KR20060020307A - 연료전지 차량용 주행거리 계산 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

연료전지 차량용 주행거리 계산 시스템 및 그 방법이 개시된다. 개시된 연료전지 차량용 주행거리 계산 시스템은, 연료전지와; 상기 연료전지에 수소가 공급되도록 배치된 수소탱크와; 상기 연료전지로부터 전기를 공급받아 차량이 구동되도록 배치된 모터와; 상기 연료전지로부터 SOC 신호를 수신하고, 상기 연료전지에 수소 분사량 신호가 송신되도록 배치된 차량제어기와; 상기 차량제어기와 상기 차량의 속도센서 및 스위치로부터 신호를 받아 상기 차량의 주행 가능거리를 표시하는 트립컴퓨터;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 연료전지 차량의 주행 가능거리 정확도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

연료전지, 트립 컴퓨터, 주행 가능거리

Description

연료전지 차량용 주행거리 계산 시스템 및 그 방법{SYSTEM FOR CALCULATING THE DISTANCE COVERED FOR FUEL CELL VEHICLE AND METHOD FOR THE SAME}

도 1은 연료전지 차량의 개략적인 구성도.

도 2는 연료전지의 작동원리를 개략적으로 설명한 도면.

도 3은 일반적인 엔진이 장착된 차량용 주행거리 계산 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도.

도 4는 본 발명에 따른 연료전지 차량용 주행거리 계산 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

31. 연료전지

32. 수소탱크

33. 모터

34. 차량제어기

35. 속도센서

36. 스위치

40. 트립컴퓨터

본 발명은 연료전지 차량용 주행거리 계산 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료전지 차량의 주행 가능거리의 정확도를 향상시키기 위한 연료전지 차량용 주행거리 계산 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

도 1에는 연료(수소; H2)로부터 직접 전기를 생산하여 차량을 구동하는 무공해 차세대 자동차인 연료전지 차량의 개략적인 구성도가 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 수소가 저정된 수소탱크(11)로부터 수소를 공급받은 연료전지(12)가 전기를 생산하면 인버터(13)가 직류전기를 교류전기로 바꾸어 모터(14)에 전달함으로써 차량(10)을 구동한다.

그리고 상기 연료전지(12)의 작동원리가 도 2에 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 상기 연료전지(12)는 그 작동온도가 60~90℃로 연료인 수소를 연소 과정 없이 전기로 직접 바꾸어주는 전기 화학적 장치이다.

상기한 바와 같이, 연료전지 차량(10)은 수소를 연료로 하여 전기에너지를 발생시켜, 이 전기에너지를 이용하여 모터(14)를 구동함으로써 차량(10)이 운행되는 구조로 되어있다. 즉, 연료를 직접 이용하는 기존 엔진과는 달리 전기에너지로의 변환과정이 추가되는 것이다. 따라서 이전 엔진 즉, 후술하는 일반적인 엔진이 장착된 차량과는 다른 주행 가능거리 계산 로직이 필요하다.

한편, 도 3에는 일반적인 엔진이 장착된 차량용 주행거리 계산 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도가 도시되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 일반적인 엔진(21)이 장착된 차량에서 트립 컴퓨터(trip computer)(22)에 표시되는 주행 가능거리의 계산 로직(LOGIC)은, 연료탱크(20)의 연료 잔량에 평균연비를 곱하여 표시하는 방식이다.

즉, 주행 가능거리 = 연료잔량 × 평균연비

여기서, 평균연비 = 주행거리 / 연료소모량

상기한 연료잔량은 실시간으로 퓨얼 센더(fuel sender)(23)로부터 신호를 받고, 상기한 연료소모량은 엔진의 ECU(24)로부터 받는다.

그리고 상기한 두 차이값에 대한 보상으로 퓨얼 센더(23)에 의한 연료소모량(이전 연료잔량-현 연료잔량) 측정치와 ECU(24)로부터 받은 연료소모량의 차이가 일정 수준(예컨대, 2ℓ이상)이면 두 값을 평균하여 사용한다.

그리고 상기 퓨얼 센더(23)의 신호는 저항값(연료잔량에 따른 저항, 8(FULL) ~ 200(EMPTY)Ω을 적용한다. 또한 상기한 엔진의 ECU(24) 신호는 주파수 80mcc/1PULSE로 한다.

다른 한편으로, 현재 시범 운행되고 있는 전술한 바 있는 연료전지 차량(10)에 적용되는 주행 가능거리 로직은, 단순히 초기 연비에 수소연료 잔량만을 곱하여 표시함으로써 차량 주행상태에 따른 다양한 변화를 거의 반영하지 못하고 있는 실정이다. 따라서 정확도가 많이 떨어지는 문제점을 갖고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 연료전지 차량의 주행 가능거리의 정확도가 향상되도록 한 연료전지 차량용 주행거리 계 산 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연료전지 차량용 주행거리 계산 시스템은, 연료전지와; 상기 연료전지에 수소가 공급되도록 배치된 수소탱크와; 상기 연료전지로부터 전기를 공급받아 차량이 구동되도록 배치된 모터와; 상기 연료전지로부터 SOC 신호를 수신하고, 상기 연료전지에 수소 분사량 신호가 송신되도록 배치된 차량제어기와; 상기 차량제어기와 상기 차량의 속도센서 및 스위치로부터 신호를 받아 상기 차량의 주행 가능거리를 표시하는 트립컴퓨터;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연료전지 차량용 주행거리 계산방법은, 수소를 공급받아 직접 전기를 생산하여 차량을 구동하는 연료전지 차량용 주행거리 계산방법에 있어서, 상기 주행 가능거리는 아래의 식 1로 나타내는 것을 그 특징으로 한다.

[식 1]

주행가능거리 = H2잔량 × 계산연비

여기서, 상기 계산연비 = 주행거리 / (H2소모량 ± SOC기준량)

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 4에는 본 발명에 따른 연료전지 차량용 주행거리 계산 시스템 및 그 방법의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 연료전지 차량용 주행거리 계산 시스템은, 연료전지(31)와, 이 연료전지(31)에 수소가 공급되도록 배치된 수소탱크(32)와, 상기 연료전지(31)로부터 전기를 공급받아 차량이 구동되도록 배치된 모터(33)와, 상기 연료전지(31)로부터 SOC 신호를 수신하고, 연료전지(31)에 수소 분사량 신호가 송신되도록 배치된 차량제어기(VCU)(34)와, 이 차량제어기(34)와 차량의 속도센서(35) 및 스위치(36)로부터 신호를 받아 차량의 주행 가능거리를 계산 및 표시하는 트립컴퓨터(40)를 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성된 연료전지 차량용 주행거리 계산 시스템을 적용하여 본 발명에 따른 연료전지 차량용 주행거리 계산방법을 설명한다.

상기한 주행 가능거리는 아래의 식 1로 나타낸다.

[식 1]

주행가능거리 = H2잔량 × 계산연비

여기서, 상기 계산연비 = 주행거리 / (H2소모량 ± SOC기준량)

그리고 상기한 SOC 기준량이란, 차량 구동에 필요한 최적 SOC 상태(기준 SOC)와 현 SOC 상태를 비교하여 그 차이만큼을 보충할 수 있는 수소량을 추정하여 반영하는 것이다.

이 SOC 기준량은 아래의 식 2로 나타낸다.

[식 2]

SOC 기준량 = (기준 SOC ― 현 SOC) X (H2 소모량 / SOC1%당)

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 연료전지 차량용 주행거리 계산 시스템 및 그 방법은, 전술한 바와 같이 기존의 주행 가능거리 표시 로직과 유사하게 수소 소모량을 받아서 주행 가능거리를 계산하는 방식을 이용하였다.

즉, 주행가능거리 = H2잔량 X 평균연비 [평균연비 = 주행거리/H2소모량)]

그러나, 연료전지 차량은 수소 사용량이 직접 차량 구동에 사용되는 것이 아니라, 전기에너지로 변환되어, 그 전기에너지를 이용함으로 단순히 위의 식으로만 계산되면 차량 부하에 따른 향후 주행 가능거리 계산에 정확도가 떨어진다.

따라서, 본 발명에서는 상기한 식 1과 식 2와 같이, 차량 구동에 직접 영향을 주는 연료전지(31)의 상태를 파악할 수 있는 SOC 신호를 추가하여 정확도를 높일 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 연료전지 차량용 주행거리 계산 시스템 및 그 방법은 연료전지 차량의 주행 가능거리 정확도를 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.

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.

Claims (3)

1. 연료전지와;

   상기 연료전지에 수소가 공급되도록 배치된 수소탱크와;

   상기 연료전지로부터 전기를 공급받아 차량이 구동되도록 배치된 모터와;

   상기 연료전지로부터 SOC 신호를 수신하고, 상기 연료전지에 수소 분사량 신호가 송신되도록 배치된 차량제어기와;

   상기 차량제어기와 상기 차량의 속도센서 및 스위치로부터 신호를 받아 상기 차량의 주행 가능거리를 표시하는 트립컴퓨터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 주행거리 계산 시스템.
2. 수소를 공급받아 직접 전기를 생산하여 차량을 구동하는 연료전지 차량용 주행거리 계산방법에 있어서,

   상기 주행 가능거리는 아래의 식 1로 나타내는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 주행거리 계산방법.

   [식 1]

   주행가능거리 = H2잔량 × 계산연비

   여기서, 상기 계산연비 = 주행거리 / (H2소모량 ± SOC기준량)
3. 제2항에 있어서,

   상기 SOC 기준량은 아래의 식 2로 나타내는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 주행거리 계산방법.

   [식 2]

   SOC 기준량 = (기준 SOC ― 현 SOC) X (H2 소모량 / SOC1%당)

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