KR20060003543A - Fuel cell-supercap hybrid and method of controlling a starting for the same - Google Patents
Fuel cell-supercap hybrid and method of controlling a starting for the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20060003543A KR20060003543A KR1020040052450A KR20040052450A KR20060003543A KR 20060003543 A KR20060003543 A KR 20060003543A KR 1020040052450 A KR1020040052450 A KR 1020040052450A KR 20040052450 A KR20040052450 A KR 20040052450A KR 20060003543 A KR20060003543 A KR 20060003543A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- supercap
- fuel cell
- precharge
- initial charging
- initial
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
- B60Y2400/00—Special features of vehicle units
- B60Y2400/20—Energy converters
- B60Y2400/202—Fuel cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
- H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Abstract
개시된 연료전지-슈퍼캡 하이브리드 시동 제어방법은, (a) 보조배터리를 이용해 연료전지 시스템을 기동시키는 단계와; (b) 상기 연료전지 시스템 기동을 캔(CAN)으로 확인한 후, 인버터측 (+)단자에 위치한 제1컨택터(C1)를 연결시키는 단계와; (c) 상기 제1컨택터(C1) 연결을 상기 캔으로 확인한 후, 연료전지측 (-)단자에 위치한 제2컨택터(C2)를 연결시키는 단계와; (d)상기 제2컨택터(C2) 연결을 상기 캔으로 확인한 후, 수퍼캡 초기 충전장치(C3)의 제1프리차지 릴레이를 이용해 제1프리차지 저항(R1)을 선택하는 단계와; (e) 상기 제1프리차지 저항(R1)이 연결을 상기 캔으로 확인한 후, 신호를 대시보드에 표시하여 운전자가 주행을 시작할 수 있음을 알리는 단계와; (f) 상기 제1프리차지 저항(R1)을 이용한 초기 충전을 시작한지 수 초 후, 상기 수퍼캡 초기 충전장치(C3)의 제2프리차지 릴레이를 이용하여 제2프리차지 저항(R2)을 연결하는 단계와; (g) 상기 제1프리차지 저항(R1)과 상기 제2프리차지 저항(R2)이 동시에 병렬로 연결됨과 동시에 자동적으로 상기 수퍼캡 초기 충전이 가속화되는 단계와; (h) 주행 중 상기 수퍼캡 초기 충전을 지속하다가 연료전지와 상기 수퍼캡의 전압차가 거의 없을 경우, 상기 수퍼캡 초기 충전장치(C3)의 메인 컨택터를 결합시킨 뒤, 제1,2프리차지 릴레이를 단절시키면서 초기 충전을 완료하는 단계;를 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다. The disclosed fuel cell-supercap hybrid start control method includes the steps of: (a) starting a fuel cell system using an auxiliary battery; (b) checking the start of the fuel cell system with a CAN and connecting a first contactor C1 located at an inverter side (+) terminal; (c) checking the connection of the first contactor (C1) with the can, and then connecting the second contactor (C2) located at a fuel cell side (-) terminal; (d) checking the connection of the second contactor (C2) with the can, and then selecting a first precharge resistor (R1) using the first precharge relay of the supercap initial charging device (C3); (e) after the first precharge resistor R1 confirms the connection with the can, displaying a signal on a dashboard to indicate that the driver can start driving; (f) A few seconds after the initial charging using the first precharge resistor R1 is started, the second precharge resistor R2 is connected using the second precharge relay of the supercap initial charging device C3. Making a step; (g) the first precharge resistor (R1) and the second precharge resistor (R2) are simultaneously connected in parallel and at the same time the supercap initial charging is automatically accelerated; (h) If the initial charging of the supercap is continued while driving and there is almost no voltage difference between the fuel cell and the supercap, the main contactor of the supercap initial charging device C3 is coupled, and then the first and second precharge relays are disconnected. Comprising: while completing the initial charging; characterized in that the included.
본 발명에 따르면, 연료전지 파워를 통한 수퍼캡 초기충전 시, 충전 과도상태에 의한 연료전지 공기 결핍을 최소하여, 연료전지 수명을 향상시킬 수 있고, 수 퍼캡 초기 충전 상태에 따른 가변적인 프리차지 저항을 이용하므로 에너지 소모를 최소화하면서 수퍼캡 초기충전을 빠르게 완료할 수 있으며, 연료전지 파워를 이용해 수퍼캡 초기충전 및 주행을 동시에 수행할 수 있도록 시동제어를 구성함에 따라, 운전자의 운전 편의성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, during initial supercap charging through fuel cell power, fuel cell air deficiency due to a charging transient state can be minimized, thereby improving fuel cell life and providing a variable precharge resistance according to the initial supercap state of charge. By using this method, it is possible to quickly complete initial supercap charging while minimizing energy consumption, and by configuring start control to simultaneously perform initial supercap charging and driving by using fuel cell power, it is possible to improve driver's driving convenience. There is this.
연료전지, 수퍼캡, 프리차지 릴레이Fuel Cell, Supercap, Precharge Relay
Description
도 1은 본 발명에 따른 연료전지-슈퍼캡 하이브리드의 구성을 개략적으로 나타내 보인 회로 구성도.1 is a circuit diagram schematically showing the configuration of a fuel cell-supercap hybrid according to the present invention.
도 2는 도 1의 슈퍼캡 초기 충전장치의 구성을 보다 상세하게 나타내 보인 상세 회로도.Figure 2 is a detailed circuit diagram showing the configuration of the supercap initial charging device of Figure 1 in more detail.
도 3은 본 발명에 따른 연료전지-슈퍼캡 하이브리드 시동 제어방법을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 순서도.Figure 3 is a schematic flow chart showing sequentially a fuel cell-supercap hybrid start control method according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10. 연료전지10. Fuel Cell
20. 인버터20. Inverter
33. 슈퍼캡 초기 충전장치33. Supercap initial charging device
40. 슈퍼캡40. Super Cap
본 발명은 연료전지-슈퍼캡 하이브리드 및 그 시동 제어방법에 관한 것으로 서, 보다 상세하게는 연료전지 수명을 향상시키고, 에너지 소모를 최소화하면서 수퍼캡 초기충전을 빠르게 완료하며, 운전자의 운전 편의성을 향상시키기 위한 연료전지-슈퍼캡 하이브리드 및 그 시동 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel cell-supercap hybrid and a start control method thereof, and more particularly, to improve fuel cell life, complete initial supercap charging while minimizing energy consumption, and improve driver's driving comfort. The present invention relates to a fuel cell-supercap hybrid and a start control method thereof.
종래의 연료전지-배터리 하이브리드에서는 고전압 DC-DC컨버터가 연료전지와 배터리 사이에 위치하여 연료전지와 배터리의 전압차이를 완충시키며, 배터리의 충방전 제어 또는 연료전지의 파워제어를 수행하므로, 연료전지와 배터리 전압을 매칭시키기 위한 별도의 특화된 시동제어전략을 필요로 하지 않는다. In the conventional fuel cell-battery hybrid, a high voltage DC-DC converter is positioned between the fuel cell and the battery to buffer the voltage difference between the fuel cell and the battery, and performs charge / discharge control of the battery or power control of the fuel cell. No special start-up control strategy is needed to match the battery voltage.
고전압 DC-DC컨버터를 사용하는 연료전지-수퍼캡 하이브리드에서도 고전압 DC-DC컨버터를 이용해 액티브(Active)한 방식을 통해 수퍼캡 초기충전 및 주행 중 충방전을 수행하므로 별도의 특화된 시동제어전략을 필요로 하지 않는다. In the fuel cell-supercap hybrid using the high voltage DC-DC converter, the supercap initial charging and charging / discharging are performed in an active manner using the high voltage DC-DC converter, thus requiring a separate specialized start control strategy. Do not.
반면, 고전압 DC-DC컨버터를 사용하지 않는 연료전지-수퍼캡 하이브리드에서는 연료전지와 수퍼캡 전압을 매칭시키기 위한 별도의 수퍼캡 초기충전장치 및 이에 상응하는 시동제어개발이 필수적이다. 수퍼캡 초기충전장치로는 기존의 하나의 프리차지(Precharge) 저항과 프리차지 릴레이(Precharge Relay)를 사용하는 타입 또는 인덕터와 고전력 스위치용 반도체(Insulated Gate bipolar Transistor; 이하, IGBT라 함)를 사용하는 컨버터 타입 등이 적용 가능한 장치로 언급될 수 있다. On the other hand, in a fuel cell-supercap hybrid without using a high voltage DC-DC converter, it is necessary to develop a separate supercap initial charging device and a corresponding start control for matching the fuel cell and the supercap voltage. As a supercap initial charging device, a type using a single precharge resistor and a precharge relay or an inductor and an insulated gate bipolar transistor (hereinafter referred to as IGBT) are used. Converter type or the like can be referred to as an applicable device.
그런데, 상기 고전압 DC-DC컨버터를 사용하는 연료전지-배터리 또는 연료전지-수퍼캡 하이브리드는, 평균 효율이 약 90%인 DC-DC컨버터가 시동시뿐만 아니라 주행 중 충방전 시에도 항시 사용되므로 시스템 전체 효율이 높지 않다는 단점이 있다. However, the fuel cell-battery or fuel cell-supercap hybrid using the high-voltage DC-DC converter is a DC-DC converter having an average efficiency of about 90%. The disadvantage is that the efficiency is not high.
그리고 고전압 DC-DC컨버터를 사용하지 않는 연료전지-수퍼캡 하이브리드에서는 시스템 전체 효율이 높다는 장점이 있지만, 수퍼캡 초기 충전장치의 종류 및 제어기법, 이에 병행하는 시동제어전략에 의해서 수퍼캡 초기 충전시간, 연료전지 스택 수명, 에너지 소모량, 시스템 안정성(연료전지와 수퍼캡 결합시의 전기 충격(electrical shock)) 및 운전자 승차감등에 영향을 미친다.The fuel cell-supercap hybrid without the use of a high voltage DC-DC converter has the advantage of high overall system efficiency.However, the initial supercap charging time and fuel cell are determined by the type and control method of the initial supercap charging device and a parallel start-up control strategy. It affects stack life, energy consumption, system stability (electrical shock when combined with fuel cells and supercaps) and driver comfort.
그리고 예컨대, 하나의 프리차지 저항을 사용하는 수퍼캡 초기 충전장치를 사용하는 경우, 프리차지 저항이 클 경우, 연료전지 공기 결핍(Air starvation)을 방지하면서 수퍼캡을 초기 충전할 수 있다는 장점이 있지만, 수퍼캡 초기 충전시간이 길어져서 저항을 통해 소모되는 에너지가 증가한다는 단점이 있다. 즉, 시스템의 효율이 감소한다.For example, when a supercap initial charging device using one precharge resistor is used, when the precharge resistance is large, the supercap may be initially charged while preventing the fuel cell air starvation. The initial charging time is long, there is a disadvantage that the energy consumed through the resistor increases. That is, the efficiency of the system is reduced.
반대로, 프리차지 저항이 작을 경우, 수퍼캡 초기충전 시간을 줄일 수 있다는 장점이 있지만, 연료전지 공기 결핍이 발생할 가능성이 높다는 단점이 있다. 즉, 연료전지 수명에 악영향을 미칠 수 있다. On the contrary, when the precharge resistance is small, there is an advantage of reducing the initial charge time of the supercap, but there is a disadvantage in that fuel cell air deficiency is likely to occur. That is, the fuel cell life may be adversely affected.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 충전 과도상태에 의한 연료전지 공기 결핍을 최소하여 연료전지 수명을 향상시키고, 수퍼캡 초기충전 상태에 따른 가변적인 프리차지 저항을 이용하여 에너지 소모를 최소화하면서 수퍼캡 초기충전을 빠르게 완료하며, 연료전지 파워를 이용해 수퍼캡 초기충전 및 주행을 동시에 수행할 수 있도록 한 연료전지-슈퍼캡 하이브리드 및 그 시동 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was created in order to solve the above problems, to minimize fuel cell air deficiency due to the charging transient state to improve fuel cell life, and to consume energy by using a variable precharge resistance according to the supercap initial charge state. The purpose of the present invention is to provide a fuel cell-supercap hybrid and its start control method capable of performing initial supercap charging and driving at the same time by using fuel cell power.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연료전지-슈퍼캡 하이브리드는, 연료전지-슈퍼캡 하이브리드에 있어서, 상기 연료전지와 인버터 사이에 설치된 제1,2컨택터(C1,C2)와; 상기 제1,2컨택터 및 상기 슈퍼캡과 연결되며 설치된 슈퍼캡 초기 충전장치(C3);를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.The fuel cell-supercap hybrid of the present invention for achieving the above object, in the fuel cell-supercap hybrid, the first and second contactors (C1, C2) provided between the fuel cell and the inverter; And a supercap initial charging device (C3) connected to the first and second contactors and the supercap and installed.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연료전지-슈퍼캡 하이브리드 시동 제어방법은, (a) 보조배터리를 이용해 연료전지 시스템을 기동시키는 단계와; (b) 상기 연료전지 시스템 기동을 캔(CAN)으로 확인한 후, 인버터측 (+)단자에 위치한 제1컨택터(C1)를 연결시키는 단계와; (c) 상기 제1컨택터(C1) 연결을 상기 캔으로 확인한 후, 연료전지측 (-)단자에 위치한 제2컨택터(C2)를 연결시키는 단계와; (d)상기 제2컨택터(C2) 연결을 상기 캔으로 확인한 후, 수퍼캡 초기 충전장치(C3)의 제1프리차지 릴레이를 이용해 제1프리차지 저항(R1)을 선택하는 단계와; (e) 상기 제1프리차지 저항(R1)이 연결을 상기 캔으로 확인한 후, 신호를 대시보드에 표시하여 운전자가 주행을 시작할 수 있음을 알리는 단계와; (f) 상기 제1프리차지 저항(R1)을 이용한 초기 충전을 시작한지 수 초 후, 상기 수퍼캡 초기 충전장치(C3)의 제2프리차지 릴레이를 이용하여 제2프리차지 저항(R2)을 연결하는 단계와; (g) 상기 제1프리차지 저항(R1)과 상기 제2프리차지 저항(R2)이 동시에 병렬로 연결됨과 동시에 자동적으로 상기 수퍼캡 초기 충전이 가속화되는 단계와; (h) 주행 중 상기 수퍼캡 초기 충전을 지속하다가 연료전지와 상기 수퍼캡의 전압차가 거의 없을 경우, 상기 수퍼캡 초기 충전장치(C3)의 메인 컨택터를 결합시킨 뒤, 제1,2프리차지 릴레이를 단절시키면서 초기 충전을 완료하는 단계;를 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.A fuel cell-supercap hybrid start control method of the present invention for achieving the above object comprises the steps of: (a) starting the fuel cell system using an auxiliary battery; (b) checking the start of the fuel cell system with a CAN and connecting a first contactor C1 located at an inverter side (+) terminal; (c) checking the connection of the first contactor (C1) with the can, and then connecting the second contactor (C2) located at a fuel cell side (-) terminal; (d) checking the connection of the second contactor (C2) with the can, and then selecting a first precharge resistor (R1) using the first precharge relay of the supercap initial charging device (C3); (e) after the first precharge resistor R1 confirms the connection with the can, displaying a signal on a dashboard to indicate that the driver can start driving; (f) A few seconds after the initial charging using the first precharge resistor R1 is started, the second precharge resistor R2 is connected using the second precharge relay of the supercap initial charging device C3. Making a step; (g) the first precharge resistor (R1) and the second precharge resistor (R2) are simultaneously connected in parallel and at the same time the supercap initial charging is automatically accelerated; (h) If the initial charging of the supercap is continued while driving and there is almost no voltage difference between the fuel cell and the supercap, the main contactor of the supercap initial charging device C3 is coupled, and then the first and second precharge relays are disconnected. Comprising: while completing the initial charging; characterized in that the included.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1에는 본 발명에 따른 연료전지-슈퍼캡 하이브리드의 구성을 개략적으로 나타낸 회로 구성도가 도시되어 있다.1 is a circuit diagram schematically showing the configuration of a fuel cell-supercap hybrid according to the present invention.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 연료전지-슈퍼캡 하이브리드는, 연료전지(10)와 수퍼캡(40) 사이에 별도의 DC-DC컨버터를 사용하지 않고, 수퍼캡 충방전제어가 연료전지(10) 또는 인버터(20)의 전압 변화(Fluctuation)에 의해서 자동으로 구현되는 방식을 사용하는 타입이다. Referring to the drawings, the fuel cell-supercap hybrid according to the present invention does not use a separate DC-DC converter between the
이와 같은 연료전지-수퍼캡 하이브리드에서는, 차량 시동시에 연료전지(10)와 수퍼캡(40)의 전압을 일치시키기 위한 수퍼캡 초기충전 전략 및 이에 상응하는 시동제어 전략 개발이 필수적이다.In such a fuel cell-supercap hybrid, it is essential to develop a supercap initial charging strategy and a corresponding start control strategy to match the voltages of the
따라서 본 발명에 따른 연료전지-슈퍼캡 하이브리드는, 상기 연료전지(10)와 인버터(20) 사이에 설치된 제1,2컨택터(C1,C2)(31,32)와, 이 제1,2컨택터(31,32) 및 슈퍼캡(40)과 연결되며 설치된 슈퍼캡 초기 충전장치(C3)(33)를 포함하여 구성된다.Accordingly, the fuel cell-supercap hybrid according to the present invention includes first and second contactors C1 and
그리고 상기 슈퍼캡 초기 충전장치(C3)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 두개의 제1,2프리차지 저항(R1, R2)(33a,33b)과, 상기 제1,2프리차지 저항(R1,R2)(33a,33b)을 시동 상황에 따라 연결하기 위한 제1,2프리차지 릴레이(33d,33e) 및 메인 컨택터(33c)로 이루어진다.In addition, as shown in FIG. 2, the supercap initial charging device C3 includes two first and second precharge resistors R1 and R2 33a and 33b and the first and second precharge resistors 3. The first and
또한 상기 제1,2컨택터(C1,C2)(31,32) 및 슈퍼캡 초기 충전장치(C3)(33)는 단일 모듈로 패키징되며, 이렇게 단일 모듈로 패키징되어 PDU(Power Disconnect Unit)로 이용된다.In addition, the first and second contactors C1 and
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 연료전지-슈퍼캡 하이브리드의 시동 제어방법을 설명하면 다음과 같다.Referring to the start control method of the fuel cell-supercap hybrid according to the present invention having the configuration as described above are as follows.
도 3에는 본 발명에 따른 연료전지-슈퍼캡 하이브리드 시동 제어방법을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 순서도가 도시되어 있다.3 is a schematic flowchart showing a fuel cell-supercap hybrid start control method according to the present invention in sequence.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 연료전지-슈퍼캡 하이브리드 시동 제어방법은, 우선, 보조배터리를 이용해 연료전지 시스템을 기동시킨다.(단계 110)Referring to the drawings, in the fuel cell-supercap hybrid start control method according to the present invention, first, the fuel cell system is started using an auxiliary battery (step 110).
이어서, 연료전지 시스템 기동을 캔(Car Area Network; 이하, CAN이라 함)으로 확인한 후, 인버터(20)측 (+)단자에 위치한 제1컨택터(C1)(31)를 연결시킨다.(단계 120)Subsequently, after confirming that the fuel cell system is started with a CAN (hereinafter referred to as a CAN), the first contactor C1 31 located at the positive terminal of the
그리고 상기 제1컨택터(C1)(31) 연결을 CAN으로 확인한 후, 연료전지(10)측 (-)단자에 위치한 제2컨택터(C2)(32)를 연결시킨다.(단계 130)After confirming that the first contactor (C1) 31 is connected to the CAN, the second contactor (C2) 32 located at the negative terminal of the
또한 상기 제2컨택터(C2)(32) 연결을 CAN으로 확인한 후, 수퍼캡측 (+)단자에 배치된 수퍼캡 초기 충전장치(C3)(33)의 제1프리차지 릴레이(33d)를 이용하여 제1프리차지 저항(R1)(33a)을 선택한다. In addition, after confirming the connection of the second contactor (C2) 32 with CAN, the
상기 제1프리차지 저항(R1)(2~100Ω)(33a)은 제2프리차지 저항(R2)(0.5~5Ω)(33b)에 비해 저항값이 크며, 연료전지(10) 파워(power)를 이용 해 수퍼캡(40)을 초기 충전할 때, 이들의 전압차이에 의한 전기 충격을 방지한다.The first precharge resistor R1 (2 to 100Ω) 33a has a larger resistance value than the second precharge resistor R2 (0.5 to 5Ω) 33b and has a power value of the
그리고 연료전지(10)의 파워가 수퍼캡(40) 충전을 위해 순간적으로 과도해서 사용되는 현상(이 경우, 연료전지 스택에 공기 결핍이 발생 가능하며 이는 곧, 연료전지 스택 수명에 악영향을 미침)을 막을 수 있도록 피크(Peak) 소모 파워에 초점을 맞춰 설계한다. In addition, the power of the
이어서, 상기 제1프리차지 저항(R1)(33a)이 연결됨을 CAN으로 확인한 후, 예컨데 시스템 준비(system ready)라는 신호를 대시보드 표시하여, 운전자가 주행을 시작할 수 있음을 알린다.(단계 150)Subsequently, after confirming that the first precharge resistor (R1) 33a is connected to the CAN, for example, a signal indicating system ready is displayed on the dashboard, indicating that the driver may start driving. )
이에 따라 운전자가 주행을 시작함에 따라 상기 단계 140에서 전술한 방법을 통해, 제1프리차지 저항(R1)(33a)을 통한 전력손실을 감수하며, 연료전지(10) 파워를 이용해 수퍼캡(40) 초기 충전을 시작함과 동시에 인버터(20)에 주행을 위한 파워를 공급한다.Accordingly, as the driver starts driving, the power loss through the first precharge resistor (R1) 33a is taken through the above-described method in
본 발명에서는, 수퍼캡(40) 초기 충전이 완료될 때까지 기다렸다가 운전자가 주행을 시작할 수 있도록 허용하는 방법이 아닌(이럴 경우, 시동시간이 길게는 약 3분 이상 걸릴 수 있으며, 이는 운전 편의성에 악영항을 미침), 제1프리차지 저항(R1)(33a)을 이용해 초기충전을 하면서 주행을 동시에 수행 가능하므로, 운전자의 편의성을 향상시킬 수 있게 된다.In the present invention, wait until the initial completion of the
그리고 상기 제1프리차지 저항(R1)(33a)을 이용한 초기충전을 시작한지 수 초 후(약 10초미만), 수퍼캡 초기 충전장치(C3)(33)의 제2프리차지 릴레이(33e)를 이용하여 제2프리차지 저항(R2)(33b)을 연결한다.(단계 160)After a few seconds (less than about 10 seconds) of initial charging using the first precharge resistor (R1) 33a, the
이때, 제1프리차지 릴레이(33d)는 계속 연결되어 있는 상태이며, 총 프리차지 저항은 1/(1/R1+1/R2)로, 저항값이 작은 제2프리차지 저항(R2)(33b)에 가까운 값으로 설정된다.At this time, the first
세 위치(R1, R2, Off)를 선택 가능한 하나의 프리차지 릴레이를 사용하는 대신, 제1,2프리차지 릴레이(33d,33e) 각각 사용하는 이유는, 제1프리차지 저항(R1)(33a)에서 제2프리차지 저항(R2)(33b)으로 변경시, 순간적으로 제1프리차지 저항(R1)(33a)이 단절되는 상황(Off 상황)이 발생한다.The reason for using each of the first and second precharge relays 33d and 33e instead of using one precharge relay that can select three positions R1, R2, and Off is the first precharge resistor R1 (33a). ), When the second precharge resistor (R2) 33b is changed to the second precharge resistor (R2) 33b, the first precharge resistor (R1) 33a is temporarily disconnected (off state) occurs.
이런 상황에서 제2프리차지 저항(R2)(33b)을 결합시, 상기 140단계에서 전술한 전기 충격 및 연료전지 스택의 공기 결핍이 발생 가능하기 때문이다.In this situation, when the second precharge resistor (R2) 33b is coupled, the above-described electric shock and air deficiency of the fuel cell stack may occur in
상기 제2프리차지 저항(R2)(33b)의 목적은, 제1프리차지 저항(R1)(33a)을 통해 연료전지(10)와 수퍼캡(40)의 전압차를 어느 정도 줄여준 상황에서, 저항값이 작은 저항을 사용함으로써 초기충전 시간을 가속화시키기 위함이다. 따라서 제2프리차지 저항(R2)(33b)은 평균(Mean) 파워에 초점을 맞춰 설계한다. The purpose of the second precharge resistor (R2) 33b is to reduce the voltage difference between the
또한 상기 제1프리차지 저항(R1)(33a)과 제2프리차지 저항(R2)(33b)이 동시에 병렬로 연결됨과 동시에 자동적으로(주행상황에 따라) 수퍼캡(40) 초기 충전이 가속화된다(총 초기충전 시간을 1분 이내로 단축가능).(단계 170)In addition, the first precharge resistor (R1) 33a and the second precharge resistor (R2) 33b are simultaneously connected in parallel, and at the same time, the initial charging of the
특히, 이 단계에서 제1프리차지 저항(R1)(33a)과 제2프리차지 저항(R2)(33b)에서 소모되는 에너지에 의한 발열량이 적지 않으므로(연료전지(10)와 수퍼캡(40)의 전압 및 파워 사양에 의존), 공랭식 또는 수랭식 냉각 루프의 구성이 요구된다.In particular, since the amount of heat generated by the energy consumed by the first
그리고 주행 중 수퍼캡(40) 초기 충전을 지속하다가 연료전지(10)와 수퍼캡(40)의 전압차가 거의 없을 경우(2V 미만), 수퍼캡 초기 충전장치(c3)(33)의 메인 컨택터(33c)를 결합시킨 뒤, 제1,2프리차지 릴레이(33d,33e)를 단절시키면서 초기충전을 완료한다.(단계 180)When the initial charging of the
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 연료전지-슈퍼캡 하이브리드 및 그 시동 제어방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.As described above, the fuel cell-supercap hybrid and its starting control method according to the present invention have the following effects.
연료전지 파워를 통한 수퍼캡 초기충전 시, 충전 과도상태에 의한 연료전지 공기 결핍을 최소하여, 연료전지 수명을 향상시킬 수 있다. In the initial charging of the supercap through fuel cell power, fuel cell air shortage due to the charging transient state is minimized, thereby improving fuel cell life.
그리고 수퍼캡 초기 충전 상태에 따른 가변적인 프리차지 저항을 이용하므로 에너지 소모를 최소화하면서 수퍼캡 초기충전을 빠르게 완료할 수 있다. In addition, by using a variable precharge resistance according to the initial charge state of the supercap, it is possible to quickly complete the initial supercap charging while minimizing energy consumption.
또한 연료전지 파워를 이용해 수퍼캡 초기충전 및 주행을 동시에 수행할 수 있도록 시동제어를 구성함에 따라, 운전자의 운전 편의성을 향상시킬 수 있다. In addition, as the start control is configured to simultaneously perform initial charging and driving of the supercap by using fuel cell power, driving convenience of the driver may be improved.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments are possible. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020040052450A KR100623750B1 (en) | 2004-07-06 | 2004-07-06 | Fuel cell-supercap hybrid and method of controlling a starting for the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020040052450A KR100623750B1 (en) | 2004-07-06 | 2004-07-06 | Fuel cell-supercap hybrid and method of controlling a starting for the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20060003543A true KR20060003543A (en) | 2006-01-11 |
KR100623750B1 KR100623750B1 (en) | 2006-09-19 |
Family
ID=37105966
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020040052450A KR100623750B1 (en) | 2004-07-06 | 2004-07-06 | Fuel cell-supercap hybrid and method of controlling a starting for the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100623750B1 (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100837939B1 (en) * | 2006-10-11 | 2008-06-13 | 현대자동차주식회사 | Power system of hybrid fuel cell bus and control method thereof |
US7420339B2 (en) | 2006-11-15 | 2008-09-02 | Hyundai Motor Company | Regenerative braking system of fuel cell vehicle using super capacitor |
KR100862466B1 (en) * | 2006-12-12 | 2008-10-08 | 현대자동차주식회사 | Shock improvement method for engine off of a Hybrid car |
KR100946472B1 (en) * | 2007-12-13 | 2010-03-10 | 현대자동차주식회사 | Fuel cell hybrid system |
KR101459769B1 (en) * | 2008-04-30 | 2014-11-07 | 현대자동차주식회사 | Pre-charger for supercapacity of vehicle |
KR101526379B1 (en) * | 2009-11-26 | 2015-06-08 | 현대자동차 주식회사 | Apparatus and method for management of fuel cell vehicle |
US10474220B2 (en) | 2006-09-12 | 2019-11-12 | Zonit Structured Solutions, Llc | Parallel redundant power distribution |
EP2962381B1 (en) * | 2013-02-26 | 2020-08-12 | Zonit Structured Solutions, LLC | Parallel redundant power distribution |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100974759B1 (en) | 2007-10-26 | 2010-08-06 | 현대자동차주식회사 | Sequence control method of fuel cell-super capacitor hybrid electric vehicle |
KR100921125B1 (en) * | 2008-03-04 | 2009-10-12 | 현대자동차주식회사 | Hybrid Fuel Cell Vehicle with multi-power source and multi-drive system |
KR100969083B1 (en) | 2009-07-27 | 2010-07-09 | 현대자동차주식회사 | Control method for hybrid fuel cell vehicle with multi-power source and multi-drive system |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6217958A (en) | 1985-07-16 | 1987-01-26 | Sanyo Electric Co Ltd | Control device for fuel cell power generation system |
JPH06124720A (en) * | 1992-10-10 | 1994-05-06 | Aqueous Res:Kk | Hybrid power supply device |
JP4545285B2 (en) | 2000-06-12 | 2010-09-15 | 本田技研工業株式会社 | Fuel cell vehicle start control device |
JP2003324801A (en) | 2002-05-01 | 2003-11-14 | Honda Motor Co Ltd | Method of connecting power source in electric vehicle |
KR100461272B1 (en) * | 2002-07-23 | 2004-12-10 | 현대자동차주식회사 | Power connection unit of fuel cell hybrid vehicle |
-
2004
- 2004-07-06 KR KR1020040052450A patent/KR100623750B1/en active IP Right Grant
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10474220B2 (en) | 2006-09-12 | 2019-11-12 | Zonit Structured Solutions, Llc | Parallel redundant power distribution |
KR100837939B1 (en) * | 2006-10-11 | 2008-06-13 | 현대자동차주식회사 | Power system of hybrid fuel cell bus and control method thereof |
US7420339B2 (en) | 2006-11-15 | 2008-09-02 | Hyundai Motor Company | Regenerative braking system of fuel cell vehicle using super capacitor |
KR100862466B1 (en) * | 2006-12-12 | 2008-10-08 | 현대자동차주식회사 | Shock improvement method for engine off of a Hybrid car |
KR100946472B1 (en) * | 2007-12-13 | 2010-03-10 | 현대자동차주식회사 | Fuel cell hybrid system |
KR101459769B1 (en) * | 2008-04-30 | 2014-11-07 | 현대자동차주식회사 | Pre-charger for supercapacity of vehicle |
KR101526379B1 (en) * | 2009-11-26 | 2015-06-08 | 현대자동차 주식회사 | Apparatus and method for management of fuel cell vehicle |
EP2962381B1 (en) * | 2013-02-26 | 2020-08-12 | Zonit Structured Solutions, LLC | Parallel redundant power distribution |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR100623750B1 (en) | 2006-09-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7322187B2 (en) | Vehicle battery system, charging/discharging method, and vehicle | |
EP2272722B1 (en) | Power source apparatus for vehicle | |
KR100974759B1 (en) | Sequence control method of fuel cell-super capacitor hybrid electric vehicle | |
US7830126B2 (en) | Hybrid vehicle control system and method | |
CN102975630B (en) | For motor vehicle supply unit and the vehicle possessing this supply unit | |
US7427450B2 (en) | Hybrid fuel cell system with battery capacitor energy storage system | |
US7443138B2 (en) | Battery control device for equalization of cell voltages | |
KR102000237B1 (en) | Electrical system and method for operating an electrical system | |
CN109017402B (en) | Double-battery power supply device for electric vehicle and control method | |
KR102002082B1 (en) | On-board electrical system, and method for operating an on-board electrical system | |
CN102161315A (en) | Vehicle power supply apparatus | |
JP5796457B2 (en) | Battery system and battery system control method | |
US20230198282A1 (en) | Self-heating control circuit and system | |
US10239405B2 (en) | Fuel cell equipped vehicle system and control method for fuel cell equipped vehicle system | |
US20130320766A1 (en) | Electric storage system | |
KR100623750B1 (en) | Fuel cell-supercap hybrid and method of controlling a starting for the same | |
CN110192320B (en) | Power supply device and power supply system | |
CN108352714B (en) | Power supply device and battery unit | |
KR102575558B1 (en) | Method and device for controlling the charge level of a traction battery of an electric vehicle | |
JP2013219872A (en) | Power supply control device of vehicle | |
JP2020100259A (en) | Power supply device for vehicle | |
JP2018098954A (en) | Controller for electric vehicle | |
CN114248664A (en) | Power supply device for vehicle | |
JP2005033898A (en) | Power supply of vehicle | |
CN220314783U (en) | Self-adaptive power supply equipment and electric automobile |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120831 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130830 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140901 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150831 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180829 Year of fee payment: 13 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190827 Year of fee payment: 14 |