(10)로부터 상기 수소 가스 안내라인(50)을 통해 수소 가스를 공급받아, 상기 수소 가스 안내라인(50)을 통해 상기 저장부(30) 또는 상기 충전부(40)로 가압된 수소 가스를 토출시킬 수 있다.The pressurizing unit 20 is a means for compressing hydrogen gas. For this purpose, the pressurizing unit preferably includes a gas compression unit such as a gas booster, and the gas booster preferably compresses the gas by a piston method. performed, but is not necessarily limited to this. Due to the compression process performed in the pressurizing unit 20, the hydrogen gas can preferably be compressed within a pressure range of 1 to 700 bar, and thus can be used in hydrogen containers such as hydrogen charging containers with a pressure of 350 bar that are currently in circulation. Hydrogen gas can be charged smoothly. Preferably, the pressurizing part 20 receives hydrogen gas from the inlet part 10 through the hydrogen gas guide line 50, and supplies the storage part 30 or Pressurized hydrogen gas can be discharged from the charging unit 40.

상기 저장부(30)는 수소 가스를 수용하여 저장하기 위한 수단으로써, 상기 가압부(20)에서 가압된 수소 가스가 토출되는 경로 상에 위치하는 것이 바람직하며, 토출된 고압의 수소 가스를 일정한 압력을 유지하며 일시적으로 저장하였다가 상기 충전부(40)로 향하는 경로로 상기 일정한 압력을 유지하는 수소 가스를 배출하기 위하여 형성된 것이다. 상기 저장부(30)는 이를 위해 고압을 유지하는 수소 가스를 안정적으로 저장할 수 있는 수소 가스 저장 수단을 포함하는 것이 바람직하며, 상기 수소 가스 저장 수단은 버퍼 탱크인 것이 바람직하나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 버퍼 탱크는 상기 가스 부스터가 피스톤 방식으로 수소 가스를 압축하는 경우 압축된 수소 가스를 토출할 때 일어날 수 있는 수소 가스의 오버프레셔(overpressure) 현상을 방지하도록 하기 위하여 형성된 것이다. 상기 버퍼 탱크는 충전하고자 하는 수소 용기 1기의 10분의 1 이하의 용량으로 형성되는 것이 바람직하나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니고 필요에 따라 그 용량을 다르게 채용할 수 있음은 물론이다. 한편, 상기 버퍼 탱크를 채용하는 경우 별도의 수소 저장 탱크 등 부가적인 구성 없이도 수소 가스가 일정한 압력을 유지할 수 있도록 하여 장치의 소형화 및 이동성 확보에 기여할 수 있다. 한편, 상기 저장부(30)는 가압부(20)로부터 토출된 가압된 수소 가스를 바람직하게는 1 내지 400 bar의 압력 범위 내의 압력을 유지하면서 저장할 수 있어, 이로써 현재 유통 중인 350 bar 압력의 수소 충전 용기 등의 수소 용기에 별도의 수소 가압 과정을 거치지 않고 압력 평형에 기초한 충전 방식(캐스케이드 방식)으로도 원활하게 수소 가스를 충전할 수 있다.The storage unit 30 is a means for receiving and storing hydrogen gas, and is preferably located on a path through which the pressurized hydrogen gas is discharged from the pressurizing unit 20, and stores the discharged high-pressure hydrogen gas at a constant pressure. It is formed to maintain and temporarily store the hydrogen gas maintaining the constant pressure through the path toward the charging unit 40. For this purpose, the storage unit 30 preferably includes a hydrogen gas storage means capable of stably storing hydrogen gas maintaining high pressure, and the hydrogen gas storage means is preferably a buffer tank, but is not necessarily limited thereto. no. The buffer tank is formed to prevent overpressure of hydrogen gas that may occur when the gas booster compresses hydrogen gas in a piston manner and discharges the compressed hydrogen gas. The buffer tank is preferably formed with a capacity of 1/10 or less of the hydrogen container to be filled, but it is not necessarily limited to this, and of course, the capacity can be adopted differently as needed. Meanwhile, when the buffer tank is used, hydrogen gas can be maintained at a constant pressure without additional components such as a separate hydrogen storage tank, contributing to miniaturization and mobility of the device. Meanwhile, the storage unit 30 can store the pressurized hydrogen gas discharged from the pressurizing unit 20 while maintaining a pressure within a pressure range of preferably 1 to 400 bar, thereby reducing the hydrogen gas currently in circulation at a pressure of 350 bar. Hydrogen gas can be smoothly charged using a charging method (cascade method) based on pressure balance without a separate hydrogen pressurization process in hydrogen containers such as charging containers.

본 발명의 일 실시예에 따른 수소 가스 충전 장치는 냉각부를 추가적으로 포함할 수 있다. 상기 냉각부는 상기 가압부(20)에서 압축 과정을 거쳐 토출된 고온·고압의 수소 가스를 냉각시킨다. 구체적으로, 상기 고온·고압의 수소 가스를 섭씨 25℃ 이하로 냉각시키는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 상기 고온·고압의 수소 가스를 섭씨 15℃ 이하로 냉각시킨다. 일반적으로 수소 가스 충전에 있어 수소 가스의 온도가 약 35℃를 초과하는 경우 안전성에 문제가 발생할 수 있음이 당업계에 널리 알려져 있고, 관련 법령에서도 수소 가스의 충전 온도를 35℃ 이내로 제한하고 있는데, 장치를 야외에서 운용해야하는 현장은 계절적 요인이나 시간대적 요인에 따라 현장의 기온이 35℃를 초과하는 경우도 있으므로, 이를 해결하기 위해 상기 온도 범위 내로 상기 고온·고압의 수소 가스를 냉각시키고 유지하는 것이 필요하다.The hydrogen gas charging device according to an embodiment of the present invention may additionally include a cooling unit. The cooling unit cools the high-temperature and high-pressure hydrogen gas discharged from the pressurizing unit 20 through a compression process. Specifically, it is preferable to cool the high-temperature/high-pressure hydrogen gas to 25°C or lower, and more preferably, the high-temperature/high-pressure hydrogen gas is cooled to 15°C or lower. In general, it is widely known in the art that safety problems may occur when the temperature of hydrogen gas exceeds about 35°C when charging hydrogen gas, and related laws also limit the charging temperature of hydrogen gas to within 35°C. In sites where the device must be operated outdoors, the temperature at the site may exceed 35℃ due to seasonal or time of day factors. To solve this problem, it is necessary to cool and maintain the high-temperature and high-pressure hydrogen gas within the above temperature range. need.

이를 위하여, 상기 냉각부는 냉각용 물탱크 및 열 교환부를 포함하는 구성을 채용하는 냉각 수단를 포함하는 것이 바람직하나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 열 교환부에서는 상기 냉각용 물탱크로부터 안내되는 냉각수와 상기 가압부(20)로부터 안내되는 고온·고압의 수소 가스가 직접적으로 접촉함으로써 간접적으로 열의 교환이 수행되며, 이를 위한 어떠한 구성이라도 특별히 제한되지 아니한다. 상기 냉각용 물탱크는 펠티어(Peltier) 소자가 형성되어 있는 것이 바람직하나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 펠티어 소자는 펠티어 효과(Peltier effect)에 의한 열 이동을 이용하여 간접적으로 열 교환을 수행할 수 있는 장치를 의미한다. 상기 펠티어 소자는 상기 냉각용 물탱크에 부착되는 방식으로 형성되는 것이 바람직하나, 그 부착 형태는 특별히 제한되지 않는다. 상기 펠티어 소자는 상기 냉각용 물탱크 내부의 냉각수를 바람직하게는 15℃ 이하의 온도로 유지시키도록 한다. 상기 냉각용 물탱크에는 상기 냉각수를 상기 냉각용 물탱크와 상기 열 교환부에서 순환하도록 안내하는 냉각수 라인, 상기 냉각수의 온도 측정을 위한 온도 센서, 상기 냉각용 물탱크 내부의 냉각수 수위를 측정하기 위한 수위 측정 센서 및 상기 냉각수를 냉각수 라인 내부에서 순환 유동시키기 위한 냉각수 펌프가 더 형성될 수 있다.To this end, the cooling unit preferably includes a cooling means employing a configuration including a cooling water tank and a heat exchange unit, but is not necessarily limited thereto. In the heat exchange unit, heat exchange is performed indirectly by direct contact between the cooling water guided from the cooling water tank and the high-temperature/high-pressure hydrogen gas guided from the pressurizing unit 20, and any configuration for this is specifically limited. It doesn't work. The cooling water tank is preferably formed with a Peltier element, but is not necessarily limited thereto. The Peltier element refers to a device that can indirectly perform heat exchange using heat transfer by the Peltier effect. The Peltier element is preferably formed in a way that it is attached to the cooling water tank, but the attachment form is not particularly limited. The Peltier element preferably maintains the cooling water inside the cooling water tank at a temperature of 15°C or lower. The cooling water tank includes a cooling water line that guides the cooling water to circulate in the cooling water tank and the heat exchanger, a temperature sensor for measuring the temperature of the cooling water, and a temperature sensor for measuring the coolant level inside the cooling water tank. A water level measurement sensor and a coolant pump for circulating the coolant inside the coolant line may be further provided.

상기 충전부(40)는 사용자의 수소 충전 용기(2)가 수용되며, 상기 사용자의 수소 충전 용기(2)로 수소 가스를 제공하기 위한 수단으로, 상기 충전부(40)는 사용자의 수소 충전 용기(2)가 수용되는 복수개의 수용부(41) 및 상기 사용자의 수소 충전 용기(2)의 온도, 부피 변화 등의 상태를 측정하는 측정 수단을 포함하는 측정부(42)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 수용부(41)의 일측에는 상기 가압부(20) 또는 저장부(30)로부터 공급받은 수소 가스를 상기 사용자의 수소 충전 용기(2)로 안내하기 위한 수용 안내라인이 형성되며, 상기 수용 안내라인은 그 경로 상에 수동으로 또는 상기 제어부(미도시)와 전기적으로 연결되어 제어부에 의해 조작됨으로써 경로를 개폐하거나 경로를 통과하는 수소 가스의 유량을 조절할 수 있는 수용밸브가 형성될 수 있다. The charging unit 40 accommodates the user's hydrogen charging container 2 and is a means for providing hydrogen gas to the user's hydrogen charging container 2. The charging unit 40 is configured to accommodate the user's hydrogen charging container 2. ) and a measuring unit 42 including a measuring means for measuring the state of the user's hydrogen charging container 2, such as temperature and volume change. A receiving guide line is formed on one side of the receiving part 41 to guide the hydrogen gas supplied from the pressurizing part 20 or the storage part 30 to the user's hydrogen charging container 2, and the receiving guide The line can be operated manually on the path or by being electrically connected to the control unit (not shown) and operated by the control unit to form a receiving valve that can open and close the route or regulate the flow rate of hydrogen gas passing through the route.

한편, 상기 수용부(41)는 복수개로 형성되는 것을 특징으로 한다. 따라서 각각의 상기 수용부(41)는 일측에 각각 형성된 상기 수용 안내라인을 포함하며, 각각의 상기 수용 안내라인은 상술한 바와 같이 그 경로 상에 수용밸브가 형성될 수 있다. 이를 통해 상기 제어부(미도시)는 상기 복수개의 수용부(41) 중 일부의 수용부(41)에서만 충전 과정이 수행되는 경우 그 일부의 수용부(41)에만 하술할 충전 방법에 의한 충전 과정을 동작하도록 제어할 수 있다. 기존의 수소 충전 장치에서는 동시에 복수 대의 어플리케이션에 대한 수소 가스의 충전을 수행하는 경우 기계적 결함 등의 이유로 각 어플리케이션으로 공급되는 수소 가스의 압력이 동일하지 않은 경우가 빈번하나, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전부(40)의 경우 상기 구성 및 결합 관계를 채용함으로써 동시에 복수의 충전 과정이 수행되더라도 공급되는 수소 가스의 압력을 동일하면서도 일정하게 유지할 수 있으며, 동시에 복수의 충전 과정이 수행되거나 또는 그 중 일부에만 충전 과정이 수행되는지 여부와 관계 없이 안정적인 충전 수행이 가능하다. 또한 복수의 수용부(41) 중 일부의 수용부(41)에 예기치 않은 고장이 발생한 경우에도 이에 대한 탄력적인 대응이 가능하다.Meanwhile, the receiving portion 41 is characterized in that it is formed in plural pieces. Accordingly, each of the receiving portions 41 includes the receiving guide line formed on one side, and each receiving guide line may have a receiving valve formed on its path as described above. Through this, when the charging process is performed only in some of the accommodating parts 41 among the plurality of accommodating parts 41, the control unit (not shown) performs the charging process by the charging method to be described below only in some of the accommodating parts 41. It can be controlled to operate. In existing hydrogen charging devices, when charging hydrogen gas for multiple applications at the same time, the pressure of hydrogen gas supplied to each application is often not the same due to mechanical defects, etc. However, in one embodiment of the present invention, the pressure of hydrogen gas supplied to each application is not the same. In the case of the charging unit 40, by adopting the above configuration and coupling relationship, the pressure of the supplied hydrogen gas can be kept the same and constant even if a plurality of charging processes are performed simultaneously, and a plurality of charging processes can be performed simultaneously or part of them. Stable charging is possible regardless of whether the charging process is performed only. In addition, even if an unexpected failure occurs in some of the receiving parts 41 among the plurality of receiving parts 41, a flexible response is possible.

상기 복수개의 수용부(41)는 일측에 체결장치가 형성되어 있으며, 상기 체결장치는 일측에서 상기 사용자의 수소 충전 용기(2)를 체결하여 고정하고, 반대편 일측에서 상기 수용 안내라인과 접속되어, 상기 사용자의 수소 충전 용기(2)를 체결하여 고정한 상태로 상기 수용 안내라인으로부터 안내된 수소 가스를 상기 사용자의 수소 충전 용기(2)로 공급할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 상기 체결장치에는 압력센서(60)가 더 형성되어 최종적으로 공급되는 수소 가스의 압력을 측정할 수 있다.The plurality of receiving parts 41 have a fastening device formed on one side, and the fastening device fastens and secures the user's hydrogen charging container 2 on one side and is connected to the receiving guide line on the opposite side, It is preferable to supply hydrogen gas guided from the receiving guide line to the user's hydrogen charging container (2) while the user's hydrogen charging container (2) is fastened and fixed. A pressure sensor 60 is further formed in the fastening device to measure the pressure of the hydrogen gas that is finally supplied.

상기 측정부(42)는 상기 사용자의 상기 사용자의 수소 충전 용기(2)의 온도, 부피 변화 등의 상태를 측정할 수 있는 측정 수단을 포함하는데, 여기서 상기 측정 수단은 적외선 카메라인 것을 특징으로 한다. 상기 적외선 카메라는 적외선을 기초로 화상을 형성할 수 있는 카메라 또는 이에 관한 기술에 해당하면 공지된 어떠한 형태든 제한되지 아니한다. 상기 적외선 카메라는 상기 수용부(41) 내에 수용된 사용자의 수소 충전 용기(2)에 대한 적외선 이미지 또는 영상을 획득하며, 이를 임의로 화소수에 기초하여 설정한 X, Y 좌표값에 대응시키고, 기설정된 데이터 값과 비교함으로써, 상기 수용부(41) 내에 수용된 사용자의 수소 충전 용기(2)의 충전 과정에서의 온도 변화 또는 부피 변화 등을 한 번에 계산할 수 있으며, 이를 통해 충전 과정 수행 시 적절한 충전 속도 및 안전을 확보할 수 있는 것을 특징으로 한다. 이러한 측정 방법을 통해, 상기 측정부(42)는 하나의 측정 수단 만으로도 복수개의 상기 수용부(41) 내에 수용되어 있는 복수개의 상기 사용자의 수소 충전 용기(2)의 온도, 부피 변화 등의 상태를 측정할 수 있음을 특징으로 하며, 바람직하게는 상기 측정 수단 하나로 1개 내지 3개의 상기 사용자의 수소 충전 용기의 상태를 측정할 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이를 통해, 제품의 구성을 최소화하여 경제적인 구성을 채용할 수 있음은 물론, 종래 기술에서 채용되는 일반적인 측정 수단을 활용할 경우 발생하는 레이저 조사각도에 대한 문제점 등을 해결할 수 있다. 한편, 상술한 적외선 카메라에 의한 측정 방법을 이용하여, 특히 복합소재 용기에 대한 효과적인 대응이 가능한 것을 특징으로 한다.The measuring unit 42 includes a measuring means capable of measuring the state of the user's hydrogen charging container 2, such as temperature and volume change, where the measuring means is an infrared camera. . The infrared camera is not limited to any known form as long as it is a camera capable of forming images based on infrared rays or technology related thereto. The infrared camera acquires an infrared image or video of the user's hydrogen charging container 2 accommodated in the receiving part 41, randomly corresponds to X and Y coordinate values set based on the number of pixels, and preset By comparing with the data value, the temperature change or volume change during the charging process of the user's hydrogen charging container 2 accommodated in the receiving part 41 can be calculated at once, and through this, an appropriate charging speed can be obtained during the charging process. and is characterized by ensuring safety. Through this measurement method, the measuring unit 42 can measure the state of the temperature, volume change, etc. of the plurality of user's hydrogen charging containers 2 accommodated in the plurality of receiving parts 41 with only one measuring means. It is characterized by being able to measure, and preferably, the status of one to three of the user's hydrogen charging containers can be measured with one measuring means, but is not necessarily limited thereto. Through this, it is possible to minimize the product configuration and adopt an economical configuration, as well as solve problems related to the laser irradiation angle that occur when using general measurement methods used in the prior art. Meanwhile, by using the above-described measurement method using an infrared camera, it is characterized in that it is possible to effectively respond to composite containers.

상기 제어부(미도시)는 상기 수소 가스 충전 장치(1) 내에서 이루어지는 충전 과정을 전반적으로 제어하며, 특히 상기 수소 가스 안내라인(50), 가압부(20), 저장부(30) 및 상기 사용자의 수소 충전 용기(2) 중 어느 하나 이상의 수소 가스 압력값을 기초로 충전 과정을 제어할 수 있는 것을 특징으로 한다. 이는 상기 수소 가스 안내라인(50), 가압부(20), 저장부(30) 및 상기 사용자의 수소 충전 용기(2)의 압력값을 측정할 수 있는 수단으로부터 압력값을 수신하면, 하술할 제1밸브(531), 제2밸브(532), 제3밸브 및 상기 수용밸브 등을 전기적으로 제어함으로써 압력값에 기초한 충전 과정의 제어를 수행하는 것으로 달성할 수 있다. 제어부(미도시)에서 이루어지는 수소 가스 충전 과정의 제어 및 이를 이용한 수소 가스 충전 방법에 관하여는 하술하도록 한다.The control unit (not shown) generally controls the charging process within the hydrogen gas charging device 1, and in particular, the hydrogen gas guide line 50, the pressurizing unit 20, the storage unit 30, and the user. It is characterized in that the charging process can be controlled based on the hydrogen gas pressure value of any one or more of the hydrogen charging containers (2). This means that upon receiving the pressure value from the means for measuring the pressure value of the hydrogen gas guide line 50, the pressurizing part 20, the storage part 30, and the user's hydrogen charging container 2, the method described below This can be achieved by controlling the charging process based on the pressure value by electrically controlling the first valve 531, the second valve 532, the third valve, and the receiving valve. Control of the hydrogen gas charging process performed by the control unit (not shown) and a hydrogen gas charging method using the same will be described below.

상기 수소 가스 안내라인(50)은 수소 가스가 이동하는 경로를 제공하기 위한 수단으로, 상기 가압부(20) 및 상기 저장부(30)를 거쳐 상기 충전부(40)로 향하도록 연결되어, 상기 가압부(20)로부터 토출된 가압된 수소 가스를 상기 저장부(30)로 전달하고, 상기 저장부(30)에 저장된 수소 가스를 상기 충전부(40)로 전달하여 상기 사용자의 수소 충전 용기(2)로 공급하기 위한 경로를 제공하는 메인 안내라인(51) 및 상기 가압부(20)로부터 토출된 가압된 수소 가스가 상기 저장부(30)를 거치지 않고 바로 상기 충전부(40)로 전달하여 상기 사용자의 수소 충전 용기(2)로 공급되기 위한 경로를 제공하는 바이패스 안내라인(52)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 한편, 상기 수소 가스 안내라인(50)의 경로 상에는 상기 제어부(미도시)와 전기적으로 연결된 밸브가 하나 이상 형성되는 것을 특징으로 한다.The hydrogen gas guide line 50 is a means for providing a path for hydrogen gas to move, and is connected to the charging unit 40 via the pressurizing unit 20 and the storage unit 30, The pressurized hydrogen gas discharged from the unit 20 is delivered to the storage unit 30, and the hydrogen gas stored in the storage unit 30 is delivered to the charging unit 40 to fill the user's hydrogen charging container 2. The pressurized hydrogen gas discharged from the main guide line 51 and the pressurizing unit 20, which provides a path for supply to the user, is delivered directly to the charging unit 40 without passing through the storage unit 30. It is characterized by including a bypass guide line (52) that provides a path for supplying hydrogen to the hydrogen charging container (2). Meanwhile, one or more valves electrically connected to the control unit (not shown) are formed on the path of the hydrogen gas guide line 50.

이때, 상기 밸브는 상기 메인 안내라인(51) 상에서 상기 가압부(20) 및 상기 저장부(30) 사이에 형성되는 제1밸브(531), 상기 메인 안내라인(51) 상에서 상기 저장부(30) 및 상기 충전부(40) 사이에 형성되는 제2밸브(532) 및 상기 바이패스 안내라인(52) 상에 형성되는 제3밸브(533)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성으로써 상기 제어부(미도시)는 상기 인입부(10)로부터 유입되는 외부 또는 수소 충전 장치 내부의 수소 가스 공급수단으로부터 공급된 수소 가스의 압력값인 제1압력값, 상기 저장부(30) 내의 수소 가스의 압력값인 제2압력값 및 상기 사용자의 수소 충전 용기(2) 내의 수소 가스의 압력값인 제3압력값에 기초하여, 상기 제1밸브(531), 제2밸브(532) 및 제3밸브(533)의 개폐를 조절하거나 통과하는 수소 가스의 유량을 조절함으로써, 하술할 수소 가스 충전 방법에 의한 수소 충전 과정을 수행할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다. 이때 상기 제1밸브(531), 제2밸브(532) 및 제3밸브(533)는 솔레노이드 밸브, 모터라이즈드(motorized) 밸브 등 상기 제어부(미도시)와 전기적으로 연결되어 상기 제어부(미도시)에 의해 밸브의 개폐 여부 및 개폐 정도의 제어를 수행할 수 있는 밸브에 해당하면 공지된 어떠한 밸브에 해당하던지 특별히 제한되지 아니함은 물론이다.At this time, the valve is a first valve 531 formed between the pressurizing part 20 and the storage part 30 on the main guide line 51, and the storage part 30 on the main guide line 51. ) and a second valve 532 formed between the charging unit 40 and a third valve 533 formed on the bypass guide line 52. With this configuration, the control unit (not shown) provides a first pressure value, which is the pressure value of the hydrogen gas supplied from the outside or the hydrogen gas supply means inside the hydrogen charging device flowing from the inlet part 10, and the storage unit 30. Based on the second pressure value, which is the pressure value of the hydrogen gas within the user's hydrogen charging container 2, and the third pressure value, which is the pressure value of the hydrogen gas within the user's hydrogen charging container 2, the first valve 531 and the second valve 532 And by controlling the opening and closing of the third valve 533 or controlling the flow rate of hydrogen gas passing through, the hydrogen charging process can be performed by the hydrogen gas charging method described below. A detailed description of this will be provided later. At this time, the first valve 531, the second valve 532, and the third valve 533 are electrically connected to the control unit (not shown), such as a solenoid valve or a motorized valve, and are electrically connected to the control unit (not shown). ) Of course, there is no particular limitation to any known valve as long as it corresponds to a valve that can control the opening/closing and opening/closing degree of the valve.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 가스 충전 장치(1)는 외부로부터 공기를 수용하여 상기 가압부(20)로 공기를 공급하기 위한 수단인 에어(air) 안내라인(미도시) 및 공급받은 질소 가스를 상기 가압부(20)로 공급하기 위한 수단인 질소 안내라인(미도시)을 추가적으로 포함할 수 있다.Meanwhile, the hydrogen gas charging device 1 according to an embodiment of the present invention includes an air guide line (not shown) and a supply means for receiving air from the outside and supplying the air to the pressurizing part 20. A nitrogen guide line (not shown), which is a means for supplying the received nitrogen gas to the pressurizing unit 20, may be additionally included.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 가스 충전 장치(1)는 압력을 측정하기 위한 압력센서를 추가적으로 포함할 수 있으며, 상기 압력센서는 상기 인입부(10), 상기 가압부(20), 상기 수소 가스 안내라인(50) 및 상기 저장부(30)에 형성되는 것이 바람직하며, 상기 압력센서는 압력을 측정하여 측정값을 전기적으로 상기 제어부(미도시)로 송신할 수 있는 압력센서에 해당하면 공지된 어떠한 것이든 제한되지 아니한다.Meanwhile, the hydrogen gas charging device 1 according to an embodiment of the present invention may additionally include a pressure sensor for measuring pressure, and the pressure sensor is connected to the inlet part 10, the pressurizing part 20, It is preferably formed in the hydrogen gas guide line 50 and the storage unit 30, and the pressure sensor corresponds to a pressure sensor capable of measuring pressure and electrically transmitting the measured value to the control unit (not shown). This is not limited to anything known.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 가스 충전 장치(1)는 외부로부터 물(H2O)을 공급받고, 내부에 구비한 자체 제네레이터(미도시) 또는 외부에서 생산된 전력을 공급받아 상기 물을 전기분해하여 수소 가스를 생성하는 수전해장비를 포함하는 수전해부를 더 포함할 수 있다. 상기 수전해장비에서 생산된 수소 가스는 별도의 안내라인을 통해 상기 인입부(10)로 전달, 상기 수소 가스 안내라인(50)으로 안내될 수 있으며, 이후 사용자에게 공급하는 과정은 위에서 설명된 바와 동일하다. 상기 수전해부는 수소 가스 반입이 어려운 수소 모빌리티 운용 현장에서도 자체적으로 수소 가스를 생산하여 공급할 수 있도록 함으로써, 일반적인 현장에서 조달하기 용이한 상기 물만 일정량 공급하더라도 수소 가스를 필요로 하는 수소 모빌리티에 수소 가스를 충전할 수 있도록 할 수 있다. 일례로 압축 수소 가스 저장 용기 구비 시 요구되는 안전 기준을 만족하지 못하는 현장에서는, 별도의 조치 없이도 본 발명의 다른 실시예에 따른 수전해부에서 생산된 수소 가스를 이용하여 상기 충전 과정을 수행할 수 있는 것이다.On the other hand, the hydrogen gas charging device 1 according to an embodiment of the present invention receives water (H 2 O) from the outside, and receives power from an internal generator (not shown) or externally generated power. It may further include a water electrolysis unit that includes water electrolysis equipment that electrolyzes water to generate hydrogen gas. Hydrogen gas produced in the water electrolysis equipment can be delivered to the inlet 10 through a separate guide line and guided to the hydrogen gas guide line 50, and the subsequent supply process to the user is as described above. same. The water electrolysis unit allows hydrogen gas to be produced and supplied independently even at hydrogen mobility operation sites where it is difficult to bring in hydrogen gas, so even if only a certain amount of the water, which is easy to procure in general sites, is supplied, hydrogen gas can be supplied to hydrogen mobility that requires hydrogen gas. You can enable it to charge. For example, in a site that does not meet the safety standards required for providing a compressed hydrogen gas storage container, the charging process can be performed using hydrogen gas produced in water electrolysis according to another embodiment of the present invention without any additional measures. will be.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 가스 충전 장치(1)는 외부에서 또는 자체 생산된 압축 수소 가스를 저장하는 내장탱크를 포함하는 내장탱크부를 더 포함할 수 있다. 상기 내장탱크에는 온도 센서 또는 압력 센서가 형성되어 상기 내장탱크 내 상기 압축 수소 가스의 온도 또는 압력을 측정할 수 있다. 바람직하게는 상기 내장탱크에 저장된 수소 가스는 충전 과정 수행 시, 별도의 안내라인을 통해 상기 인입부(10)로 전달, 상기 수소 가스 안내라인(50)으로 안내될 수 있으며, 상기 별도의 안내라인은 안내 경로 상에 상기 제어부(미도시)와 전기적으로 연결된 내장탱크밸브가 형성되어, 상기 제어부(미도시)에서 상기 내장탱크 내 저장된 상기 압축 수소 가스의 공급을 자동으로 제어할 수 있으며, 이후 상기 생산된 수소 가스를 압축하여 사용자에게 공급하는 과정은 위에서 설명된 바와 동일하다. 상기 내장탱크부는 압축 수소 가스 저장 용기 구비 시 요구되는 안전 기준을 만족할 수 있는 현장에서 용이하게 수소 가스를 공급받을 수 있도록 함으로써, 본 발명에 따른 수소 가스 충전 장치(1)를 이용한 수소 충전 과정을 현장 상황에 따라 유연하게 실시할 수 있도록 할 수 있는 것이다.Meanwhile, the hydrogen gas charging device 1 according to an embodiment of the present invention may further include a built-in tank unit that stores compressed hydrogen gas produced externally or in-house. A temperature sensor or pressure sensor is formed in the built-in tank to measure the temperature or pressure of the compressed hydrogen gas in the built-in tank. Preferably, the hydrogen gas stored in the built-in tank may be delivered to the inlet 10 through a separate guide line and guided to the hydrogen gas guide line 50 when performing the charging process. A built-in tank valve electrically connected to the control unit (not shown) is formed on the guide path, so that the control unit (not shown) can automatically control the supply of the compressed hydrogen gas stored in the built-in tank, and then the The process of compressing the produced hydrogen gas and supplying it to the user is the same as described above. The built-in tank unit allows hydrogen gas to be easily supplied at a site that can meet the safety standards required when installing a compressed hydrogen gas storage container, thereby enabling the hydrogen charging process using the hydrogen gas charging device (1) according to the present invention to be carried out on site. It can be implemented flexibly depending on the situation.

이하에서는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수소 가스 충전 방법을 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한다. 이하에서는, 상술한 일 실시예에서 설명된 바와 공통되는 구성요소에 대한 설명은 생략하도록 한다.Hereinafter, a hydrogen gas charging method according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 4. Hereinafter, descriptions of components common to those described in the above-described embodiment will be omitted.

상기 수소 가스 충전 방법은 외부 또는 수소 가스 충전 장치 내부의 수소 가스 공급 수단으로부터 인입되는 수소 가스의 입력값인 제1압력값과, 수소 가스를 수용하여 저장하는 저장부(30) 내의 수소 가스의 압력값인 제2압력값 및 사용자의 수소 충전 용기(2) 내의 수소 가스의 압력값인 제3압력값에 기초하여 수소 가스의 충전을 수행하는 것을 특징으로 하며, 상기 수소 가스 충전 방법은 외부 또는 수소 충전 장치 내부의 수소 가스 공급 수단으로부터 인입되는 수소 가스를 상기 사용자의 수소 충전 용기(2)로 공급하여 충전을 수행하는 제1차압충전단계(S12);, 상기 제1압력값 및 제3압력값을 비교하여, 상기 제3압력값이 상기 제1압력값 이상일 경우 상기 제1차압충전단계(S12)를 종료하도록 제어하는 제1종료제어단계(S13);, 수소 가스를 압축하는 가압부(20)를 구동하여 수소 가스의 압축을 수행하는 가압단계(S14); 및 상기 가압부(20)로부터 토출되는 압축된 수소 가스를 사용자의 수소 충전 용기(2)로 공급하여 충전을 수행하는 가압충전단계(S15);를 포함하는 것을 특징으로 한다. 한편, 상기 수소 가스 충전 방법은 상기 제1차압충전단계(S12) 이전에 상기 제1압력값, 제2압력값 및 제3압력값을 측정하는 압력값측정단계(S11);를 추가적으로 포함할 수 있다. 한편, 상기 제2압력값은 상기 저장부(30) 내의 수소 가스의 압력값을 의미하며, 가압부(20)와 저장부(30)가 연결되어 있는 경우 상기 가압부(20)에서 토출되는 수소 가스의 압력(출구압)이 곧 상기 제2압력값에 해당할 수 있음은 물론이다.The hydrogen gas charging method includes a first pressure value, which is an input value of hydrogen gas supplied from an external or internal hydrogen gas supply means, and a pressure of hydrogen gas in the storage unit 30 that accommodates and stores hydrogen gas. Charging the hydrogen gas is performed based on the second pressure value, which is the value, and the third pressure value, which is the pressure value of the hydrogen gas in the user's hydrogen charging container 2, and the hydrogen gas charging method is performed externally or hydrogen gas. A first differential pressure charging step (S12) of performing charging by supplying hydrogen gas introduced from the hydrogen gas supply means inside the charging device to the user's hydrogen charging container 2;, the first pressure value and the third pressure value A first end control step (S13) for controlling to end the first differential pressure charging step (S12) when the third pressure value is greater than or equal to the first pressure value; a pressurizing unit (20) for compressing hydrogen gas. ) to perform compression of hydrogen gas (S14); And a pressure charging step (S15) of supplying the compressed hydrogen gas discharged from the pressurizing unit 20 to the user's hydrogen charging container 2 to perform charging. Meanwhile, the hydrogen gas charging method may additionally include a pressure value measurement step (S11) of measuring the first pressure value, the second pressure value, and the third pressure value before the first differential pressure charging step (S12). there is. Meanwhile, the second pressure value refers to the pressure value of the hydrogen gas in the storage unit 30, and when the pressurization unit 20 and the storage unit 30 are connected, the hydrogen discharged from the pressurization unit 20 Of course, the pressure of the gas (outlet pressure) may correspond to the second pressure value.

상기 제1차압충전단계(S12)는 외부 또는 수소 충전 장치 내부의 수소 가스 공급 수단으로부터 인입되는 수소 가스를 바로 사용자의 수소 충전 용기(2)로 공급하여 수소 가스 충전을 수행하는 것을 특징으로 한다. 상기 제1차압충전단계(S12)는 주로 충전 과정의 초기 단계에 있어, 상기 사용자의 수소 충전 용기(2) 내에 수소 가스가 희박하게 존재하여 수소 가스의 압력인 제3압력값이 매우 낮을 때 수행되는 충전 단계이다. 외부 또는 수소 충전 장치 내부의 수소 가스 공급 수단으로부터 인입되는 수소 가스 역시 일정한 압력값을 갖게 되므로, 이러한 수소 가스를 상기 가압부(20)나 상기 저장부(30)를 거치지 않거나 또는 이용하지 않고도 바로 상기 사용자의 수소 충전 용기(2)로 압력 평형에 기초하여 수소 가스의 충전을 수행할 수 있다.The first differential pressure charging step (S12) is characterized in that hydrogen gas charging is performed by directly supplying hydrogen gas introduced from an external or internal hydrogen gas supply means to the user's hydrogen charging container 2. The first differential pressure charging step (S12) is mainly performed at the initial stage of the charging process, when hydrogen gas is scarcely present in the user's hydrogen charging container 2 and the third pressure value, which is the pressure of hydrogen gas, is very low. This is the charging stage. Since hydrogen gas introduced from the outside or from the hydrogen gas supply means inside the hydrogen charging device also has a constant pressure value, this hydrogen gas is directly supplied to the above without passing through or using the pressurizing unit 20 or the storage unit 30. With the user's hydrogen charging container 2, charging of hydrogen gas can be performed based on pressure balance.

상기 제1종료제어단계(S13)는 상기 제1차압충전단계(S12) 중 상기 제1압력값 및 제3압력값을 지속적으로 모니터링, 상호 비교함으로써, 상기 제1압력값이 상기 제3압력값보다 클 경우 상기 제1차압충전단계(S12)를 지속하고, 상기 제3압력값이 상기 제1압력값 이상이 될 경우 상기 제1차압충전단계(S12)를 종료하도록 제어하는 단계이다. 상기 제1종료제어단계(S13)에서 상기 제3압력값이 상기 제1압력값 이상이 되어 상기 제1차압충전단계(S12)를 종료하도록 제어할 경우, 곧바로 상기 가압단계(S14)를 수행하도록 제어할 수 있다.The first end control step (S13) continuously monitors and compares the first pressure value and the third pressure value during the first differential pressure charging step (S12), so that the first pressure value is the third pressure value. If the pressure value is greater than the first pressure value, the first differential pressure charging step (S12) is continued, and if the third pressure value is greater than the first pressure value, the first differential pressure charging step (S12) is controlled to end. When the third pressure value becomes greater than the first pressure value in the first end control step (S13) and the first differential pressure charging step (S12) is controlled to end, the pressurizing step (S14) is performed immediately. You can control it.

상기 가압단계(S14)는 상기 가압부(20)를 구동하여 수소 가스의 압축을 수행하는 단계를 의미한다. 상기 가압부(20)에서는 상술한 바와 같이 바람직하게는 1 내지 700 bar의 압력으로 수소 가스를 압축하게 되므로, 바람직하게는 350 bar의 기준 압력을 가지는 상기 사용자의 수소 충전 용기(2)에 원활하게 수소를 충전할 수 있으나, 상기 수치 범위는 예시적인 것이고 이에 대한 사항은 얼마든지 변경이 가능함은 물론이다. 한편, 상기 가압단계(S14)는 상기 제1종료제어단계(S13) 이후에 행해질 수도 있는데, 이는 상술한 바와 같이 상기 압력값측정단계(S11)에서 상기 제1압력값이 상기 제3압력값보다 큰 것으로 측정될 경우 행해지는 것이며, 만일 상기 압력값측정단계(S11)에서 상기 제1압력값이 상기 제3압력값 이하인 것으로 측정되는 경우 하술할 바와 같은 충전제어단계(S2)에 의해 상기 제1차압충전단계(S12) 및/또는 제1종료제어단계(S13)를 생략하고 충전 과정의 시작 직후에 바로 행해질 수도 있고, 하술할 바와 같은 유지충전단계(S32)에 의해 충전 과정이 이루어지지 않는 경우에도 행해질 수 있다.The pressurizing step (S14) refers to a step of compressing hydrogen gas by driving the pressurizing unit 20. As described above, the pressurizing unit 20 compresses hydrogen gas, preferably at a pressure of 1 to 700 bar, so that it is smoothly supplied to the user's hydrogen charging container 2, which preferably has a standard pressure of 350 bar. Hydrogen can be charged, but of course, the above numerical range is illustrative and the details can be changed as much as desired. Meanwhile, the pressurizing step (S14) may be performed after the first end control step (S13), which means that in the pressure value measuring step (S11), as described above, the first pressure value is greater than the third pressure value. This is done when it is measured to be large, and if the first pressure value is measured to be less than the third pressure value in the pressure value measurement step (S11), the first pressure value is measured by the charging control step (S2) as described below. The differential pressure charging step (S12) and/or the first end control step (S13) may be omitted and may be performed immediately after the start of the charging process, or if the charging process is not performed through the maintenance charging step (S32) as will be described below. It can also be done.

상기 가압충전단계(S15)는 상기 가압부(20)로부터 토출되는 압축된 수소 가스를 사용자의 수소 충전 용기(2)로 공급하여 수소 가스 충전을 수행하는 단계를 의미한다. 상기 제1종료제어단계(S13)에 의해, 상기 제1압력값 및 제3압력값이 압력 평형에 도달하였으나, 상기 제3압력값이 아직 종료기준값에는 도달하지 못한 경우 상기 가압충전단계(S15)를 수행하는 것이 바람직하며, 만일 상술한 바와 같이 상기 충전제어단계(S2)에 의해 상기 제1차압충전단계(S12) 및/또는 제1종료제어단계(S13)가 생략되는 경우 바로 상기 가압단계(S14) 과정을 거쳐 수행될 수도 있다. 여기서 상기 종료기준값이란 상기 사용자의 수소 충전 용기(2)의 목표 적정 충전 압력 등을 의미하는 것이 바람직하며, 본 발명에 있어서는 일반적인 수소 충전 실린더의 제원에 해당하는 350 bar의 압력값을 의미하는 것이 바람직하나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 이는 사용자의 수소 충전 용기(2)의 제원에 따라 얼마든지 변경될 수 있고, 사용자 또는 관리자의 수동 설정으로도 이를 변경할 수 있음은 물론이다.The pressure charging step (S15) refers to a step of supplying compressed hydrogen gas discharged from the pressurizing unit 20 to the user's hydrogen charging container 2 to perform hydrogen gas charging. By the first end control step (S13), the first pressure value and the third pressure value reach pressure balance, but when the third pressure value has not yet reached the end reference value, the pressure charging step (S15) It is desirable to perform, and if the first differential pressure charging step (S12) and/or the first end control step (S13) are omitted by the charging control step (S2) as described above, the pressing step ( It can also be performed through process S14). Here, the end standard value preferably refers to the target appropriate charging pressure of the user's hydrogen charging container 2, and in the present invention, it preferably refers to a pressure value of 350 bar, which corresponds to the specifications of a general hydrogen charging cylinder. However, it is not necessarily limited to this, and this can be changed depending on the specifications of the user's hydrogen charging container 2, and of course, it can also be changed through manual settings by the user or administrator.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수소 가스 충전 방법은, 상기 제2압력값 및 제3압력값을 비교하여, 상기 제2압력값 및 제3압력값의 압력값 차이가 제어기준값 이상일 경우 상기 가압단계(S14) 및 가압충전단계(S15)를 종료하도록 제어하는 제2종료제어단계(S16); 및 상기 제2종료제어단계(S16)에 의해 상기 가압단계(S14) 및 가압충전단계(S15)가 종료되면, 상기 저장부(30) 내의 수소 가스를 사용자의 수소 충전 용기로 공급하여 충전을 수행하는 제2차압충전단계(S17)를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, the hydrogen gas charging method according to another embodiment of the present invention compares the second pressure value and the third pressure value, and when the pressure value difference between the second pressure value and the third pressure value is greater than or equal to the control reference value. A second end control step (S16) for controlling the pressurizing step (S14) and the pressurizing charging step (S15) to end; And when the pressurization step (S14) and the pressure charging step (S15) are terminated by the second end control step (S16), the hydrogen gas in the storage unit 30 is supplied to the user's hydrogen charging container to perform charging. It is characterized in that it additionally includes a second differential pressure charging step (S17).

상기 제2종료제어단계(S16)는 상기 가압단계(S14) 및/또는 가압충전단계(S15) 중 상기 제2압력값 및 제3압력값을 지속적으로 모니터링, 상호 비교함으로써, 상기 제2압력값 및 제3압력값의 압력값 차이가 제어기준값 이상일 경우 상기 가압단계(S14) 및 가압충전단계(S15)를 종료하도록 제어하는 단계이다. 여기서 상기 제어기준값은 50 bar의 압력값을 의미하는 것이 바람직하며, 따라서 상기 제2종료제어단계는 상기 제2압력값이 상기 제3압력값보다 50 bar 이상의 압력값을 나타내게 되는 경우 상기 제어를 수행하는 것이 바람직하나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니고, 상기 저장부(30)로부터 상기 충전부(40)로 원활하게 수소 가스가 공급되도록 상기 제2압력값 및 제3압력값 간의 압력 차이를 발생시킬 수 있는 값에 해당하면 당업자가 임의로 적절한 값을 선택할 수 있으며, 상기 제어기준값은 사용자의 수소 충전 용기(2)의 제원, 충전 환경, 또는 기타 요인에 의해 적절히 변경될 수 있음은 물론이다. 상기 제2종료제어단계(S16)에서 상기 가압단계(S14) 및 가압충전단계(S15)를 종료하도록 제어할 경우, 사용자 조작에 의해 또는 상기 사용자의 수소 충전 용기(2) 내 수소 가스 압력인 제3압력값이 상기 종료기준값에 도달하는 경우 자동으로 수소 가스 충전 과정을 완료하도록 제어할 수 있고, 그렇지 아니한 경우 곧바로 상기 제2차압충전단계(S17)를 수행하도록 제어할 수 있다.The second end control step (S16) continuously monitors and compares the second pressure value and the third pressure value during the pressurization step (S14) and/or the pressurization charge step (S15), so that the second pressure value And, if the pressure value difference between the third pressure values is greater than the control reference value, the pressurizing step (S14) and the pressurizing charging step (S15) are controlled to end. Here, the control reference value preferably means a pressure value of 50 bar, and therefore, the second end control step performs the control when the second pressure value represents a pressure value of 50 bar or more than the third pressure value. It is desirable, but not necessarily limited to this, to generate a pressure difference between the second pressure value and the third pressure value so that hydrogen gas is smoothly supplied from the storage unit 30 to the charging unit 40. If it corresponds to a value, a person skilled in the art can arbitrarily select an appropriate value, and of course, the control reference value can be appropriately changed depending on the specifications of the user's hydrogen charging container 2, the charging environment, or other factors. When controlling to end the pressurizing step (S14) and the pressurizing charging step (S15) in the second end control step (S16), the hydrogen gas pressure in the hydrogen charging container (2) is controlled by user operation or by the user. 3. If the pressure value reaches the end reference value, the hydrogen gas charging process can be automatically completed. Otherwise, the second differential pressure charging step (S17) can be performed immediately.

상기 제2차압충전단계(S17)는 상기 저장부(30) 내의 수소 가스를 사용자의 수소 충전 용기(2)로 공급하여 수소 가스 충전을 수행하는 것을 특징으로 한다. 상술한 바와 같이 상기 제2종료제어단계(S16)의 경우 상기 제2압력값 및 제3압력값의 압력값 차이가 상기 제어기준값 이상일 경우 종료 동작을 제어하므로, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 만일 상기 제어기준값을 50 bar의 압력값으로 설정한다면, 상기 제2종료제어단계(S16)에 의해 상기 가압단계(S14) 및 상기 가압충전단계(S15)의 종료가 제어되는 시점에서 상기 제2압력값은 상기 제3압력값에 비해 적어도 50 bar 이상 높은 압력값을 나타내게 된다. 따라서 상기 저장부(30) 내의 수소 가스 압력과 상기 사용자의 수소 충전 용기(2) 내의 수소 가스 압력 간의 압력 차이를 기반으로 한 차압 충전이 가능해지게 되므로, 별도의 에너지를 사용하는 상기 가압부(20)의 구동 없이도 압력 평형을 이용한 상기 제2차압충전단계(S17)를 수행할 수 있다. 따라서 상술한 바와 같이 상기 제1차압충전단계(S12), 가압충전단계(S15) 및 제2차압충전단계(S17)를 통해, 비교적 에너지를 많이 소모할 수 밖에 없는 수소 가압(부스팅) 과정을 최소화하고 압력 평형에 기초한 충전 과정만을 이용하여 에너지를 소모하지 않는 차압 충전 과정을 최대한 활용함으로써, 고도로 친환경적이고 경제적이며 효율적인 수소 가스 충전을 수행할 수 있다.The second differential pressure charging step (S17) is characterized in that hydrogen gas charging is performed by supplying the hydrogen gas in the storage unit 30 to the user's hydrogen charging container 2. As described above, in the case of the second termination control step (S16), the termination operation is controlled when the pressure value difference between the second pressure value and the third pressure value is greater than or equal to the control reference value. According to a preferred embodiment of the present invention, if If the control reference value is set to a pressure value of 50 bar, the second pressure value at the point when the end of the pressurization step (S14) and the pressurization charge step (S15) is controlled by the second end control step (S16) represents a pressure value that is at least 50 bar higher than the third pressure value. Therefore, differential pressure charging is possible based on the pressure difference between the hydrogen gas pressure in the storage unit 30 and the hydrogen gas pressure in the user's hydrogen charging container 2, so the pressurizing unit 20 using separate energy ) The second differential pressure charging step (S17) using pressure balance can be performed without driving. Therefore, as described above, through the first differential pressure charging step (S12), the pressurizing charging step (S15), and the second differential pressure charging step (S17), the hydrogen pressurization (boosting) process, which inevitably consumes a relatively large amount of energy, is minimized. By utilizing only the charging process based on pressure balance and making full use of the differential pressure charging process that does not consume energy, highly eco-friendly, economical, and efficient hydrogen gas charging can be performed.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수소 가스 충전 방법은, 상기 제1압력값, 제2압력값 또는 제3압력값 중 어느 하나 이상의 값을 기초로 충전 과정을 제어하는 충전제어단계(S2);를 추가적으로 포함하며, 상기 충전제어단계(S2)는 상기 제3압력값이 상기 제1압력값 이상이며 동시에 상기 제2압력값보다 작을 경우 상기 제1차압충전단계(S12)를 생략하고 바로 상기 가압단계(S14)를 수행하도록 제어하고, 상기 제2압력값 및 제3압력값의 압력값 차이가 제어기준값 이상일 경우 상기 가압단계(S14) 및 가압충전단계(S15)를 생략하고 바로 상기 제2차압충전단계(S17)를 수행하도록 제어하며, 충전 과정에 있어 상기 제3압력값이 종료기준값에 도달하는 경우 진행 중인 충전 과정을 중단하고 충전 과정을 완료하도록 제어하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 충전제어단계(S2)는 충전 과정의 시작 부터 종료 과정의 전 단계에 걸쳐 수행되는 것이 바람직한데, 이는 상기 제1압력값, 제2압력값 및 제3압력값을 지속적으로 모니터링, 상호 비교함으로써 충전 과정을 원활하고 효율적으로 수행하기 위함이다. 경우에 따라서는 사용자의 수소 충전 용기(2) 내에 압력이 어느 정도 유지되고 있는 상태에서 수소 가스 충전 과정이 수행될 수도 있는데, 차압-가압 복합 충전 방식을 채용하는 본 발명의 특성에 따라 충전하고자 하는 사용자의 수소 충전 용기(2) 내의 압력이 상기 제1차압충전단계(S12)를 수행하기 부적합할 수도 있고, 저장부(30) 내의 수소 가스 압력이 상기 제2차압충전단계(S17)를 수행하기 충분한데도 상기 가압단계(S14) 및/또는 가압충전단계(S15)를 수행하는 것은 비효율을 초래하게 되므로, 이러한 상황들을 방지하기 위해 상술한 바와 같은 제어를 수행하는 것이다. 한편, 사용자의 수소 충전 용기(2) 내의 압력값인 상기 제3압력값을 지속적으로 모니터링하여, 충전 과정의 어느 과정을 진행 중이더라도 상기 제3압력값이 상기 종료기준값에 도달하게 되면 모든 충전 과정을 종료하고 충전 과정을 완료하도록 제어할 수 있어, 안전하면서도 사용자의 수동 조작 또는 관찰 없이 간편하게 자동적으로 충전 과정을 완료할 수 있다.Meanwhile, the hydrogen gas charging method according to another embodiment of the present invention includes a charging control step (S2) of controlling the charging process based on one or more of the first pressure value, the second pressure value, and the third pressure value. );, wherein the charging control step (S2) omits the first differential pressure charging step (S12) when the third pressure value is greater than or equal to the first pressure value and is less than the second pressure value. The pressing step (S14) is controlled to be performed, and if the pressure value difference between the second pressure value and the third pressure value is greater than the control reference value, the pressing step (S14) and the pressure charging step (S15) are omitted and the first The second pressure charging step (S17) is controlled to be performed, and when the third pressure value reaches the end reference value during the charging process, the ongoing charging process is stopped and the charging process is completed. At this time, the charging control step (S2) is preferably performed throughout all stages of the charging process from the beginning to the end, which continuously monitors the first pressure value, second pressure value, and third pressure value and mutually monitors the first pressure value, the second pressure value, and the third pressure value. This is to perform the charging process smoothly and efficiently by comparing. In some cases, the hydrogen gas charging process may be performed while the pressure is maintained to a certain degree in the user's hydrogen charging container 2. According to the characteristics of the present invention, which adopts a differential pressure-pressure combined charging method, the hydrogen gas charging process may be performed. The pressure in the user's hydrogen charging container 2 may be inadequate to perform the first differential pressure charging step (S12), and the hydrogen gas pressure in the storage unit 30 may be inadequate to perform the second differential pressure charging step (S17). Since performing the pressurizing step (S14) and/or the pressurizing charging step (S15) even though the pressure is sufficient results in inefficiency, the control as described above is performed to prevent such situations. Meanwhile, the third pressure value, which is the pressure value within the user's hydrogen charging container 2, is continuously monitored, and when the third pressure value reaches the end reference value regardless of which process of the charging process is in progress, all charging processes are stopped. can be controlled to terminate and complete the charging process, allowing the charging process to be completed automatically and safely without manual operation or observation by the user.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수소 가스 충전 방법은 상기 제2압력값이 설정값을 유지하도록 유지하는 유지단계(S3);를 추가적으로 포함하며, 상기 유지단계(S3)는 충전 과정이 이루어지지 않고 있는 경우 상기 제2압력값이 설정값 미만인지 여부를 판단하는 유지판단단계(S31); 및 상기 유지판단단계(S31)에서 상기 제2압력값이 설정값 미만인 것으로 판단되는 경우 상기 가압부(20)를 구동하여 상기 가압부(20)로부터 토출되는 수소 가스를 상기 저장부(30)로 공급함으로써 상기 제2압력값이 설정값에 도달하도록 유지하는 유지충전단계(S32);를 포함하는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, the hydrogen gas charging method according to another embodiment of the present invention additionally includes a maintaining step (S3) of maintaining the second pressure value to maintain the set value, and the maintaining step (S3) is a charging process. If not achieved, a maintenance determination step (S31) of determining whether the second pressure value is less than the set value; And when it is determined that the second pressure value is less than the set value in the maintenance judgment step (S31), the pressurizing unit 20 is driven to transfer the hydrogen gas discharged from the pressurizing unit 20 to the storage unit 30. A maintenance charging step (S32) of maintaining the second pressure value to reach a set value by supplying the pressure.

상기 유지단계(S3)는 충전 과정이 모두 종료된 이후 등 충전 과정이 수행되지 않는 휴지 상태에 수행되는 것이 바람직한데, 이는 충전 과정 수행 등의 이유로 상기 저장부(30) 내에 저장되어 있던 수소 가스가 고갈될 경우, 상기 유지판단단계(S31)에서 상기 제2압력값을 측정함으로써 상기 유지충전단계(S32)의 수행 필요 여부를 판단하고, 상기 유지충전단계(S32)의 수행이 필요하다고 판단되는 경우, 이후의 충전을 위하여 상기 제2압력값이 일정한 설정값에 도달하도록, 상기 가압부(20)를 구동시켜 상기 가압부(20)로부터 토출되는 압축된 수소 가스를 상기 저장부(30)로 공급시키는 것을 특징으로 한다. 상기 설정값은 상기 저장부(30) 내 수소 가스 저장 수단의 적정 압력 등을 의미하는 것이 바람직하며, 본 발명에 있어서는 400 bar의 설정값을 의미하는 것이 바람직하나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 저장부(30) 내 포함되는 상기 수소 가스 저장 수단의 제원에 따라 이는 얼마든지 변경될 수 있고, 사용자 또는 관리자의 수동 설정으로도 이를 변경할 수 있음은 물론이다. 상기 유지단계(S3)를 포함하는 상기 충전 방법을 통해, 상기 저장부(30)는 항시 일정한 수소 가스 압력을 유지할 수 있어, 수소 가스 충전 과정이 시작되는 경우 수소 가스 충전을 위한 별도의 승압과정을 요하지 않으므로 일반적으로 소요되는 충전 대기 시간을 상당 부분 절감할 수 있다.The maintenance step (S3) is preferably performed in a resting state in which no charging process is performed, such as after the charging process is completed. This means that the hydrogen gas stored in the storage unit 30 is When depleted, it is determined whether the maintenance charging step (S32) needs to be performed by measuring the second pressure value in the maintenance judgment step (S31), and if it is determined that the maintenance charging step (S32) is necessary. , By driving the pressurizing unit 20 so that the second pressure value reaches a certain set value for subsequent charging, compressed hydrogen gas discharged from the pressurizing unit 20 is supplied to the storage unit 30 It is characterized by ordering. The set value preferably refers to the appropriate pressure of the hydrogen gas storage means in the storage unit 30, and in the present invention, it preferably means a set value of 400 bar, but is not necessarily limited thereto. This can be changed as much as desired depending on the specifications of the hydrogen gas storage means included in the storage unit 30, and of course, it can also be changed through manual settings by the user or administrator. Through the charging method including the maintenance step (S3), the storage unit 30 can maintain a constant hydrogen gas pressure at all times, so that when the hydrogen gas charging process begins, a separate pressure boosting process for hydrogen gas charging is performed. Since it is not required, the charging waiting time normally required can be significantly reduced.

이하에서는 수소 가스 충전 장치(1)의 제어부(미도시)가 상기 수소 가스 충전 방법을 수행하도록 하는 제어 동작에 대해 추가적으로 설명한다. 수소 가스의 충전 과정이 시작되면, 상기 제어부(미도시)는 상기 제1압력값, 제2압력값 및 제3압력값에 기초하여 충전 과정의 제어를 수행한다. 제3압력값이 매우 낮은 상태의 상기 사용자의 수소 충전 용기(2)에 대한 수소 가스 충전 과정의 경우, 제어부(미도시)는 상기 가압부(20)를 가동하지 않도록 제어하며, 상기 제3밸브(533)만을 개방하여, 상기 인입부(10)를 통해 인입되는 외부로부터 또는 수소 충전 장치 내부의 수소 가스 공급 수단으로부터 공급된 수소 가스를 상기 바이패스 안내라인(52)을 통해 바로 상기 충전부(40)로 공급하도록 제어함으로써 상기 제1차압충전단계(S12)를 수행한다. 상기 제1차압충전단계(S12)를 통해 이윽고 상기 제1압력값 및 제3압력값이 압력 평형 상태에 도달하면, 상기 제어부(미도시)는 상기 제1차압충전단계(S12)를 종료하기 위하여 상기 제3밸브(533)를 폐쇄하도록 제어한다. 이후 상기 제어부(미도시)는 상기 제1밸브(531)를 개방하도록 제어한 뒤 상기 가압부(20)를 구동하여 상기 가압단계(S14)를 수행하는데, 이때 상기 제2압력값 및 제3압력값의 압력값 차이가 상기 제어기준값보다 작은 것으로 측정, 판단되면, 상기 제어부(미도시)는 상기 제2밸브(532)를 개방하도록 제어하여, 상기 가압부(20)로부터 토출되는 압축된 수소 가스를 상기 메인 안내라인(51)을 통해 상기 충전부(40)로 공급하도록 제어함으로써 상기 가압충전단계(S15)를 수행한다. 한편, 상기 가압충전단계(S15)에 있어 상기 가압부(20)로부터 토출되는 압축된 수소 가스의 공급에 따라 상기 제2압력값 및 제3압력값의 압력값 차이가 이윽고 상기 제어기준값 이상이 될 경우, 상기 제어부(미도시)는 상기 가압부(20)의 구동을 중지하여, 상기 저장부(30) 내 저장된 수소 가스를 상기 메인 안내라인(51)을 통해 상기 충전부(40)로 공급하도록 제어함으로써 상기 제2차압충전단계(S17)를 수행하게 된다. 한편, 상기 제1차압충전단계(S12)의 종료 제어 동작 이후 상기 제2압력값 및 제3압력값의 압력값 차이가 상기 제어기준값 이상인 것으로 측정, 판단되면, 상기 제어부(미도시)는 별도로 상기 가압부(20)를 구동하지 않고 곧바로 상기 제2밸브(532)를 개방하도록 제어하여, 상기 저장부(30) 내 저장된 수소 가스를 상기 메인 안내라인(51)을 통해 상기 충전부(40)로 공급하도록 제어함으로써 곧바로 상기 제2차압충전단계(S17)를 수행할 수도 있다. 이때, 상기 제어부(미도시)는, 어느 충전 과정에 해당하던지 상기 제3압력값이 상기 종료기준값에 도달한 것으로 측정, 판단되면, 모든 충전 과정을 종료하도록 제어할 수 있다.Hereinafter, a control operation that causes the control unit (not shown) of the hydrogen gas charging device 1 to perform the hydrogen gas charging method will be additionally described. When the hydrogen gas charging process begins, the control unit (not shown) controls the charging process based on the first pressure value, second pressure value, and third pressure value. In the case of a hydrogen gas charging process for the user's hydrogen charging container 2 in a state where the third pressure value is very low, the control unit (not shown) controls the pressurizing unit 20 not to operate, and the third valve By opening only (533), hydrogen gas supplied from the outside or from a hydrogen gas supply means inside the hydrogen charging device is introduced through the inlet part 10 directly to the charging part 40 through the bypass guide line 52. The first differential pressure charging step (S12) is performed by controlling the supply to ). When the first pressure value and the third pressure value eventually reach a pressure equilibrium state through the first differential pressure charging step (S12), the control unit (not shown) terminates the first differential pressure charging step (S12). The third valve 533 is controlled to close. Thereafter, the control unit (not shown) controls the first valve 531 to be opened and then drives the pressurizing unit 20 to perform the pressurizing step (S14). At this time, the second pressure value and the third pressure If the pressure difference between the values is measured and determined to be smaller than the control reference value, the control unit (not shown) controls the second valve 532 to open, thereby compressing the hydrogen gas discharged from the pressurizing unit 20. The pressure charging step (S15) is performed by controlling the supply to the charging unit 40 through the main guide line 51. Meanwhile, in the pressurization and charging step (S15), according to the supply of compressed hydrogen gas discharged from the pressurizing unit 20, the pressure value difference between the second pressure value and the third pressure value will eventually become more than the control reference value. In this case, the control unit (not shown) controls to stop driving the pressurizing unit 20 and supply the hydrogen gas stored in the storage unit 30 to the charging unit 40 through the main guide line 51. By doing so, the second differential pressure charging step (S17) is performed. Meanwhile, if the pressure value difference between the second pressure value and the third pressure value is measured and determined to be greater than or equal to the control reference value after the end control operation of the first differential pressure charging step (S12), the control unit (not shown) separately By controlling the second valve 532 to open immediately without driving the pressurizing unit 20, the hydrogen gas stored in the storage unit 30 is supplied to the charging unit 40 through the main guide line 51. By controlling it to do so, the second differential pressure charging step (S17) can be performed immediately. At this time, the control unit (not shown) may control all charging processes to end when it is measured and determined that the third pressure value has reached the end reference value, regardless of which charging process it corresponds to.

한편, 충전 과정이 모두 종료된 이후 등 충전 과정이 수행되지 않는 휴지 상태에 있어, 상기 제어부(미도시)가 상기 제2압력값이 상기 설정값 미만인 것을 인지하면, 상기 제어부(미도시)는 상기 가압부(20)를 가동시키고, 상기 제2밸브(532) 및 제3밸브(533)를 폐쇄하고 상기 제1밸브(531)만을 개방하도록 제어하여, 상기 가압부(20)에서 가압된 수소 가스를 상기 메인 안내라인(51)을 통해 상기 저장부(30)로 공급하도록 제어하는 상기 유지단계(S3)를 수행할 수 있다. 상기 유지단계(S3)를 통해 이윽고 상기 제2압력값이 상기 설정값에 도달한 경우, 상기 제어부(미도시)는 상기 유지단계(S3)를 종료하도록 제어할 수 있다.Meanwhile, in an idle state in which the charging process is not performed, such as after the charging process is completed, when the control unit (not shown) recognizes that the second pressure value is less than the set value, the control unit (not shown) The pressurizing unit 20 is operated, the second valve 532 and the third valve 533 are closed, and only the first valve 531 is controlled to open, so that the hydrogen gas pressurized in the pressurizing unit 20 The maintenance step (S3) of controlling to supply to the storage unit 30 through the main guide line 51 can be performed. When the second pressure value eventually reaches the set value through the maintenance step (S3), the control unit (not shown) may control the maintenance step (S3) to end.

한편, 충전 과정 시작 단계에 있어 상기 제3압력값이 상기 제1압력값 이상이나 상기 제2압력값보다는 작은 것으로 측정, 판단되는 경우, 상기 제어부(미도시)는 상기 제1차압충전단계(S12)를 생략하고 바로 상기 가압단계(S14)를 수행하도록 제어할 수 있으며, 이에 대한 자세한 제어 방법은 상술한 바와 같으므로 생략하도록 한다. 마찬가지로, 상기 제3압력값이 상기 제1압력값 이상이며, 동시에 상기 제2압력값 및 제3압력값의 압력값 차이가 상기 제어기준값 이상인 것으로 측정, 판단되는 경우, 상기 제어부(미도시)는 상기 제1차압충전단계(S12), 가압단계(S14), 가압충전단계(S15)를 모두 생략하고 상기 제2차압충전단계(S17)를 수행하도록 제어할 수 있으며, 이에 대한 자세한 제어 방법은 상술한 바와 같으므로 생략하도록 한다.Meanwhile, when the third pressure value is measured and determined to be greater than or equal to the first pressure value or less than the second pressure value at the start of the charging process, the control unit (not shown) operates in the first differential pressure charging step (S12). ) can be omitted and the pressing step (S14) can be controlled to be performed immediately, and the detailed control method for this is the same as described above, so it will be omitted. Similarly, when the third pressure value is greater than or equal to the first pressure value and the pressure value difference between the second pressure value and the third pressure value is measured and determined to be greater than or equal to the control reference value, the control unit (not shown) The first differential pressure charging step (S12), the pressurizing step (S14), and the pressurizing charging step (S15) can all be omitted and the second differential pressure charging step (S17) can be controlled. The detailed control method for this is described above. Since it is the same as previously mentioned, it will be omitted.

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 변경례 또는 수정례도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 할 것이다.In the above, the applicant has described various embodiments of the present invention, but such embodiments are only one embodiment that implements the technical idea of the present invention, and no changes or modifications are allowed as long as the technical idea of the present invention is implemented. It should be interpreted as falling within the scope of the invention.

1: 수소 가스 충전 장치 10: 인입부 20: 가압부
30: 저장부 40: 충전부 41: 수용부
42: 측정부 50: 수소 가스 안내라인 51: 메인 안내라인
52: 바이패스 안내라인 531: 제1밸브 532: 제2밸브
533: 제3밸브 60: 압력센서 2: 사용자의 수소 충전 용기
S11: 압력값측정단계 S12: 제1차압충전단계
S13: 제1종료제어단계 S14: 가압단계 S15: 가압충전단계
S16: 제2종료제어단계 S17: 제2차압충전단계
S2: 충전제어단계 S3: 유지단계 S31: 유지판단단계
S32: 유지충전단계1: Hydrogen gas charging device 10: Inlet part 20: Pressurization part
30: storage part 40: charging part 41: receiving part
42: Measuring part 50: Hydrogen gas guide line 51: Main guide line
52: bypass guide line 531: first valve 532: second valve
533: Third valve 60: Pressure sensor 2: User's hydrogen charging container
S11: Pressure value measurement step S12: First differential pressure charging step
S13: First end control step S14: Pressurization step S15: Pressure charging step
S16: Second end control step S17: Second differential pressure charging step
S2: Charging control step S3: Maintenance step S31: Maintenance judgment step
S32: Maintenance charging stage

Claims (8)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 외부 또는 수소 가스 충전 장치 내부의 수소 가스 공급 수단으로부터 인입되는 수소 가스의 압력값인 제1압력값과, 수소 가스를 수용하여 저장하는 저장부 내의 수소 가스의 압력값인 제2압력값 및 사용자의 수소 충전 용기 내의 수소 가스의 압력값인 제3압력값에 기초하여 수소 가스의 충전을 수행하는 방법에 있어,
외부 또는 수소 충전 장치 내부의 수소 가스 공급 수단으로부터 인입되는 수소 가스를 사용자의 수소 충전 용기로 공급하여 충전을 수행하는 제1차압충전단계;
상기 제1압력값 및 제3압력값을 비교하여, 상기 제3압력값이 상기 제1압력값 이상일 경우 상기 제1차압충전단계를 종료하도록 제어하는 제1종료제어단계;
수소 가스를 압축하는 가압부를 구동하여 수소 가스의 압축을 수행하는 가압단계;
상기 가압부로부터 토출되는 압축된 수소 가스를 사용자의 수소 충전 용기로 공급하여 충전을 수행하는 가압충전단계;
상기 제2압력값 및 제3압력값을 비교하여, 상기 제2압력값 및 제3압력값의 압력값 차이가 제어기준값 이상일 경우 상기 가압단계 및 가압충전단계를 종료하도록 제어하는 제2종료제어단계; 및
상기 제2종료제어단계에 의해 상기 가압단계 및 가압충전단계가 종료되면, 상기 저장부 내의 수소 가스를 사용자의 수소 충전 용기로 공급하여 충전을 수행하는 제2차압충전단계;를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는, 수소 가스 충전 방법.A first pressure value, which is the pressure value of the hydrogen gas introduced from the hydrogen gas supply means externally or inside the hydrogen gas charging device, a second pressure value, which is the pressure value of the hydrogen gas in the storage unit that receives and stores the hydrogen gas, and the user's In a method of performing charging of hydrogen gas based on a third pressure value, which is the pressure value of hydrogen gas in a hydrogen charging container,
A first differential pressure charging step of performing charging by supplying hydrogen gas introduced from an external or internal hydrogen gas supply means to the user's hydrogen charging container;
A first end control step of comparing the first pressure value and the third pressure value and controlling the first differential pressure charging step to end when the third pressure value is greater than or equal to the first pressure value;
A pressurizing step of compressing hydrogen gas by driving a pressurizing unit that compresses hydrogen gas;
A pressure charging step of supplying compressed hydrogen gas discharged from the pressurizing unit to a user's hydrogen charging container to perform charging;
A second end control step of comparing the second pressure value and the third pressure value and controlling the pressurization step and the pressure charging step to end when the pressure value difference between the second pressure value and the third pressure value is greater than or equal to a control reference value. ; and
When the pressurization step and the pressure charging step are terminated by the second end control step, a second differential pressure charging step of supplying the hydrogen gas in the storage unit to the user's hydrogen charging container to perform charging. Method for charging hydrogen gas. 삭제delete 제 5항에 있어서, 상기 수소 가스 충전 방법은
상기 제1압력값, 제2압력값 또는 제3압력값 중 어느 하나 이상의 값을 기초로 충전 과정을 제어하는 충전제어단계;를 추가적으로 포함하며,
상기 충전제어단계는 상기 제3압력값이 상기 제1압력값 이상일 경우 상기 제1차압충전단계를 생략하고 바로 상기 가압단계를 수행하도록 제어하고, 상기 제2압력값 및 제3압력값의 압력값 차이가 제어기준값 이상일 경우 상기 가압단계 및 가압충전단계를 생략하고 바로 상기 저장부 내의 수소 가스를 상기 사용자의 수소 충전 용기로 공급하여 충전을 수행하는 제2차압충전단계를 수행하도록 제어하며, 충전 과정에 있어 상기 제3압력값이 종료기준값에 도달하는 경우 진행 중인 충전 과정을 중단하고 충전 과정을 완료하도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 수소 가스 충전 방법.
The method of claim 5, wherein the hydrogen gas charging method is
It additionally includes a charging control step of controlling the charging process based on one or more of the first pressure value, the second pressure value, and the third pressure value,
In the charging control step, if the third pressure value is greater than or equal to the first pressure value, the first differential pressure charging step is skipped and the pressurizing step is performed immediately, and the pressure values of the second pressure value and the third pressure value are controlled to be performed immediately. If the difference is greater than the control standard value, the pressurization step and the pressure charging step are omitted and the second differential pressure charging step is performed by directly supplying the hydrogen gas in the storage unit to the user's hydrogen charging container to perform charging, and the charging process A method for charging hydrogen gas, characterized in that controlling to stop the charging process in progress and complete the charging process when the third pressure value reaches the end reference value.
 제 5항에 있어서, 상기 수소 가스 충전 방법은
상기 제2압력값이 설정값을 유지하도록 유지하는 유지단계;를 추가적으로 포함하며,
상기 유지단계는 충전 과정이 이루어지지 않고 있는 경우, 상기 제2압력값이 설정값 미만인지 여부를 판단하는 유지판단단계; 및 상기 유지판단단계에서 상기 제2압력값이 설정값 미만인 것으로 판단되는 경우 상기 가압부를 구동하여 상기 가압부로부터 토출되는 수소 가스를 상기 저장부로 공급함으로써 상기 제2압력값이 설정값에 도달하도록 유지하는 유지충전단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수소 가스 충전 방법.The method of claim 5, wherein the hydrogen gas charging method is
It additionally includes a maintenance step of maintaining the second pressure value at the set value,
The maintenance step includes a maintenance determination step of determining whether the second pressure value is less than a set value when the charging process is not performed; And when it is determined that the second pressure value is less than the set value in the maintenance determination step, driving the pressurization unit to supply hydrogen gas discharged from the pressurization unit to the storage unit to maintain the second pressure value to reach the set value. A hydrogen gas charging method comprising a maintenance charging step.
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JP2019060349A (en) * 2017-09-22 2019-04-18 トヨタ自動車株式会社 Tank loading device

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