KR102668313B1

KR102668313B1 - 연료 전지를 포함하는 차량 및 이 차량에서 수행되는 잔류 에너지 방전 방법

Info

Publication number: KR102668313B1
Application number: KR1020190129977A
Authority: KR
Inventors: 김주한
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Filing date: 2019-10-18
Publication date: 2024-05-22

Abstract

실시 예의 연료 전지를 포함하는 차량은, 복수의 단위 셀이 적층된 셀 스택, 셀 스택으로부터 출력되는 스택 전압의 레벨을 변환하고, 자신의 잔류 에너지를 제거하는 방전부를 포함하는 직류/직류 컨버터, 제1 제어 신호에 응답하여, 직류/직류 컨버터로부터 출력되는 변환된 레벨을 갖는 전압을 분배하거나 또는 셀 스택에 잔류하는 전압을 방전부로 제공하여 방전시키는 전력 분배부 및 차량의 정상 운행 여부에 따라, 제1 제어 신호를 생성하는 제어부를 포함한다.

Description

연료 전지를 포함하는 차량 및 이 차량에서 수행되는 잔류 에너지 방전 방법{Vehicle including fuel cell and method for discharging remaining energy and performed in the vehicle}

실시 예는 연료 전지를 포함하는 차량 및 이 차량에서 수행되는 잔류 에너지 방전 방법에 관한 것이다.

셀 스택을 포함하는 연료 전지를 갖는 차량에서, 차량의 시동이 꺼진 후 셀 스택의 공기 채널 내의 산소를 제거하여 셀 스택의 내구성을 개선시킬 필요가 있다. 또는, 연료 전지를 갖는 차량의 충돌 시, 이차적인 감전 사고나 전기 화재 등을 방지하기 위해, 셀 스택에 잔류하는 전기 에너지를 제거할 필요가 있다. 또는, 차량의 시동이 꺼진 후 차량 정비 시 감전 사고를 방지하기 위해, 셀 스택에 잔류하고 있는 전기 에너지를 제거할 필요가 있다.

이와 같이, 차량의 시동이 꺼지거나 차량이 충돌할 때, 또는 정비 작업을 수행할 때, 셀 스택에 잔류하는 전기 에너지를 제거함으로써 연료전지를 포함하는 차량의 전기적 안전성을 확보함이 매우 중요하다.

실시 예는 차량의 시동이 꺼지거나 차량이 충돌할 때 셀 스택에 잔류하는 전압을 방전하여 안정적으로 제거할 수 있는 연료 전지를 포함하는 차량 및 이 차량에서 수행되는 잔류 에너지 방전 방법을 제공한다.

실시 예에 의한 연료 전지를 포함하는 차량은, 복수의 단위 셀이 적층된 셀 스택; 상기 셀 스택으로부터 출력되는 스택 전압의 레벨을 변환하고, 자신의 잔류 에너지를 제거하는 방전부를 포함하는 직류/직류 컨버터; 제1 제어 신호에 응답하여, 상기 직류/직류 컨버터로부터 출력되는 상기 변환된 레벨을 갖는 전압을 분배하거나 또는 상기 셀 스택에 잔류하는 전압을 상기 방전부로 제공하여 방전시키는 전력 분배부; 및 상기 차량의 정상 운행 여부에 따라, 상기 제1 제어 신호를 생성하는 제어부를 포함할 수 있다.

예를 들어, 연료 전지를 포함하는 차량은, 상기 직류/직류 컨버터를 냉각시키는 냉각 라인을 더 포함하고, 상기 방전부는 상기 냉각 라인 내에 배치될 수 있다.

예를 들어, 연료 전지를 포함하는 차량은, 제2 제어 신호의 레벨 또는 제2 제어 신호의 발생 여부에 응답하여, 상기 전력 분배부에서 분배된 상기 변환된 레벨을 갖는 전압을 충전하는 배터리를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 차량의 정상 운행 여부에 따라 상기 제2 제어 신호를 생성할 수 있다.

예를 들어, 상기 전력 분배부는 상기 제1 제어 신호 중 하나인 제1-1 제어 신호의 발생 여부에 응답하여, 상기 직류/직류 컨버터로부터 출력되는 상기 변환된 레벨을 갖는 전압이 상기 배터리로 제공되는 제1 경로를 형성하는 제1 스위칭부; 및 상기 제1 제어 신호 중 다른 하나인 제1-2 제어 신호의 발생 여부에 응답하여, 상기 셀 스택에 잔류하는 전압이 상기 방전부로 제공되는 제2 경로를 형성하는 제2 스위칭부를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 전력 분배부는 상기 제1 제어 신호 중 하나인 제1-1 제어 신호의 레벨에 응답하여, 상기 직류/직류 컨버터로부터 출력되는 상기 변환된 레벨을 갖는 전압이 상기 배터리로 제공되는 제1 경로를 형성하는 제1 스위칭부; 및 상기 제1 제어 신호 중 다른 하나인 제1-2 제어 신호의 레벨에 응답하여, 상기 셀 스택에 잔류하는 전압이 상기 방전부로 제공되는 제2 경로를 형성하는 제2 스위칭부를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 제어부는 상기 차량이 정상 운행을 하지 않을 때 상기 제1-2 제어 신호의 발생을 중단할 수 있다.

예를 들어, 상기 연료 전지를 포함하는 차량은, 상기 차량의 시동이 멈추었는가를 검사하는 시동 검사부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 시동 검사부에서 검사된 결과에 응답하여 상기 제1-2 제어 신호의 발생을 중단할 수 있다.

예를 들어, 상기 연료 전지를 포함하는 차량은, 상기 차량이 충돌하였는가를 검사하는 충돌 검사부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 충돌 검사부에서 검사된 결과에 응답하여 상기 제1-2 제어 신호의 발생을 중단할 수 있다.

예를 들어, 상기 직류/직류 컨버터는 제1 및 제2 출력단을 포함하고, 상기 변환된 레벨을 갖는 전압은 상기 제1 출력단과 상기 제2 출력단 사이의 전위차에 해당하고, 상기 제1 스위칭부는 상기 제1 출력단과 상기 배터리 사이에 연결되는 제1 배선 상에 배치되어, 상기 제1-1 제어 신호의 발생 여부에 응답하여 스위칭하는 제1 스위치; 및 상기 제2 출력단과 상기 배터리 사이에 연결되는 제2 배선 상에 배치되어, 상기 제1-1 제어 신호의 발생 여부에 응답하여 스위칭하는 제2 스위치를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 제2 스위칭부는 상기 제1 출력단과 상기 방전부의 일단 사이에 연결되며, 상기 제1-2 제어 신호의 발생 여부에 응답하여 스위칭하는 제3 스위치를 포함하고, 상기 방전부의 타단은 상기 제2 출력단과 연결될 수 있다.

예를 들어, 상기 제2 스위칭부는 상기 제2 출력단과 상기 방전부의 타단 사이에 연결되며, 상기 제1-2 제어 신호의 발생 여부에 응답하여 스위칭하는 제4 스위치를 포함하고, 상기 방전부의 상기 일단은 상기 제1 출력단과 연결될 수 있다.

예를 들어, 상기 배터리는 상기 변환된 레벨을 갖는 전압을 충전하는 충전부; 및 상기 제2 제어 신호의 발생 여부 또는 상기 제2 제어 신호의 레벨에 응답하여 상기 변환된 레벨을 갖는 전압이 상기 충전부에 충전되는 제3 경로를 형성하는 제3 스위칭부를 더 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 제3 스위칭부는 상기 제1 배선과 상기 충전부 사이에 배치되고, 상기 제2 제어 신호 중 하나인 제2-1 제어 신호의 발생 여부 또는 상기 제2-1 제어 신호의 레벨에 응답하여 스위칭하는 제5 스위치; 및 상기 제2 배선과 상기 충전부 사이에 배치되고, 상기 제2 제어 신호 중 다른 하나인 제2-2 제어 신호의 발생 여부 또는 상기 제2-2 제어 신호의 레벨에 응답하여 스위칭하는 제6 스위치를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 직류/직류 컨버터와 상기 전력 분배부는 전기적으로 직접 연결될 수 있다.

예를 들어, 상기 연료 전지를 포함하는 차량은, 상기 직류/직류 컨버터와 상기 전력 분배부를 수용하는 케이스를 더 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 연료 전지를 포함하는 차량은, 상기 직류/직류 컨버터와 상기 전력 분배부를 전기적으로 연결하는 와이어를 더 포함하고, 상기 케이스는 상기 직류/직류 컨버터를 수용하는 제1 케이스; 및 상기 전력 분배부를 수용하는 제2 케이스를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 방전부는 1Ω 내지 10 Ω일 수 있다.

다른 실시 예에 의하면, 복수의 단위 셀이 적층된 셀 스택을 포함하는 연료 전지, 및 상기 셀 스택으로부터 출력되는 스택 전압의 레벨을 변환하고 자신의 잔류 에너지를 제거하는 방전부를 포함하는 직류/직류 컨버터를 포함하는 차량에서 수행되는 잔류 에너지 방전 방법은, 상기 차량이 정상 운행하는가를 검사하는 단계; 상기 차량이 정상 운행할 때, 상기 변환된 레벨을 갖는 전압을 분배하는 단계; 및 상기 차량이 정상 운행하지 않을 때, 상기 셀 스택에 잔류하는 전압을 상기 방전부로 제공하여 방전시키는 단계를 포함하는 차량에서 수행될 수 있다.

예를 들어, 상기 차량이 정상 운행하는가를 검사하는 단계는 상기 차량의 시동이 멈추었는가를 검사하는 단계; 또는 상기 차량이 충돌하였는가를 검사하는 단계 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 차량의 시동이 멈추거나 상기 차량이 충돌하였을 때, 상기 차량이 정상 운행하지 않은 것으로 결정하는 차량에서 수행될 수 있다.

실시 예에 따른 연료 전지를 포함하는 차량 및 이 차량에서 수행되는 잔류 에너지 방전 방법은 셀 스택의 내구성을 향상시키고, 차량의 충돌 시 또는 차량 정비 시 이차적인 감전 사고나 전기 화재 등을 예방하고, 제조 원가를 절감시키고, 단순한 구성을 가지며, 축소된 부피를 가지며, 개선된 생산성을 부여하면서도, 잔류 에너지를 안정적으로 방전시켜 전기적 안정성을 확보할 수 있다.

도 1은 일 실시 예에 의한 연료 전지를 포함하는 차량의 블럭도이다.
도 2는 도 1에 도시된 차량에 포함될 수 있는 연료 전지의 예시적인 단면도를 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 제1 직류/직류 컨버터의 일 실시 예에 의한 회로도를 나타낸다.
도 4는 연료 전지의 방전을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 방전 시간을 설명하기 위한 그래프이다.
도 6은 다른 실시 예에 의한 연료 전지를 포함하는 차량의 블럭도이다.
도 7은 차량의 일 실시 예에 의한 외관 사시도를 나타낸다.
도 8은 차량의 다른 실시 예에 의한 외관 사시도를 나타낸다.
도 9는 실시 예에 의한 잔류 에너지 방전 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 10은 비교 례에 의한 차량의 블럭도이다.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시 예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시 예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.

본 실시 예의 설명에 있어서, 각 구성요소(element)의 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 구성요소(element)가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 구성요소(element)가 상기 두 구성요소(element) 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다.

또한 "상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)"로 표현되는 경우 하나의 구성요소(element)를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

또한, 이하에서 이용되는 "제1" 및 "제2," "상/상부/위" 및 "하/하부/아래" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서 이용될 수도 있다.

이하, 실시 예에 의한 연료 전지를 포함하는 차량을 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.

도 1은 일 실시 예에 의한 연료 전지를 포함하는 차량(300A)의 블럭도이다.

도 1을 참조하면, 일 실시 예에 의한 차량(300A)은 셀 스택(cell stack)(310), 제1 직류/직류 컨버터(DC/DC Converter)(320), 전력 분배부(330A), 배터리(340) 및 제어부(350)를 포함할 수 있다.

먼저, 차량(300A)에 포함될 수 있는 연료 전지의 일 례를 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 살펴보지만, 실시 예는 차량(300A)에 포함되는 연료 전지의 특정한 형태에 국한되지 않는다.

연료 전지는 예를 들어 차량 구동을 위한 전력 공급원으로 가장 많이 연구되고 있는 고분자 전해질막 연료전지(PEMFC:Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell, Proton Exchange Membrane Fuel Cell)일 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 차량(300A)에 포함될 수 있는 연료 전지의 예시적인 단면도를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 연료 전지는 제1 및 제2 엔드 플레이트(end plate)(또는, 가압 플레이트 또는 압축판)(110A, 110B), 집전판(112) 및 셀 스택(122)을 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 셀 스택(122)은 도 1에 도시된 셀 스택(310)의 일 실시 예에 해당한다.

셀 스택(122)은 제1 방향(예를 들어, x축 방향)으로 적층된 복수의 단위 셀(122-1 내지 122-N)을 포함할 수 있다. 여기서, N은 1 이상의 양의 정수로서, 수십 내지 수백일 수 있다. N은 예를 들어, 100 내지 300, 바람직하게는 220일 수 있으나, 실시 예는 N의 특정한 수에 국한되지 않는다.

각 단위 셀(122-n)은 0.6 볼트 내지 1.0 볼트, 평균적으로 0.7볼트의 전기를 생성할 수 있다. 여기서, 1≤n≤N이다. 따라서, 연료 전지로부터 부하로 공급하고자 하는 전력의 세기에 따라 N이 결정될 수 있다. 여기서, 부하란, 차량(300A)에서 전력을 요구하는 부분으로서, 도 1에 도시된 부하단(380)이나 인버터(390) 등을 의미할 수 있다.

각 단위 셀(122-n)은 막전극 접합체(MEA:Membrane Electrode Assembly)(210), 가스 확산층(GDL:Gas Diffusion Layer)(222, 224), 개스킷(Gasket)(232, 234, 236) 및 분리판(또는, 바이폴라 플레이트(bipolar plate) 또는 세퍼레이터(separator))(242, 244)을 포함할 수 있다.

막전극 접합체(210)는 수소 이온이 이동하는 전해질막을 중심으로 막의 양쪽에 전기화학반응이 일어나는 촉매 전극층이 부착된 구조를 갖는다. 구체적으로, 막전극 접합체(210)는 고분자 전해질막(또는, 프로톤(proton) 교환막)(212), 연료극(또는, 수소극 또는 산화 전극)(214) 및 공기극(또는, 산소극 또는 환원 전극)(216)을 포함할 수 있다. 또한, 막전극 접합체(210)는 서브 개스킷(238)을 더 포함할 수도 있다.

고분자 전해질막(210)은 연료극(214)과 공기극(216) 사이에 배치된다.

연료 전지에서 연료인 수소는 제1 분리판(242)을 통해 연료극(214)으로 공급되고, 산화제인 산소를 포함하는 공기는 제2 분리판(244)을 통해 공기극(216)으로 공급될 수 있다.

연료극(214)으로 공급된 수소는 촉매에 의해 수소 이온(proton, H+)과 전자(electron, e-)로 분해되며, 이 중 수소 이온만이 선택적으로 고분자 전해질막(212)을 통과하여 공기극(216)으로 전달되고, 동시에 전자는 도체인 가스 확산층(222, 224)과 제1 및 제2 분리판(242, 244)을 통해 공기극(216)으로 전달될 수 있다. 전술한 동작을 위해, 연료극(214)과 공기극(216) 각각에는 촉매층이 도포될 수 있다. 이와 같이, 전자의 이동에 기인하여 외부 도선을 통한 전자의 흐름이 발생하여 전류가 생성된다. 연료인 수소와 공기에 포함된 산소와의 전기 화학 반응에 의해, 연료 전지는 전력을 발생함을 알 수 있다.

공기극(216)에서는 고분자 전해질막(210)을 통해 공급된 수소 이온과 제1 및 제2 분리판(242, 244)을 통해 전달된 전자가 공기극(216)으로 공급된 공기 중 산소와 만나서 물(이하, ‘생성수’ 또는 ‘응축수’라 함)을 생성하는 반응을 일으킨다. 공기극(216)에서 생성된 생성수는 고분자 전해질막(212)을 투과하여 연료극(214)으로 전달될 수 있다.

경우에 따라, 연료극(214)을 양극(anode)이라 칭하고 공기극(216)을 음극(cathode)이라고 칭하거나 이와 반대로 연료극(214)을 음극이라 칭하고 공기극(216)을 양극이라고 칭할 수도 있다.

제1 및 제2 가스 확산층(222, 224)은 반응 기체인 수소와 산소를 고르게 분포시키고 발생된 전기에너지를 전달하는 역할을 수행한다. 이를 위해, 제1 및 제2 가스 확산층(222, 224)은 막전극 접합체(210)의 양측에 각각 배치될 수 있다. 제1 가스 확산층(222)은 제1 분리판(242)을 통해 공급되는 반응 기체인 수소를 확산시켜 고르게 분포시키는 역할을 하며, 전기 전도성을 가질 수 있다. 제2 가스 확산층(224)은 제2 분리판(244)을 통해 공급되는 반응 기체인 공기를 확산시켜 고르게 분포시키는 역할을 하며, 전기 전도성을 가질 수 있다.

개스킷(232, 234, 236)은 반응기체들 및 냉각수의 기밀성과 적정 체결압을 유지하며, 제1 및 제2 분리판(242, 244)을 적층할 때 응력을 분산시키며, 유로를 독립적으로 밀폐시키는 역할을 수행한다. 이와 같이, 개스킷(232, 234, 236)에 의해 기밀/수밀이 유지됨으로써 전력을 생성하는 셀 스택(122)과 인접한 면의 평탄도가 관리되어, 셀 스택(122)의 반응면에 균일한 면압 분포가 이루어질 수 있다.

제1 및 제2 분리판(242, 244)은 반응기체들 및 냉각매체를 이동시키는 역할과 복수의 단위 셀 각각을 다른 단위 셀과 분리시키는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 분리판(242, 244)은 막전극 접합체(210)와 가스 확산층(222, 224)을 구조적으로 지지하며, 발생한 전류를 수집하여 집전판(112)으로 전달하는 역할을 수행할 수도 있다.

제1 및 제2 분리판(242, 244)은 제1 방향(예를 들어, x축 방향)으로 서로 이격되어 제1 및 제2 가스 확산층(222, 224)의 외측에 각각 배치될 수 있다. 즉, 제1 분리판(242)은 제1 가스 확산층(222)의 좌측에 배치되고, 제2 분리판(244)은 제2 가스 확산층(224)의 우측에 배치될 수 있다.

제1 분리판(242)은 반응 기체인 수소를 제1 가스 확산층(222)을 통해 연료극(214)으로 공급하는 역할을 한다. 제2 분리판(244)은 반응 기체인 공기를 제2 가스 확산층(224)을 통해 공기극(216)으로 공급하는 역할을 한다. 그 밖에, 제1 및 제2 분리판(242, 244) 각각은 냉각 매체(예를 들어, 냉각수)가 흐를 수 있는 채널을 형성할 수도 있다.

한편, 제1 및 제2 엔드 플레이트(110A, 110B)는 셀 스택(122)의 양측단 각각에 배치되어, 복수의 단위 셀을 지지하며 고정시킬 수 있다. 즉, 제1 엔드 플레이트(110A)는 셀 스택(122)의 양측단 중 일측단에 배치되고, 제2 엔드 플레이트(110B)는 셀 스택(122)의 양측단 중 타측단에 배치될 수 있다.

제1 및 제2 엔드 플레이트(110A, 110B)는 금속 인서트가 플라스틱 사출물에 의해 둘러싸인 형태를 가질 수 있다. 제1 및 제2 엔드 플레이트(110A, 110B)의 금속 인서트는 내부 면압에 견디기 위해 고강성 특성을 가질 수 있으며 금속 재질을 기계 가공하여 구현될 수 있다.

집전판(112)은 셀 스택(122)과 대면하는 제1 및 제2 엔드 플레이트(110A, 110B)의 내측면(110AI, 110BI)과 셀 스택(122) 사이에 배치될 수 있다. 집전판(112)은 셀 스택(122)에서 전자의 흐름으로 생성된 전기 에너지를 모아서 연료 전지가 사용되는 차량(300A)의 부하로 공급하는 역할을 한다.

다시, 도 1을 참조하면, 제1 직류/직류 컨버터(320)는 셀 스택(310)에서 생성되어 출력되는 전압(이하, ‘스택 전압’이라 한다)의 직류 레벨을 변환하고, 변환된 직류 레벨을 갖는 전압을 출력한다. 예를 들어, 제1 직류/직류 컨버터(320)는 스택 전압을 승압하고, 승압된 전압(이하, ‘승압 전압’이라 한다)을 출력할 수 있다. 이하, 제1 직류/직류 컨버터(320)가 스택 전압의 직류 레벨을 증가시키는 것으로 설명하지만, 하기의 설명은 제1 직류/직류 컨버터(320)가 스택 전압의 직류 레벨을 감소시키는 경우에도 적용될 수 있다.

또한, 제1 직류/직류 컨버터(320)는 자신의 잔류 에너지를 제거하는 방전부(324)를 포함할 수 있다.

도 3은 도 1에 도시된 제1 직류/직류 컨버터(320)의 일 실시 예(320A)에 의한 회로도를 나타낸다.

도 3에 도시된 제1 직류/직류 컨버터(320A)는 인덕터(L), 다이오드(D), 스위칭 소자(322), 제1 및 제2 커패시터(C1, C2) 및 제1 및 제2 방전 저항(R1, R2)을 포함할 수 있다.

도 1 및 도 3에 도시된 제1 직류/직류 컨버터(320, 320A)는 셀 스택(310)으로부터 제공되는 스택 전압을 승압하고, 승압된 결과인 승압 전압을 전력 분배부(330A)로 출력할 수 있다. 스택 전압은 셀 스택(310)의 출력단인 제1 및 제2 노드(N1, N2) 간의 전위차에 해당하고, 승압 전압은 제1 직류/직류 컨버터(320)의 제1 및 제2 출력단(OT1, OT2) 간의 전위차에 해당한다.

일 례로서, 제1 직류/직류 컨버터(320A)에서, 인덕터(L)는 제1 노드(N1)와 접점(CP) 사이에 배치되고, 다이오드(D)는 접점(CP)과 연결된 양극 및 제1 출력단(OT1)과 연결된 음극을 갖는다.

제1 커패시터(C1)와 제1 저항(R1)은 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에서 병렬로 연결되고, 제2 커패시터(C2)와 제2 저항(R2)은 제1 출력단(OT1)과 제2 출력단(OT2) 사이에서 병렬로 연결될 수 있다.

스위칭 소자(322)는 스위칭 제어 신호(CT)에 응답하여 스위칭 온되며, 트랜지스터로 구현될 수 있다. 예를 들어, 스위칭 소자(322)는 도시된 바와 같이, 스위칭용 전력 반도체 소자 예를 들어, 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT: Insulated Gate Bipolar Transistor) 등으로 구현될 수 있다. 제어 신호(CT)는 제어부(350)로부터 출력될 수 있다.

도 3에 도시된 제1 및 제2 커패시터(C1, C2)는 평활용 커패시터이며, 제1 직류/직류 컨버터(320A)의 작동이 턴 오프될 경우, 제1 커패시터(C1)에 남아 있는 잔류 에너지 즉, 잔류 전압은 제1 저항(R1)을 통해 방전되어 제거되고, 제2 커패시터(C2)에 남아 있는 잔류 에너지 즉, 잔류 전압은 제2 저항(R2)을 통해 방전되어 제거될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 저항(R1, R2)은 제1 직류/직류 컨버터(320) 자신에 잔류 에너지를 제거하는 방전부(324)의 일 실시 예에 해당할 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 차량(300A)은 제1 직류/직류 컨버터(320)를 냉각시키는 냉각 라인(360)을 더 포함할 수 있다.

일반적인 차량과 달리 연료 전지를 포함하는 차량(300A)은 연료 전지 전용 냉각 루프와 전장 냉각 루프를 포함할 수 있다. 여기서, 연료 전지 전용 냉각 루프는 고전압이 형성된 연료 전지의 셀 스택(310)의 내부에 냉각수가 공급되는 라인으로서 전기 전도도가 매우 낮은 냉각수를 사용한다. 반면에, 전장 냉각 루프는 각종 고전압 부품을 냉각시키기 위한 냉각수가 공급되는 라인으로서, 제1 직류/직류 컨버터(320)를 냉각시키는 냉각 라인(360)에 해당할 수 있다. 전장 냉각 라인으로 공급되는 냉각수는 일반적인 차량의 냉각수에 해당하며, 전력 전자(PE) 부품을 냉각시키는데 이용된다. 전력 전자 부품은 연료 전지를 제외한 고전압 부품으로서, 예를 들어 제1 직류/직류 컨버터(320), 전력 분배부(330A), 공기 압축기, 인버터(390) 및 모터(392)를 의미할 수 있다.

또한, 차량(300A)은 냉각부(362) 및 펌프(364)를 더 포함할 수 있다. 냉각부(362)는 라디에이터나 팬(fan)에 해당하며, 펌프(364)는 냉각 라인(360)의 냉각수를 화살표 방향으로 회전시키는 역할을 한다.

도 4는 연료 전지의 방전을 설명하기 위한 도면으로서, 도 4 (b)는 도 4 (a)에 도시된 연료 전지의 등가 회로를 나타낸다.

도 5는 방전 시간을 설명하기 위한 그래프로서, 종축은 전압을 나타내고, 횡축은 시간을 나타낸다.

도 4에 도시된 회로의 시정수(τ)는 다음 수학식 1과 같이 구해질 수 있다.

도 5를 참조하면, 방전 시간(T1)은 방전 저항(R)의 크기와 전원 소스의 커패시터(C)의 크기에 비례함을 알 수 있다.

통상적으로 제1 직류/직류 컨버터(320)에 포함되는 제1 및 제2 저항(R1, R2)의 저항값은 수㏀ 내지 수십 ㏀일 수 있다. 이와 같이 제1 및 제2 저항(R1, R2)의 저항값이 클 경우 전술한 도 4 및 도 5에서 설명한 바와 같이, 제1 및 제2 커패시터(C1, C2)에 충전된 잔류 전압을 방전시키는데 많은 시간이 소요될 수 있다. 따라서, 실시 예에 의하면, 방전시켜야 할 잔류 전기 에너지량이 크고 방전 시간을 줄여 신속히 방전을 완료시키기 위해 제1 및 제2 저항(R1, R2)의 저항값을 줄일 수 있다. 이와 같이 저항값이 감소함으로 인해, 방전 전류의 레벨이 증가하여, 제1 및 제2 저항(R1, R2)에서 발생되는 열이 커질 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 저항(R1, R2)을 냉각 라인(360)에 배치하여, 제1 및 제2 저항(R1, R2)에서 발생되는 열의 방출을 도모할 수 있다.

전술한 바와 같이, 방전부(324)의 저항값이 감소할 경우 방전 시간이 줄어들 수 있고, 방전부(324)가 냉각 라인(360)에 배치될 경우 방전부(324)에서 발생되는 열이 냉각 라인(360)의 냉각수에 의해 냉각될 수 있다.

따라서, 방전부(324)의 저항값은 연료 전지의 셀 스택(310)과 제1 직류/직류 컨버터(320)의 잔류 전기 에너지의 크기와 방전을 완료하는데 필요한 시간에 따라 결정될 수 있다.

실시 예에 의하면, 방전부(324)의 저항값은 1Ω 내지 100 Ω 바람직하게는 1Ω 내지 10 Ω 예를 들어, 2Ω 또는 8Ω일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.

도 1에 도시된 방전부(324)는 도 3에 도시된 제1 및 제2 저항(R1, R2)으로 구현될 수 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 다른 실시 예에 의하면, 방전부(324)는 시스 히터, 세라믹 히터 등의 저항 발열체로 구현될 수도 있다.

한편, 전력 분배부(330A)는 셀 스택(310)에서 발전된 전력을 분배하는 역할을 하는 일종의 고전압 정션 박스일 수 있다. 예를 들어, 전력 분배부(330A)는 연료 전지의 운전을 돕는 주변 보조 기기(BOP:Balance Of Plant) 부품들을 제어하기 위한 퓨즈와 릴레이류를 포함할 수 있다.

전력 분배부(330A)는 제어부(350)로부터 출력된 제1 제어 신호(C1)에 응답하여, 제1 직류/직류 컨버터(320)로부터 출력되는 레벨 변환된 전압을 전력 전력 전자 부품으로 분배하거나 또는 셀 스택(310)에 잔류하는 전압을 방전부(324)로 제공하여 방전시킬 수 있다. 실시 예의 경우, 제1 직류/직류 컨버터(320)에서 레벨 변환된 전압을 방전부(324)로 제공함으로써, 셀 스택(310)에 잔류하는 전압을 방전시킬 수 있다.

전력 분배부(330A)는 제1 스위칭부(또는, 제1 릴레이부) 및 제2 스위칭부(또는, 제2 릴레이부)를 포함할 수 있다.

제1 스위칭부는 제1 제어 신호(C1) 중 하나인 제1-1 제어 신호(C11)의 레벨에 응답하여, 제1 직류/직류 컨버터(320)로부터 출력되는 변환된 레벨을 갖는 전압이 배터리(340)나 각종 부하(380, 390)로 제공되는 제1 경로(P11, P12)를 형성할 수 있다. 예를 들어, 제1 스위칭부는 제1 및 제2 스위치(또는, 릴레이)(S1, S2)를 포함할 수 있다.

제1 스위치(S1)는 제1 직류/직류 컨버터(320)의 제1 출력단(OT1)과 배터리(340) 및 각종 부하(380, 390) 사이에 연결되는 제1 배선(L1) 상에 배치되며, 제1-1 제어 신호(C11)의 레벨에 응답하여 스위칭 온되거나 스위치 오프될 수 있다. 제2 스위치(S2)는 제1 직류/직류 컨버터(320)의 제2 출력단(OT2)과 배터리(340) 및 각종 부하(380, 390) 사이에 연결되는 제2 배선(L2) 상에 배치되어, 제1-1 제어 신호(C11)의 레벨에 응답하여 스위칭 온되거나 스위칭 오프될 수 있다.

예를 들어, 제어부(350)로부터 “고” 레벨(예를 들어, 12볼트)의 제1-1 제어 신호(C11)가 공급될 때, 제1 및 제2 스위치(S1, S2) 각각은 스위칭 온되어, 제1 및 제2 출력단(OT1, OT2)으로부터 출력되는 변환된 레벨을 갖는 전압이 배터리(340) 및 각종 부하(380, 390)로 공급되는 제1 경로가 형성될 수 있다. 반면에, 제어부(350)로부터 “저” 레벨(예를 들어, 0볼트)의 제1-1 제어 신호(C11)가 공급될 때, 제1 및 제2 스위치(S1, S2) 각각은 스위칭 오프되어, 제1 및 제2 출력단(OT1, OT2)으로부터 출력되는 변화된 레벨을 갖는 전압이 배터리(340) 및 각종 부하(380, 390)로 공급되는 제1 경로가 차단될 수 있다.

또는, 제1 스위칭부는 제1 제어 신호(C1) 중 하나인 제1-1 제어 신호(C11)의 발생 여부에 응답하여, 제1 직류/직류 컨버터(320)로부터 출력되는 변환된 레벨을 갖는 전압이 배터리(340) 및 각종 부하(380, 390)로 제공되는 제1 경로를 형성할 수 있다. 이 경우에도, 제1 스위칭부는 제1 및 제2 스위치(S1, S2)를 포함할 수 있다.

제1 스위치(S1)는 제1 배선(L1) 상에 배치되며, 제1-1 제어 신호(C11)의 발생 여부에 응답하여 스위칭 온되거나 스위칭 오프될 수 있다. 제2 스위치(S2)는 제2 배선(L2) 상에 배치되어, 제1-1 제어 신호(C11)의 발생 여부에 응답하여 스위칭 온되거나 스위칭 오프될 수 있다.

예를 들어, 제어부(350)로부터 제1-1 제어 신호(C11)가 발생될 때, 제1 및 제2 스위치(S1, S2) 각각은 스위칭 온되어, 제1 및 제2 출력단(OT1, OT2)으로부터 출력되는 변환된 레벨을 갖는 전압이 배터리(340) 및 각종 부하(380, 390)로 공급되는 제1 경로가 형성될 수 있다. 반면에, 제어부(350)로부터 제1-1 제어 신호(C11)가 발생되지 않을 때, 제1 및 제2 스위치(S1, S2) 각각은 스위칭 오프되어, 제1 및 제2 출력단(OT1, OT2)으로부터 출력되는 변환된 레벨을 갖는 전압이 배터리(340) 및 각종 부하(380, 390)로 공급되는 제1 경로가 차단될 수 있다. 이와 같이, 제1-1 제어 신호(C11)의 레벨에 상관없이 제1-1 제어 신호(C11)가 발생되기만 하면, 제1 및 제2 스위치(S1, S2)는 스위칭 온될 수 있다.

한편, 제2 스위칭부는 제1 제어 신호(C1) 중 다른 하나인 제1-2 제어 신호(C12)의 레벨에 응답하여, 셀 스택(310)에 잔류하는 전압이 방전부(324)로 제공되는 제2 경로를 형성할 수 있다. 또는, 제2 스위칭부는 제1-2 제어 신호(C12)의 발생 여부에 응답하여, 셀 스택(310)에 잔류하는 전압이 방전부(324)로 제공되는 제2 경로를 형성할 수 있다. 이때, 제1 직류/직류 컨버터(320)로부터 출력되는 변환된 레벨을 갖는 전압을 방전부(324)로 제공함으로써, 셀 스택(310)에 잔류하는 전압을 방전부(324)로 제공하는 제2 경로가 형성될 수 있다. 그러나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 다른 실시 예에 의하면, 제1-2 제어 신호(C12)의 발생 여부 또는 레벨에 응답하여, 스택 전압을 방전부(324)로 직접 제공할 수도 있다.

도 6은 다른 실시 예에 의한 연료 전지를 포함하는 차량(300B)의 블럭도이다.

도 1에 도시된 차량(300A)의 전력 분배부(330A)는 제3 스위치(S3)를 포함하는 반면, 도 6에 도시된 차량(300B)의 전력 분배부(330B)는 제3 스위치(S3) 대신에 제4 스위치(S4)를 포함한다. 이를 제외하면, 도 6에 도시된 차량(300B)은 도 1에 도시된 차량(300A)과 동일하므로, 도 6에서 도 1과 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 사용한다. 따라서, 제4 스위치(S4)를 제외한 도 6에 도시된 차량(300B)에 대한 설명은 도 1에 도시된 차량(300A)에 대한 설명이 적용될 수 있으며, 중복되는 설명을 생략한다.

일 실시 예에 의하면, 도 1에 도시된 차량(300A)의 제2 스위칭부는 제3 스위치(S3)를 포함할 수 있다. 제3 스위치(S3)는 제1 직류/직류 컨버터(320)의 제1 출력단(OT1)과 방전부(324)의 일단 사이에 연결되며, 제1-2 제어 신호(C12)의 발생 여부에 응답하여 스위칭할 수 있다. 이때, 방전부(324)의 타단은 제1 직류/직류 컨버터(320)의 제2 출력단(OT2)과 연결될 수 있다.

다른 실시 예에 의하면, 도 6에 도시된 차량(300B)의 제2 스위칭부는 제4 스위치(S4)를 포함할 수 있다. 제4 스위치(S4)는 제1 직류/직류 컨버터(320)의 제2 출력단(OT1)과 방전부(324)의 타단 사이에 연결되며, 제1-2 제어 신호(C12)의 발생 여부에 응답하여 스위칭할 수 있다. 이때, 방전부(324)의 일단은 제1 직류/직류 컨버터(320)의 제1 출력단(OT1)과 연결될 수 있다.

예를 들어, 제어부(350)로부터 제1-2 제어 신호(C12)가 발생되지 않을 때, 제3 또는 제4 스위치(S3, S4)는 스위칭 온되어, 셀 스택(310)에 잔류하는 전압이 방전부(324)로 제공되는 제2 경로가 형성될 수 있다. 이때, 제2 경로가 형성될 경우, 도 5 및 도 6에 도시된 차량(300A, 300B)의 경우 화살표로 표시한 방향으로 전류(I1, I2)가 흐를 수 있다.

반면에, 제어부(350)로부터 제1-2 제어 신호(C12)가 발생될 때, 제3 또는 제4 스위치(S3, S4)는 스위칭 오프되어, 셀 스택(310)에 잔류하는 전압이 방전부(324)로 제공되는 제2 경로가 차단될 수 있다. 이와 같이, 제1-2 제어 신호(C12)의 레벨이 “고” 레벨인가 “저” 레벨인가에 무관하게, 제1-2 제어 신호(C12)가 발생되기만 하면, 제3 또는 제4 스위치(S3, S4)는 스위칭 오프될 수 있다. 그리고, 제1-2 제어 신호(C12)가 발생되지 않으면, 제3 또는 제4 스위치(S3, S4)는 스위칭 온될 수 있다.

또는, 제어부(350)로부터 “고” 레벨(예를 들어, 12볼트)의 제1-2 제어 신호(C12)가 발생될 때, 제3 또는 제4 스위치(S3, S4)는 스위칭 온되어, 셀 스택(310)에 잔류하는 전압이 방전부(324)로 제공되는 제2 경로가 형성될 수 있다. 반면에, 제어부(350)로부터 “저” 레벨의 제1-2 제어 신호(C12)가 발생될 때, 제3 또는 제4 스위치(S3, S4)는 스위칭 오프되어, 셀 스택(310)에 잔류하는 전압이 방전부(324)로 제공되는 제2 경로가 차단될 수 있다.

한편 제어부(350)는 차량이 정상 운행하는가를 검사하고, 검사된 결과에 따라 제1 제어 신호(C1) 즉, 제1-1 및 제1-2 제어 신호(C11, C12)를 생성할 수 있다.

예를 들어, 차량이 정상 운행하고 있을 경우, 제어부(350)는 “고” 레벨의 제1-1 제어 신호(C11)를 발생하고 “저” 레벨의 제1-2 제어 신호(C12)를 발생할 수 있다. 그러나, 차량이 정상 운행하고 있지 않을 때, 제어부(350)는 “저” 레벨의 제1-1 제어 신호(C11)를 발생하고 “고” 레벨의 제1-2 제어 신호(C12)를 발생할 수 있다.

또는, 차량이 정상 운행하고 있을 경우, 제어부(350)는 제1-1 제어 신호(C11)와 제1-2 제어 신호(C12)를 발생할 수 있다. 그러나, 차량이 정상 운행하고 있지 않을 때, 제어부(350)는 제1-1 제어 신호(C11)의 발생을 중단하고 제1-2 제어 신호(C12)의 발생을 중단할 수 있다.

실시 예에 의한 연료 전지를 포함하는 차량(300A, 300B)은 시동 검사부(360) 또는 충돌 검사부(370) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

시동 검사부(360)는 차량(300A, 300B)의 시동이 멈추었는가(또는, 꺼졌는가)(shutdown)를 검사하고, 검사된 결과를 제어부(350)로 출력할 수 있다. 이때, 제어부(350)는 시동 검사부(360)에서 검사된 결과에 응답하여, 제1-1 및 제1-2 제어 신호(C11, C12)의 발생 여부를 결정할 수도 있고, 또는 제1-1 및 제1-2 제어 신호(C11, C12)의 레벨을 결정할 수도 있다.

충돌 검사부(370)는 차량(300A, 300B)이 충돌하였는가를 검사하고, 검사된 결과를 제어부(350)로 출력할 수 있다. 이때, 제어부(350)는 충돌 검사부(370)에서 검사된 결과에 응답하여, 제1-1 및 제1-2 제어 신호(C11, C12)의 발생 여부를 결정할 수도 있고, 또는 제1-1 및 제1-2 제어 신호(C11, C12)의 레벨을 결정할 수도 있다.

즉, 시동 검사부(360) 또는 충돌 검사부(370) 중 적어도 하나를 통해, 차량(300A, 300B)의 시동이 멈추거나 차량(300A, 300B)이 충돌하였다고 인식될 때, 제어부(350)는 차량(300A, 300B)이 정상적으로 운행하고 있지 않다고 결정할 수 있다.

또한, 실시 예에 의한 차량(300A, 300B)은 배터리(340)를 더 포함할 수 있다. 배터리(340)는 제2 제어 신호(C2)의 레벨에 응답하여, 전력 분배부(330A, 330B)에서 분배된 전압을 충전할 수 있다. 또는, 배터리(340)는 제2 제어 신호(C2)의 발생 여부에 응답하여, 전력 분배부(330A, 330B)에서 분배된 전압을 충전할 수 있다. 이를 위해, 제어부(350)는 차량(300A, 300B)의 정상 운행 여부에 따라, 제2 제어 신호(C2)를 생성할 수 있다.

실시 예에 의하면, 배터리(340)는 충전부(342) 및 제3 스위칭부(또는, 릴레이부)(344)를 포함할 수 있다. 충전부(342)는 전력 분배부(330A, 330B)에서 분배된 전압을 충전할 수 있다.

제3 스위칭부(344)는 제2 제어 신호(C2) 레벨에 응답하여 전압이 충전부(342)에 충전되는 제3 경로를 형성할 수 있다. 또는, 제3 스위칭부(344)는 제2 제어 신호(C2)의 발생 여부에 응답하여 전압이 충전부(342)에 충전되는 제3 경로를 형성할 수 있다. 이를 위해, 제3 스위칭부(344)는 제5 및 제6 스위치(또는, 릴레이)(S5, S6)를 포함할 수 있다.

제5 스위치(S5)는 제1 배선(L1)과 충전부(342) 사이에 배치되고, 제2 제어 신호 중 하나인 제2-1 제어 신호(C21)의 발생 여부 또는 제2-1 제어 신호(C21)의 레벨에 응답하여 스위칭 온되거나 스위칭 오프될 수 있다. 제6 스위치(S6)는 제2 배선(L2)과 충전부(342) 사이에 배치되고, 제2 제어 신호 중 다른 하나인 제2-2 제어 신호(C22)의 발생 여부 또는 제2-2 제어 신호(C22)의 레벨에 응답하여 스위칭 온되거나 스위칭 오프될 수 있다.

예를 들어, 제5 스위치(S5)는 제2-1 제어 신호(C21)가 “고” 레벨이거나 제2-1 제어 신호(C21)가 발생될 때 스위칭 온되고, 제6 스위치(S6)는 제2-2 제어 신호(C22)가 “고” 레벨이거나 제2-2 제어 신호(C22)가 발생될 때 스위칭 온되어, 제3 경로가 형성될 수 있다.

그러나, 제5 스위치(S5)는 제2-1 제어 신호(C21)가 “저” 레벨이거나 제2-1 제어 신호(C21)가 발생되지 않을 때 스위칭 오프되고, 제6 스위치(S6)는 제2-2 제어 신호(C22)가 “저” 레벨이거나 제2-2 제어 신호(C22)가 발생되지 않을 때 스위칭 오프되어, 제3 경로가 차단될 수 있다.

즉, 실시 예에 의하면, 제2-1 및 제2-2 제어 신호(C21, C22)의 레벨에 무관하게, 제2-1 및 제2-2 제어 신호(C21, C22)가 발생되기만 하면 제5 및 제6 스위치(S5, S6)은 스위칭 온될 수 있다. 또한, 제2-1 및 제2-2 제어 신호(C21, C22)가 발생되지 않으면 제5 및 제6 스위치(S5, S6)은 스위칭 오프될 수 있다.

이를 위해, 제어부(350)는 차량(300A, 300B)의 정상 운행한다고 결정할 때 “고” 레벨의 제2-1 제어 신호(C21)와 “고” 레벨의 제2-2 제어 신호(C22)를 생성할 수 있다. 차량(300A, 300B)의 정상 운행하지 않는다고 결정할 때, “저” 레벨의 제2-1 제어 신호(C21)와 “저” 레벨의 제2-2 제어 신호(C22)를 생성할 수 있다.

또는, 제어부(350)는 차량(300A, 300B)의 정상 운행한다고 결정할 때 제2-1 제어 신호(C21)와 제2-2 제어 신호(C22)를 생성할 수 있다. 차량(300A, 300B)의 정상 운행하지 않는다고 결정할 때, 제2-1 제어 신호(C21)와 제2-2 제어 신호(C22)의 생성을 중단할 수 있다.

전술한 제어부(350)에서 제1 및 제2 제어 신호(C1, C2)의 생성을 중단하는 동작은 의도적일 수도 있고, 차량의 충돌 등에 의해 의도하지 않게 제1 및 제2 제어 신호(C1, C2)의 생성이 중단될 수도 있다.

한편, 차량(300A, 300B)은 부하단(380), 인버터(390) 및 모터(392)를 더 포함할 수 있다. 부하단(380)은 제1 내지 제M 부하(382 내지 384)를 포함할 수 있다. 여기서, M은 1 이상의 양의 정수일 수 있다. 제1 내지 제M 부하(382 내지 384) 각각은 비록 도시하지 않았지만, 전동식 조향 기기(MDPS: Motor Driven Power Steering), 라디에이터 팬, 헤드 라이트 등 차량의 구동에 필요한 부품들을 포함할 수 있다. 이를 위해, 제1 내지 제M 부하(382 내지 384) 각각은 전력 분배부(330A, 330B)로부터 일정 크기의 구동 전압을 전달받아 구동될 수 있다.

인버터(390)는 차량(300A, 300B)의 운행 상태에 따라 셀 스택(310)의 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 모터(392)에 공급할 수 있다.

모터(392)는 인버터(390)로부터 모터용 교류 전압을 전달받아 회전하여 차량(300A, 300B)을 구동시키는 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 모터(392)는 영구 자석이 매설된 로터를 포함하는 3상 교류 회전 장치일 수 있으나, 실시 예는 모터의 특정 형태에 국한되지 않는다.

또한, 차량(300A, 300B)은 제2 직류/직류 컨버터(322)를 더 포함할 수 있다. 제2 직류/직류 컨버터(322)는 배터리(340)에 충전된 전력(예를 들어, 전압)의 직류 레벨을 원하는 레벨로 변환하고, 변환된 레벨을 갖는 전압을 전력 분배부(330A, 330B)로 출력할 수 있다. 이 경우, 전력 분배부(330A, 330B)는 제1 및 제2 직류/직류 컨버터(320, 322)에서 변환된 레벨을 갖는 전압을 부하단(380) 또는 인버터(390) 중 적어도 어느 하나로 제공할 수 있다. 예를 들어, 배터리(340)에 충전된 전압을 승압시킬 경우, 제2 직류/직류 컨버터(322)는 도 3에 예시된 바와 같이 구현될 수 있다.

예를 들어, 셀 스택(310)에서 100㎾의 전력 및 400볼트의 스택 전압이 제공되고, 배터리(340)에 50㎾의 전력 및 300볼트의 전압이 충전되어 있고, 제1 내지 제M 부하(382 내지 384) 중 해당하는 부하에서 150㎾의 전력 및 800볼트의 전압을 요구할 때, 제1 직류/직류 컨버터(320)는 100㎾의 전력 및 400볼트를 갖는 스택 전압을 800볼트로 승압시키고, 제2 직류/직류 컨버터(322)는 50㎾의 전력 및 300볼트를 갖는 충전된 전압을 800볼트로 승압시키며, 승압된 전압들은 전력 분배부(330A, 330B)를 경유하여 해당하는 부하로 제공될 수 있다.

또는, 제2 직류/직류 컨버터(322)는 생략될 수도 있다. 이 경우, 제1 배선(L1)은 제5 스위치(S5)와 직접 연결되고, 제2 배선(L2)은 제6 스위치(S6)와 직접 연결될 수 있다.

예를 들어, 셀 스택(310)에서 100㎾의 전력 및 400볼트의 스택 전압이 제공되고, 배터리(340)에 50㎾의 전력 및 800볼트의 전압이 충전되어 있고, 제1 내지 제M 부하(382 내지 384) 중 해당하는 부하에서 150㎾의 전력 및 800볼트의 전압을 요구할 때, 제1 직류/직류 컨버터(320)는 100㎾의 전력 및 400볼트를 갖는 스택 전압을 800볼트로 승압시키고, 승압된 전압과 충전된 전압이 전력 분배부(330A, 330B)를 경유하여 해당하는 부하로 제공될 수 있다.

한편, 제1 직류/직류 컨버터(320)와 전력 분배부(330A, 330B)는 전기적으로 직접 연결(또는, 직결)(334)될 수 있다.

도 7은 차량(300A, 300B)의 일 실시 예에 의한 외관 사시도를 나타내고, 도 8은 차량(300A, 300B)의 다른 실시 예에 의한 외관 사시도를 나타낸다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 차량(300A, 300B)은 케이스를 포함할 수 있다. 케이스는 제1 직류/직류 컨버터(320)와 전력 분배부(330A, 330B)를 수용할 수 있다.

도 7에 도시된 케이스(400A)는 제1 직류/직류 컨버터(320)와 전력 분배부(330A, 330B)를 모두 수용하는 일체형이다. 이 경우, 제1 직류/직류 컨버터(320)와 전력 분배부(330A, 330B)는 직접 연결될 수 있다.

또는, 도 8에 도시된 케이스(400B)는 제1 및 제2 케이스(410, 420)를 포함할 수 있다. 제1 케이스(410)는 제1 직류/직류 컨버터(320)를 수용하고, 제2 케이스(420)는 전력 분배부(330A, 330B)를 수용할 수 있다. 즉, 도 8에 도시된 케이스(400B)는 제1 직류/직류 컨버터(320)와 전력 분배부(330A, 330B)를 별개로 수용하는 별개형이다. 이 경우, 차량(300A, 300B)은 제1 직류/직류 컨버터(320)와 전력 분배부(330A, 330B)를 전기적으로 연결하는 와이어(430)를 더 포함할 수 있으며, 와이어(430)가 배치되는 위치는 도 8에 도시된 바에 국한되지 않는다.

이하, 실시 예에 의한 연료 전지를 포함하는 차량(300A, 300B)에서 수행되는 잔류 에너지 방전 방법(500)을 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.

도 9는 실시 예에 의한 잔류 에너지 방전 방법(500)을 설명하기 위한 플로우차트이다.

도 9에 도시된 잔류 에너지 방전 방법(900)은 도 1 또는 도 6에 도시된 차량(300A, 300B)에서 수행될 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 도 1 또는 도 6에 도시된 차량(300A, 300B)은 도 9에 도시된 방법과 다른 잔류 에너지 방전 방법을 수행할 수도 있고, 도 9에 도시된 잔류 에너지 방전 방법(500)은 도 1 또는 도 6에 도시된 차량(300A, 300B)과 다른 구성을 갖는 차량에서도 수행될 수 있다.

잔류 에너지 방전 방법(900)은 먼저, 차량(300A, 300B)이 정상 운행하는가를 검사한다(제510 및 제512 단계).

예를 들어, 차량(300A, 300B)이 정상 운행하는가를 검사하는 단계는 차량(300A, 300B)의 시동이 멈추었는가를 검사하는 단계(제510 단계) 또는 차량(300A, 300B)이 충돌하였는가를 검사하는 단계 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 도 9에 도시된 바와 같이, 차량(300A, 300B)의 시동이 멈추었는가를 검사한다(제510 단계). 만일, 차량(300A, 300B)의 시동이 멈추지 않았다고 판단되면, 차량(300A, 300B)이 충돌하였는가를 검사한다(제512 단계).

다른 실시 예에 의하면, 도 9에 도시된 바와 달리, 차량(300A, 300B)이 충돌하였는가를 먼저 검사한다(제512 단계). 만일, 차량(300A, 300B)이 충돌하지 않았다고 판단되면, 차량(300A, 300B)의 시동이 멈추었는가를 검사한다(제510 단계).

제510 단계는 시동 검사부(360)에서 수행되고, 제512 단계는 충돌 검사부(370)에서 수행될 수 있다.

만일, 차량(300A, 300B)이 정상 운행한다고 인식될 때, 즉, 차량(300A, 300B)의 시동이 멈추지도 않고 차량(300A, 300B)이 충돌하지도 않았다고 인식될 때, 변환된 레벨을 갖는 전압을 전력 전자 부품으로 분배한다(제530 단계). 제530 단계는 제어부(350)와 전력 분배부(330A, 330B)에서 수행될 수 있다.

그러나, 차량(300A, 300B)이 정상 운행하지 않는다고 인식될 때, 셀 스택(310)에 잔류하는 전압을 방전부(324)로 제공하여 방전시킨다(제520 단계). 즉, 차량(300A, 300B)의 시동이 멈추거나 차량(300A, 300B)이 충돌하였을 때, 차량(300A, 300B)이 정상 운행하지 않은 것으로 결정하여, 제520 단계를 수행할 수 있다.

제520 단계는 제어부(350)와 전력 분배부(330A, 330B) 및 방전부(324)에서 수행될 수 있다.

이하, 비교 례에 의한 차량(10)과 실시 예에 의한 차량(300A, 300B)을 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.

도 10은 비교 례에 의한 차량(10)의 블럭도로서, 열 관리부(40), 셀 스택(30), 전력 분배부(33), 직류/직류 컨버터(22), 배터리(40), 제어부(50), 시동 검사부(60), 충돌 검사부(70), 제1 부하(82) 내지 제M 부하(84), 인버터(90) 및 모터(92)를 포함할 수 있다.

도 10에 도시된 차량(10)의 셀 스택(30), 직류/직류 컨버터(22), 배터리(40), 시동 검사부(60), 충돌 검사부(70), 제1 부하(82) 내지 제M 부하(84), 인버터(90) 및 모터(92)는 도 1 및 도 6에 도시된 차량(300A, 300B)의 셀 스택(310), 제2 직류/직류 컨버터(322), 배터리(340), 시동 검사부(360), 충돌 검사부(370), 제1 부하(382) 내지 제M 부하(384), 인버터(390) 및 모터(392)에 각각 해당할 수 있다. 따라서, 배터리(40)의 충전부(42) 및 스위칭부(44)는 도 1 및 도 6에 도시된 배터리(340)의 충전부(342) 및 제3 스위칭부(344)에 각각 해당한다. 또한, 전력 분배부(33)의 제1 및 제2 스위치(S1, S2)는 도 1 및 도 6에 도시된 전력 분배부(330A, 330B)의 제1 및 제2 스위치(S1, S2)에 각각 해당한다. 따라서, 도 10에 도시된 구성 중에서, 도 1 및 도 6에 도시된 구성과 동일한 부분에 대해서는 중복되는 설명을 생략한다.

열 관리부(40)는 셀 스택(30)으로 냉각수를 화살표 방향으로 공급하는 등, 셀 스택(30)에서 발생하는 열을 관리하는 역할을 한다.

도 10에 도시된 차량(10)은 냉각수가 공급되는 라인에 배치되는 COD(Cathode Oxygen Depletion) 히터(Heater)(20)를 더 포함하고, 전력 분배부(33)는 도 1 및 도 6에 도시된 전력 분배부(330A, 330B)의 제3 스위치(S3)와 달리 스위칭하는 제7 스위치(또는, 릴레이)(S7)를 포함할 수 있다.

차량(10)이 정상 운행한다고 판단될 때, 제어부(50)는 “고” 레벨의 제1-1 제어 신호(C11)를 발생하여 제1 및 제2 스위치(S1, S2)를 모두 스위칭 온시키고, “고” 레벨의 제2 제어 신호(C2)를 발생하여 제5 및 제6 스위치(S5, S6)를 모두 스위칭 온시키는 반면, “저” 레벨의 제1-2 제어 신호(C12)를 발생하여 제7 스위치(S7)를 스위칭 오프시킬 수 있다. 따라서, 셀 스택(30)으로부터 출력되는 스택 전압은 전력 분배부(33)로 제공되고, 전력 분배부(33)는 스택 전압을 직류/직류 컨버터(22) 및 각종 부하(82 내지 84, 90)로 제공할 수 있고, 배터리(40)는 직류/직류 컨버터(22)의 출력을 충전할 수 있다.

또한, 차량(10)이 정상 운행하지 않는다고 판단될 때, 제어부(50)는 “저” 레벨의 제1-1 제어 신호(C11)를 발생하여 제1 및 제2 스위치(S1, S2)를 모두 스위칭 오프시키고, “저” 레벨의 제2 제어 신호(C2)를 발생하여 제5 및 제6 스위치(S5, S6)를 모두 스위칭 오프시키는 반면, “고” 레벨(예를 들어, 12볼트)의 제1-2 제어 신호(C12)를 발생하여 제7 스위치(S7)를 스위칭 온시킬 수 있다. 제7 스위치(S7)가 스위칭 온 될 경우, 셀 스택(30)으로부터 출력되는 스택 전압은 전력 분배부(33)로 제공되지 않고, 제7 스위치(S7)의 스위칭 온에 의해 형성된 경로를 따라 COD 히터(20)로 제공될 수 있다. 이 경우, COD 히터(20)의 저항 발열체를 방전 저항으로 이용하여, 셀 스택(30)에 잔류하고 있는 전기 에너지를 방전시켜 소모함으로써, 셀 스택(30)의 잔류 전압을 일정 수준 이하로 저감시킬 수 있다.

COD 히터(20)는 연료 전지의 내구성을 증대시키기 위해, 셀 스택(30)의 스타트 업(S/U:Start Up) 및 셧 다운(S/D:Shutdown) 중 공기 채널에 존재하는 잔여 산소를 소모하기 위한 저항 발열체이다. COD 히터(20)는 정상 운행 중인 차량(10)의 시동이 멈추었을 셀 스택(30)의 잔여 산소를 소모 즉, 잔류 전압을 방전시키는 역할과, 차량(10)의 충돌 시에 셀 스택(30)의 잔류 전압을 방전시키는 역할을 한다.

그러나, 전술한 비교 례에 의한 차량(10)의 경우, 차량(10)이 충돌할 때, 엔진 룸이 변형되면서 COD 히터(20)용 스위치(S7)가 스위칭 온하지 않을 가능성이 있다. 예를 들어, 차량(10)이 충돌하여, 제어부(50)가 파손되거나, 제어부(50)와 제7 스위치(S7)를 연결하는 신호 라인이 파손되거나, 12V 배터리 및 관련 와이어링 등이 파손될 경우, 제1-2 제어 신호(C12) 및 12V 전원이 확보될 수 없어 스위치(S7)가 스위칭 온되지 못할 수 있다. 이와 같이, 12볼트의 제1-2 제어 신호(C12)를 제어부(50)가 발생할 수 없을 때, 차량(10)이 충돌하거나 차량(10)의 시동이 멈추었음에도 불구하고, 제7 스위치(S7)가 스위칭 온되지 않아 셀 스택(30)의 잔류 에너지가 방전되지 못할 수도 있다.

반면에, 실시 예에 의한 차량(300A, 300B)의 경우, 차량(300A, 300B)이 충돌하여 12볼트의 제1-2 제어 신호(C12)를 제어부(350)가 발생하지 않을 경우, 제3 스위치(S3)가 스위칭 온되어, 잔류하는 에너지가 방전부(324)에 의해 방전될 수 있다. 따라서, 실시 예에 의한 차량(300A, 300B)의 경우, 차량(300A, 300B)의 시동이 멈추었을 때 셀 스택(310)의 공기 채널 내의 산소가 제거되어 셀 스택(310)의 내구성이 향상될 수 있고, 차량(300A, 300B)의 충돌 시 셀 스택(310)에 잔류하는 전압이 방전되어 제거됨으로써, 이차적인 감전 사고나 전기 화재 등이 방지되어, 전기적 안정성이 확보될 수 있다.

또한, 전술한 COD 히터(20)는 관성에 의해 모터(92)에서 발생된 전기를 소모시켜, 고전압 배터리의 과충전을 방지하는 제동 저항(Breaking resister)으로서의 역할과, 발열체를 통해 냉각수를 가열하여 연료 전지에서 셀 스택(30)의 온도를 승온시켜 즉, 워밍업(Warm-up)하여 연료 전지의 출력 성능을 정상화시키고, 셀 스택(30)이 자체 반응열을 통해 승온할 수 있도록 부하(Load) 역할을 수행할 수도 있다.

그러나, 차량(10)의 특성에 따라 워밍업 기능 및 제동 저항의 기능이 불필요할 수 있다. 예를 들어, 상용차(버스/트럭)와 같이 냉 시동 시간이 빠를 필요가 없거나, 승용차 대비 큰 고전압 배터리 용량으로 인해 배터리가 셀 스택(30)의 승온용 부하 역할을 대신할 수 있거나, 별도의 큰 용량의 제동 저항이 구비된 상황에서 COD 히터(20)의 기능이 축소될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 비교 례에 의한 차량(10)은 셀 스택(30)의 잔류 에너지를 저감시키기 위해 COD 히터(20)를 요구한다.

그러나, 실시 예에 의한 연료 전지를 포함하는 차량(300A, 300B)은 제1 직류/직류 컨버터(320)에 컨버터(320) 자체의 잔류 에너지를 제거하기 위해 원래 구비된 방전부(324)를 이용하여 셀 스택에 잔류하는 에너지(예를 들어, 전압)를 방전시킬 수 있으므로, COD 히터(20)를 요구하지 않는다. 따라서, 비교 례에 의한 차량(10) 대비, 실시 예에 의한 차량(300A, 300B)은 제조 원가가 절감되고, 차량(300A, 300B)의 구성이 단순화되고, 부피가 축소되고, 생산성이 개선될 수 있다.

또한, 비교 례에 의한 차량(10)의 경우, 셀 스택(30)에서 생성된 고전압 전기 에너지는 고전압 케이블을 통해 COD 히터(20)에서 방전되어 제거된다. 그러므로, 외부에 노출된 COD 히터(20)용 고전압 케이블은 전압이 안전한 수준으로 제거되기 이전에 차량(10)의 충돌 등에 의한 엔진 룸 변형으로 단락되거나, 케이블이 끊어지거나 분리되어 잔류 전압을 제거하는 기능이 수행될 수 없는 상황이 발생할 수 있다.

그러나, 실시 예에 의한 연료 전지를 포함하는 차량(300A, 300B)은 제1 직류/직류 컨버터(320)와 전력 분배부(330A, 330B)가 케이블 없이 직결(334)되거나, 케이블이 있다고 하더라도 제1 직류/직류 컨버터(320)와 전력 분배부(330A, 330B)가 도 7에 도시된 케이스(400A)에 수용되어 케이블이 외부로 노출되지 않기 때문에, 차량(300A, 300B)의 충돌에 의해 엔진 룸이 변형되어도, 파손될 케이블이 없거나 케이블이 파손되지 않기 때문에, 잔류 에너지를 안정적으로 방전시켜 전기적 안정성을 확보할 수 있다.

전술한 다양한 실시 예들은 본 발명의 목적을 벗어나지 않고, 서로 상반되지 않은 한 서로 조합될 수도 있다. 또한, 전술한 다양한 실시 예들 중에서 어느 실시 예의 구성 요소가 상세히 설명되지 않은 경우 다른 실시 예의 동일한 참조부호를 갖는 구성 요소에 대한 설명이 준용될 수 있다.

이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10, 300A 300B: 차량

Claims

연료 전지를 포함하는 차량에 있어서,
복수의 단위 셀이 적층된 셀 스택;
상기 셀 스택으로부터 출력되는 스택 전압의 레벨을 변환하고, 자신의 잔류 에너지를 제거하는 방전부를 포함하는 직류/직류 컨버터;
제1 제어 신호에 응답하여, 상기 직류/직류 컨버터로부터 출력되는 상기 변환된 레벨을 갖는 전압을 분배하거나 또는 상기 셀 스택에 잔류하는 전압을 상기 방전부로 제공하여 방전시키는 전력 분배부; 및
상기 차량의 정상 운행 여부에 따라, 상기 제1 제어 신호를 생성하는 제어부를 포함하는 연료 전지를 포함하는 차량.
제1 항에 있어서, 상기 직류/직류 컨버터를 냉각시키는 냉각 라인을 더 포함하고,
상기 방전부는 상기 냉각 라인 내에 배치되는 연료 전지를 포함하는 차량.
제1 항에 있어서, 제2 제어 신호의 레벨 또는 제2 제어 신호의 발생 여부에 응답하여, 상기 전력 분배부에서 분배된 상기 변환된 레벨을 갖는 전압을 충전하는 배터리를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 차량의 정상 운행 여부에 따라 상기 제2 제어 신호를 생성하는 연료 전지를 포함하는 차량.
제3 항에 있어서, 상기 전력 분배부는
상기 제1 제어 신호 중 하나인 제1-1 제어 신호의 발생 여부에 응답하여, 상기 직류/직류 컨버터로부터 출력되는 상기 변환된 레벨을 갖는 전압이 상기 배터리로 제공되는 제1 경로를 형성하는 제1 스위칭부; 및
상기 제1 제어 신호 중 다른 하나인 제1-2 제어 신호의 발생 여부에 응답하여, 상기 셀 스택에 잔류하는 전압이 상기 방전부로 제공되는 제2 경로를 형성하는 제2 스위칭부를 포함하는 연료 전지를 포함하는 차량.
제3 항에 있어서, 상기 전력 분배부는
상기 제1 제어 신호 중 하나인 제1-1 제어 신호의 레벨에 응답하여, 상기 직류/직류 컨버터로부터 출력되는 상기 변환된 레벨을 갖는 전압이 상기 배터리로 제공되는 제1 경로를 형성하는 제1 스위칭부; 및
상기 제1 제어 신호 중 다른 하나인 제1-2 제어 신호의 레벨에 응답하여, 상기 셀 스택에 잔류하는 전압이 상기 방전부로 제공되는 제2 경로를 형성하는 제2 스위칭부를 포함하는 연료 전지를 포함하는 차량.
제4 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 차량이 정상 운행을 하지 않을 때 상기 제1-2 제어 신호의 발생을 중단하는 연료 전지를 포함하는 차량.
제6 항에 있어서, 상기 차량의 시동이 멈추었는가를 검사하는 시동 검사부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 시동 검사부에서 검사된 결과에 응답하여 상기 제1-2 제어 신호의 발생을 중단하는 연료 전지를 포함하는 차량.
제6 항 또는 제7 항에 있어서, 상기 차량이 충돌하였는가를 검사하는 충돌 검사부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 충돌 검사부에서 검사된 결과에 응답하여 상기 제1-2 제어 신호의 발생을 중단하는 연료 전지를 포함하는 차량.
제4 항에 있어서, 상기 직류/직류 컨버터는 제1 및 제2 출력단을 포함하고, 상기 변환된 레벨을 갖는 전압은 상기 제1 출력단과 상기 제2 출력단 사이의 전위차에 해당하고,
상기 제1 스위칭부는
상기 제1 출력단과 상기 배터리 사이에 연결되는 제1 배선 상에 배치되어, 상기 제1-1 제어 신호의 발생 여부에 응답하여 스위칭하는 제1 스위치; 및
상기 제2 출력단과 상기 배터리 사이에 연결되는 제2 배선 상에 배치되어, 상기 제1-1 제어 신호의 발생 여부에 응답하여 스위칭하는 제2 스위치를 포함하는 연료 전지를 포함하는 차량.
제9 항에 있어서, 상기 제2 스위칭부는
상기 제1 출력단과 상기 방전부의 일단 사이에 연결되며, 상기 제1-2 제어 신호의 발생 여부에 응답하여 스위칭하는 제3 스위치를 포함하고,
상기 방전부의 타단은 상기 제2 출력단과 연결된 연료 전지를 포함하는 차량.
제9 항에 있어서, 상기 제2 스위칭부는
상기 제2 출력단과 상기 방전부의 타단 사이에 연결되며, 상기 제1-2 제어 신호의 발생 여부에 응답하여 스위칭하는 제4 스위치를 포함하고,
상기 방전부의 일단은 상기 제1 출력단과 연결된 연료 전지를 포함하는 차량.
제9 항에 있어서, 상기 배터리는
상기 변환된 레벨을 갖는 전압을 충전하는 충전부; 및
상기 제2 제어 신호의 발생 여부 또는 상기 제2 제어 신호의 레벨에 응답하여 상기 변환된 레벨을 갖는 전압이 상기 충전부에 충전되는 제3 경로를 형성하는 제3 스위칭부를 더 포함하는 연료 전지를 포함하는 차량.
제12 항에 있어서, 상기 제3 스위칭부는
상기 제1 배선과 상기 충전부 사이에 배치되고, 상기 제2 제어 신호 중 하나인 제2-1 제어 신호의 발생 여부 또는 상기 제2-1 제어 신호의 레벨에 응답하여 스위칭하는 제5 스위치; 및
상기 제2 배선과 상기 충전부 사이에 배치되고, 상기 제2 제어 신호 중 다른 하나인 제2-2 제어 신호의 발생 여부 또는 상기 제2-2 제어 신호의 레벨에 응답하여 스위칭하는 제6 스위치를 포함하는 연료 전지를 포함하는 차량.
제1 항에 있어서, 상기 직류/직류 컨버터와 상기 전력 분배부는 전기적으로 직접 연결되는 연료 전지를 포함하는 차량.
제1 항에 있어서, 상기 직류/직류 컨버터와 상기 전력 분배부를 수용하는 케이스를 더 포함하는 연료 전지를 포함하는 차량.
제15 항에 있어서, 상기 직류/직류 컨버터와 상기 전력 분배부를 전기적으로 연결하는 와이어를 더 포함하고,
상기 케이스는
상기 직류/직류 컨버터를 수용하는 제1 케이스; 및
상기 전력 분배부를 수용하는 제2 케이스를 포함하는 연료 전지를 포함하는 차량.
제1 항에 있어서, 상기 방전부는 1Ω 내지 10 Ω인 연료 전지를 포함하는 차량.
복수의 단위 셀이 적층된 셀 스택을 포함하는 연료 전지, 및 상기 셀 스택으로부터 출력되는 스택 전압의 레벨을 변환하고 자신의 잔류 에너지를 제거하는 방전부를 포함하는 직류/직류 컨버터를 포함하는 차량에서 수행되는 잔류 에너지 방전 방법에 있어서,
상기 차량이 정상 운행하는가를 검사하는 단계;
상기 차량이 정상 운행할 때, 상기 변환된 레벨을 갖는 전압을 분배하는 단계; 및
상기 차량이 정상 운행하지 않을 때, 상기 셀 스택에 잔류하는 전압을 상기 방전부로 제공하여 방전시키는 단계를 포함하는 차량에서 수행되는 잔류 에너지 방전 방법.
제18 항에 있어서, 상기 차량이 정상 운행하는가를 검사하는 단계는
상기 차량의 시동이 멈추었는가를 검사하는 단계; 또는
상기 차량이 충돌하였는가를 검사하는 단계 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 차량의 시동이 멈추거나 상기 차량이 충돌하였을 때, 상기 차량이 정상 운행하지 않은 것으로 결정하는 차량에서 수행되는 잔류 에너지 방전 방법.