KR20070050194A - Fuel cell system - Google Patents

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KR20070050194A
KR20070050194A KR1020050107465A KR20050107465A KR20070050194A KR 20070050194 A KR20070050194 A KR 20070050194A KR 1020050107465 A KR1020050107465 A KR 1020050107465A KR 20050107465 A KR20050107465 A KR 20050107465A KR 20070050194 A KR20070050194 A KR 20070050194A
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cooling water
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서진식
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 물분사 가습기를 이용한 연료전지 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료전지 스택의 출구공기를 막가습기를 통과시켜 연료전지 스택의 입구공기를 가습하는 기존의 연료전지 시스템과 달리, 연료전지 스택에서 폐열을 회수하여 나온 냉각수를 연료전지 스택의 입구공기에 직접 분사하여 가습하고, 이 가습을 통해 냉각수의 방열까지 함께 도모할 수 있도록 한 물분사 가습기를 이용하여 연료전지 시스템의 냉각수 및 공기에 대한 가습 및 냉각을 제어하기 위한 장치 및 방법을 제공하고자 한 것이다.The present invention relates to a fuel cell system using a water spray humidifier, and more particularly, to a fuel cell system unlike a conventional fuel cell system that humidifies the inlet air of a fuel cell stack by passing a membrane humidifier through the outlet air of the fuel cell stack. Cooling water recovered from the waste heat is directly injected into the fuel cell stack's inlet air and humidified, and the water spray humidifier allows the cooling water and air of the fuel cell system to be dissipated. It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for controlling humidification and cooling.

연료전지 시스템, 물분사 방식의 가습기, 냉각수, 공기 Fuel cell system, water spray humidifier, coolant, air

Description

연료전지 시스템의 냉각수 및 공기의 제어 장치 및 방법{Fuel cell system}Cooling water and air control device and method for fuel cell system {Fuel cell system}

도 1은 본 발명에 따른 물분사 가습기를 이용하는 연료전지 시스템의 냉각수 및 공기의 제어 장치를 나타내는 구성도,1 is a block diagram showing an apparatus for controlling cooling water and air in a fuel cell system using a water spray humidifier according to the present invention;

도 2는 종래의 연료전지 시스템을 나타내는 구성도.2 is a block diagram showing a conventional fuel cell system.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 연료전지 스택 12 : 라디에이터10 fuel cell stack 12 radiator

14 : 공기 블로워 16 : 물 분사방식의 가습기14 air blower 16 water-based humidifier

18 : 리저버 20 : 공기 방출포트18: reservoir 20: air discharge port

22 : 라인 24 : 펌프22: line 24: pump

26 : 막가습기26: membrane humidifier

본 발명은 물분사 가습기를 이용한 연료전지 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료전지 스택의 출구공기를 막가습기를 통과시켜 연료전지 스택 입구 공기를 가습하는 기존의 연료전지 시스템과 달리, 연료전지 스택에서 폐열을 회수하여 나온 냉각수를 연료전지 스택의 입구공기에 직접 분사하여 가습하고, 이 가습을 통해 냉각수의 방열까지 함께 도모할 수 있도록 한 연료전지 시스템의 냉각수 및 공기의 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel cell system using a water spray humidifier, and more particularly, to a fuel cell stack unlike a conventional fuel cell system that humidifies the fuel cell stack inlet air by passing a membrane humidifier through the outlet air of the fuel cell stack. The present invention relates to a control device and a method for controlling coolant and air in a fuel cell system in which cooling water from the waste heat is directly injected to the inlet air of the fuel cell stack and humidified, and through this humidification, the cooling water is radiated. .

종래의 연료전지 시스템에 있어서, 첨부한 도 2에 도시된 바와 같이 연료전지 스택(10)으로 공급되는 공급공기의 가습 과정은 블로워(14)에서 나온 공급공기가 막가습기(26)로 통과하는 동시에 연료전지 스택(10)으로부터 나온 출구공기가 막가습기(26)를 통과하면서 서로간의 물질교환이 되어 이루어진다.In the conventional fuel cell system, as shown in FIG. 2, the humidification process of the supply air supplied to the fuel cell stack 10 simultaneously passes the supply air from the blower 14 to the membrane humidifier 26. Outlet air from the fuel cell stack 10 passes through the membrane humidifier 26 to exchange materials with each other.

또한, 종래의 연료전지 시스템에서 냉각수의 흐름 경로를 살펴보면, 연료전지 스택(10)으로 공급된 냉각수가 연료전지 스택(10)에서 발생하는 폐열을 회수한 다음, 라디에이터(12)로 보내어지면 냉각수의 회수 폐열이 라디에이터(12)를 통해 외부로 방출되며 냉각수는 리저버(18)로 회수되어진다.In addition, the flow path of the coolant in the conventional fuel cell system, when the coolant supplied to the fuel cell stack 10 recovers the waste heat generated in the fuel cell stack 10, and then is sent to the radiator 12, The recovered waste heat is released to the outside through the radiator 12 and the cooling water is recovered to the reservoir 18.

이와 같이, 종래의 연료전지 시스템은 냉각수와 공기가 서로 혼합되고 분리되는 과정이 없이 별개의 경로를 통해 순환하는 방식을 채택하고 있다.As such, the conventional fuel cell system adopts a method of circulating through separate paths without the process of mixing and separating the cooling water and the air.

보다 상세하게는, 종래의 연료전지 시스템에서 블로워를 통해 유입된 공기는 막가습기를 통해 가습이 되어 연료전지 스택으로 들어가고, 연료전지 스택에서 반응을 마친 출구공기는 막가습기로 들어가 연료전지 스택으로 공급되는 공급(입구)공기를 가습시키게 된다.More specifically, in the conventional fuel cell system, the air introduced through the blower is humidified by the membrane humidifier to enter the fuel cell stack, and the outlet air after the reaction in the fuel cell stack enters the membrane humidifier and is supplied to the fuel cell stack. The supply (inlet) air is humidified.

또한, 리저버내의 냉각수는 펌프의 작동으로 연료전지 스택으로 들어가 연료전지 스택에서 발생하는 열량을 회수하며, 이 열량을 라디에이터를 통과하면서 냉 각되며 냉각수는 리저버로 들어가는 과정을 거치게 된다.In addition, the coolant in the reservoir enters the fuel cell stack by the operation of a pump and recovers the heat generated from the fuel cell stack. The coolant is cooled while passing through the radiator, and the coolant passes through the reservoir.

이러한 종래의 연료전지 시스템에서 공기 및 냉각수의 흐름 시스템은 다음과 같은 문제점이 있었다.In such a conventional fuel cell system, air and cooling water flow systems have the following problems.

(1) 충분한 라디에이터 면적 확보의 어려움(1) Difficulty in securing sufficient radiator area

기존의 연료전지 시스템은 연료전지 스택에서 발생한 폐열을 냉각수가 라디에이터에서 방열을 통해 외부로 방출하게 되는데, 이때의 냉각수 온도가 70∼80℃로 외기 온도에 비해 그리 높지 않기 때문에 스택의 운전 온도까지 냉각수 온도를 낮추기 위한 라디에이터의 면적이 매우 커지게 된다.In the conventional fuel cell system, the waste heat generated from the fuel cell stack is radiated to the outside by radiating heat from the radiator. At this time, the coolant temperature is 70 to 80 ° C, which is not so high compared to the outside temperature. The area of the radiator to reduce the temperature becomes very large.

이러한 문제점은 라디에어터 면적의 확보에 한계가 있는 차량용 연료전지 시스템의 경우 차량 패키지 측면에서 심각한 문제를 야기한다.This problem causes a serious problem in terms of vehicle package in the case of a vehicle fuel cell system which has a limitation in securing a radiator area.

(2) 막가습기에서의 압력 강하(2) pressure drop in membrane humidifier

기존의 연료전지 시스템은 공기 블로워 후단에 막가습기(Gas to Gas 가습기)를 설치하여 공기를 가습하는 방식인데, 이는 공기의 유동 경로가 가습기를 두 번 거치게 됨으로써 높은 압력 강하를 야기한다.The conventional fuel cell system humidifies the air by installing a gas humidifier (Gas to Gas humidifier) at the rear of the air blower, which causes a high pressure drop as the air flow path passes through the humidifier twice.

이에, 공기 블로워의 출력을 증가시켜 연료전지 스택에서 발생한 전력을 소모시키게 되며, 이는 결과적으로 전체 시스템 효율을 저하시킨다. This increases the output of the air blower and consumes the power generated in the fuel cell stack, which in turn lowers the overall system efficiency.

(3) 낮은 가습량(3) low humidification

막가습기(Gas to Gas 가습기)는 두 공기가 막을 사이에 두고 지나갈 때, 농도차로 인해 수증기가 이동하는 원리를 이용한 가습기이므로, 습한 공기의 습도가 가습의 한계로 작용하게 된다.When the gas humidifier (Gas to Gas humidifier) is a humidifier using the principle that the water vapor moves due to the difference in concentration when the two air passes between the membrane, the humidity of the humid air acts as a limit of humidification.

이러한 근본적인 한계는 연료전지가 고출력 조건으로 작동할 때, 연료전지 스택 출구공기의 온도가 높아지면 가습기로 들어가는 습한 공기의 습도가 상대적으로 낮아지게 되어 가습 능력이 떨어지게 된다.This fundamental limitation is that when the fuel cell operates under high power conditions, if the temperature of the fuel cell stack outlet air is high, the humidity of the humid air entering the humidifier is relatively low, thereby decreasing the humidification capacity.

이에, 연료전지 스택으로 들어가는 공기의 습도가 높으면 높을수록 성능이 향상되는 연료전지의 특성을 고려할 때, 연료전지의 효율을 낮추게 되는 결과를 가져온다.As a result, the higher the humidity of the air entering the fuel cell stack, the lower the efficiency of the fuel cell when the characteristics of the fuel cell are improved.

(4) 높은 운전 온도 설정의 어려움(4) difficulty in setting high operating temperature

운전 온도가 높아지면, 같은 습도에서 공기가 포함하고 있는 수증기의 양은 거의 지수적으로 증가하게 된다. As the operating temperature increases, the amount of water vapor contained in the air at the same humidity increases almost exponentially.

즉, 높은 운전 온도를 위해서는 많은 양의 가습이 필요한데, 연료전지 스택 출구공기를 이용한 가습으로는 그 만큼의 가습량을 충당하는데에 한계가 있기 때문에 운전 온도를 자유롭게 올릴 수가 없다.That is, a large amount of humidification is required for the high operating temperature, but the humidification using the fuel cell stack outlet air is limited to cover the amount of humidification, and thus the operating temperature cannot be freely raised.

이에, 연료전지 스택의 운전 온도가 증가할수록 스택 성능이 향상되는 연료전지의 특성에 비추어 볼 때, 연료전지의 효율을 저하시키는 요인이 된다.Thus, in view of the characteristics of the fuel cell that the stack performance is improved as the operating temperature of the fuel cell stack increases, it becomes a factor that lowers the efficiency of the fuel cell.

(5) 운전 온도 제어의 어려움(5) difficulty in controlling the operating temperature

냉각수는 스택에서 발생되는 폐열을 회수해 라디에이터에서 이를 방출하는데, 라디에이터는 보통 최대 출력 조건을 고려하여 설계되기 때문에 저출력 영역에서 운전 온도 제어가 어렵게 된다. Cooling water recovers the waste heat from the stack and releases it from the radiator, which is usually designed for maximum output conditions, making it difficult to control operating temperatures in the low power range.

특히, 시동시 낮은 냉각수의 온도를 높이기 위해서는 스택에서 발생되는 폐열을 외기로 방출하지 말고 냉각수의 온도를 상승시키는 데에 사용해야 하는데, 기 존 시스템으로는 그것이 불가능하다. 이는 저출력 영역에서의 낮은 운전 온도를 야기하며, 결과적으로 연료전지 스택 성능을 저하시킨다.In particular, in order to increase the temperature of low coolant at start-up, the waste heat generated from the stack should be used to raise the coolant temperature without discharging it to the outside, which is not possible with existing systems. This results in low operating temperatures in the low power region, resulting in poor fuel cell stack performance.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 물분사 가습기를 이용한 연료전지 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료전지 스택의 출구공기를 막가습기를 통과시켜 연료전지 스택의 입구공기를 가습하는 기존의 연료전지 시스템과 달리, 연료전지 스택에서 폐열을 회수하여 나온 냉각수를 연료전지 스택의 입구공기에 직접 분사하여 가습하고, 이 가습을 통해 냉각수의 방열까지 함께 도모할 수 있도록 한 물분사 가습기를 이용하여 연료전지 시스템의 냉각수 및 공기에 대한 가습 및 냉각을 제어하기 위한 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above, and relates to a fuel cell system using a water spray humidifier, and more particularly, humidifies the inlet air of a fuel cell stack by passing an outlet air of the fuel cell stack through a membrane humidifier. Unlike conventional fuel cell systems, the water spray humidifier allows the coolant from the waste heat recovered from the fuel cell stack to be injected directly into the inlet air of the fuel cell stack to humidify. It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for controlling the humidification and cooling of the coolant and air of the fuel cell system using.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일구현예는 연료전지 스택의 냉각수 출구와 라디에이터간의 연결라인 및 공기블로워와 연료전지 스택간의 연결라인에 물분사 방식의 가습기를 공유되게 설치하고, 상기 연료전지 스택의 공기 배출구와 리저버간을 공기 방출포트를 갖는 라인으로 연결하여서 된 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 냉각수 및 공기의 제어 장치를 제공한다.One embodiment of the present invention for achieving the above object is installed in the connection line between the coolant outlet and the radiator of the fuel cell stack and the connection line between the air blower and the fuel cell stack to share a water spray type humidifier, the fuel cell It provides a control device for cooling water and air in a fuel cell system, characterized in that between the air outlet of the stack and the reservoir is connected by a line having an air discharge port.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구현예는 연료전지 스택의 냉 각수 출구로부터 배출되어 폐열을 회수한 냉각수가 물분사 방식의 가습기로 들어가는 단계와; 상기 공기블로워에 의하여 물분사 방식의 가습기로 유입공기가 공급되는 단계와; 상기 물분사 방식의 가습기로 들어간 냉각수가 분사되어 상기 공기블로워에 의하여 공급된 공기를 가습시킴에 따라 냉각수의 폐열이 일부 방출되고, 가습된 공기가 연료전지 스택으로 들어가는 단계와; 상기 물분사 방식의 가습기를 통과한 냉각수가 라디에이터로 들어가서 일부의 잔열이 방출된 후, 낮은 온도로 리저버에 유입 저장되는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 냉각수 및 공기의 제어 방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention for achieving the above object is a step of entering the humidifier of the water spray type cooling water discharged from the cooling water outlet of the fuel cell stack to recover the waste heat; Supplying air to the water spray humidifier by the air blower; Cooling water that has entered the humidifier of the water spraying method is injected to humidify the air supplied by the air blower, and the waste heat of the cooling water is partially discharged, and the humidified air enters the fuel cell stack; The cooling water passing through the water spray humidifier enters the radiator, and after the partial heat is discharged, the cooling water and air control method of the fuel cell system, characterized in that the step consisting of the step of storing in the reservoir at low temperature. .

바람직한 구현예로서, 상기 연료전지 스택으로 공급되어 반응을 마치고 나온 공기가 외기로 방출되는 동시에 공기중에 응축된 응축수는 리저버로 보내어져 저장되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the condensed water condensed in the air is discharged to the reservoir at the same time as the air supplied to the fuel cell stack is completed after the reaction is discharged to the outside, characterized in that it further comprises.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 물분사 가습기를 이용하는 연료전지 시스템의 냉각수 및 공기의 제어 장치를 나타내는 구성도이다.1 is a block diagram showing an apparatus for controlling cooling water and air in a fuel cell system using a water spray humidifier according to the present invention.

본 발명은 연료전지 시스템에 포함된 연료전지 스택을 냉각하기 위한 냉각수및 공기의 흐름 방향을 제어하는 동시에 물분사 방식의 가습기를 이용하여 냉각수를 공기에 분사하여 공기 가습이 이루어지도록 한 점에 주안점이 있다.The present invention focuses on controlling the flow direction of the coolant and air for cooling the fuel cell stack included in the fuel cell system, and at the same time, injecting the coolant into the air by using a water spray humidifier. have.

즉, 본 발명은 기존의 막가습기를 통과하는 연료전지 스택의 출구공기를 이용하여 입구(공급)공기를 가습하는 방법에서 탈피하여, 냉각수를 입구공기에 직접 분사하여 가습하고, 이를 통해 냉각수의 방열까지 함께 도모하는 연료전지 시스템을 제공하고자 한 것이다.That is, the present invention escapes from the method of humidifying the inlet (supply) air by using the outlet air of the fuel cell stack passing through the conventional membrane humidifier, by spraying the coolant directly into the inlet air to humidify, thereby dissipating the coolant It is intended to provide a fuel cell system that aims to together.

이를 위해, 본 발명은 상기 연료전지 스택(10)의 냉각수 출구와 라디에이터(12)간의 연결라인 그리고 공기블로워(14)와 연료전지 스택(10)간의 연결라인에 물분사 방식의 가습기(16)를 공유되게 설치한다.To this end, the present invention provides a water spray humidifier 16 in the connection line between the coolant outlet of the fuel cell stack 10 and the radiator 12 and the connection line between the air blower 14 and the fuel cell stack 10. Install shared.

또한, 상기 연료전지 스택(10)의 공기 배출구와 리저버(18)간을 공기 방출포트(20)를 갖는 라인(22)으로 연결한다.In addition, the air outlet of the fuel cell stack 10 and the reservoir 18 are connected to a line 22 having an air discharge port 20.

이러한 구성을 통하여 이루어지는 본 발명의 냉각수 및 공기의 제어 방법을 순서대로 설명하면 다음과 같다.Referring to the control method of the cooling water and air of the present invention made through such a configuration as follows.

먼저, 상기 리저버(18)로부터 펌프(24)의 구동으로 냉각수가 연료전지 스택(10)으로 공급되어 연료전지 스택(10)을 냉각시키게 된다.First, cooling water is supplied to the fuel cell stack 10 by driving the pump 24 from the reservoir 18 to cool the fuel cell stack 10.

이후, 상기 연료전지 스택(10)의 냉각수 출구로부터 폐열을 회수한 냉각수가 배출되어 상기 물분사 방식의 가습기(16)로 들어가게 된다.Thereafter, the cooling water which recovers the waste heat from the cooling water outlet of the fuel cell stack 10 is discharged to enter the water spray humidifier 16.

이때, 상기 공기블로워(14)의 구동에 의하여 외부공기가 상기 물분사 방식의 가습기(16)로 공급되는 바, 이 외부공기는 물분사 방식의 가습기(16)로 들어간 냉각수의 분사로 인해 가습이 이루어지게 된다.At this time, the external air is supplied to the humidifier 16 of the water spray method by driving the air blower 14, and the external air is humidified due to the injection of cooling water into the humidifier 16 of the water spray method. Will be done.

따라서, 상기 물분사 방식의 가습기(16)에 의하여 분사되는 냉각수의 폐열이 일부 방출되고, 가습된 외부공기가 연료전지 스택(10)으로 들어가게 된다.Therefore, the waste heat of the cooling water injected by the water spray humidifier 16 is partially discharged, and the humidified external air enters the fuel cell stack 10.

이어서, 상기 물분사 방식의 가습기(16)를 통과한 냉각수가 라디에이터(12)로 들어가서 일부의 잔열이 방출됨에 따라, 냉각수는 낮은 온도로 냉각된 상태로 리저버(18)로 보내져 저장된다.Subsequently, as the cooling water passing through the water spray humidifier 16 enters the radiator 12 and some residual heat is released, the cooling water is sent to the reservoir 18 in a state of being cooled to a low temperature and stored.

한편, 상기 연료전지 스택(10)으로 공급되어 반응을 마치고 나온 공기가 외기로 방출되는 바, 상기 연료전지 스택(10)의 공기 배출구와 리저버(18)간을 연결하는 라인(22)의 방출포트(20)를 통하여 외부로 방출되고, 동시에 공기중에 응축된 응축수는 라인(22)을 따라 리저버(18)로 보내어져 저장되어진다.Meanwhile, the air supplied to the fuel cell stack 10 and finished with the reaction is discharged to the outside air, and the discharge port of the line 22 connecting the air outlet of the fuel cell stack 10 to the reservoir 18 Condensate discharged to the outside through 20 and condensed in air at the same time is sent to reservoir 18 along line 22 for storage.

즉, 종래과 달리 본 발명에서는 냉각수가 가습으로 인해 소모되므로, 일정 유량을 위해선 외부로부터의 냉각수 공급이 필요한데, 이는 연료전지 스택의 출구 공기에 포함되어 있는 응축수로 보충하게 된다.That is, unlike the prior art in the present invention, since the cooling water is consumed due to the humidification, it is necessary to supply the cooling water from the outside for a certain flow rate, which is supplemented by the condensed water contained in the outlet air of the fuel cell stack.

이와 같이, 본 발명은 냉각수를 이용해 공기를 가습함으로써, 가습과 방열을 동시에 이룬다는 장점이 있고, 그에 따라 종래 기술의 문제점이었던 라디에이터의 공간 확보와 에어 블로워의 출력 손실을 획기적으로 줄일 수 있다.As described above, the present invention has the advantage that the humidification and heat dissipation are achieved at the same time by using the cooling water to cool the air, thereby significantly reducing the space of the radiator and the output loss of the air blower, which were problems of the prior art.

이상에서 비교해 본 바와 같이, 본 발명에 따른 연료전지 시스템의 냉각수 및 공기의 제어 장치 및 방법은 다음과 같은 장점을 제공한다.As compared with the above, the apparatus and method for controlling the cooling water and the air of the fuel cell system according to the present invention provide the following advantages.

1) 라디에이터 면적의 축소 : 본 발명에 따른 연료전지시스템은 냉각수의 냉각을 대부분 냉각수를 가습하는데 발생하는 잠열을 사용함으로써, 라디에이터의 부하를 대폭 감소시킬 수 있고, 이는 차량 설계에서 라디에이터 면적 확보의 어려움을 해소할 수 있게 하고, 고출력의 연료전지를 탑재할 수 있으므로 차량 성능 향상을 꾀할 수 있다.1) Reduction of radiator area: The fuel cell system according to the present invention can significantly reduce the load of the radiator by using latent heat generated in humidifying the cooling water, which is mostly cooling the cooling water, which is difficult to secure the radiator area in the vehicle design. Can be eliminated, and a high output fuel cell can be mounted to improve vehicle performance.

2) 공기블로워의 출력 감소로 인한 효율 향상 : 종래의 기술에서는 공기의 경로가 가습기를 두 번 지나기 때문에 큰 압력 강하를 가져왔던 반면에 본 발명에서는 공기가 물분사 방식 가습기를 한 번만 통과하기 때문에 압력 강하를 현저히 감소시킬 수 있다. 이것은 공기 블로워의 출력 감소를 가져와 전체적인 효율 향상으로 이어진다.2) Improved efficiency due to reduced output of air blower: In the prior art, since the air path passes through the humidifier twice, a large pressure drop is achieved, whereas in the present invention, since the air passes through the water spray type humidifier only once, The drop can be significantly reduced. This leads to a reduction in the output of the air blower, which leads to an improvement in the overall efficiency.

3) 가습량 증가 : 본 발명은 냉각수를 증발시켜 가습을 하기 때문에 출구공기로 가습하는 종래 기술에 비해 가습량을 증가시킬 수 있고, 이는 연료전지의 효율을 향상시켜 전체 시스템의 성능을 향상시킬 수 있게 한다.3) Increase the amount of humidification: The present invention can increase the amount of humidification compared to the prior art of humidifying with the outlet air because the humidification by evaporating the cooling water, which can improve the efficiency of the fuel cell to improve the performance of the entire system .

4) 운전 온도 증가의 용이함 : 본 발명은 가습량을 원하는 만큼 증가시킬 수 있기 때문에 고온에서의 습도 저하로 인한 운전 온도 증가의 한계를 가지지 않는다. 즉, 운전 온도를 시스템 설계자가 원하는 대로 증가시킬 수 있기 때문에 연료전지의 성능 향상을 가져 올 수 있다.4) Ease of Operation Temperature Increase: The present invention does not have a limit of the operation temperature increase due to the humidity decrease at high temperature because the humidification amount can be increased as desired. In other words, the operating temperature can be increased as desired by the system designer, resulting in improved fuel cell performance.

Claims (3)

연료전지 스택을 포함하는 차량용 연료전지 시스템에 있어서,In a vehicle fuel cell system comprising a fuel cell stack, 상기 연료전지 스택의 냉각수 출구와 라디에이터간의 연결라인 및 공기블로워와 연료전지 스택간의 연결라인에 물분사 방식의 가습기를 공유되게 설치하고, 상기 연료전지 스택의 공기 배출구와 리저버간을 공기 방출포트를 갖는 라인으로 연결하여서 된 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 냉각수 및 공기의 제어 장치.A water spray type humidifier is installed in the connection line between the coolant outlet of the fuel cell stack and the radiator and the connection line between the air blower and the fuel cell stack, and has an air discharge port between the air outlet port and the reservoir of the fuel cell stack. Cooling water and air control device of the fuel cell system, characterized in that connected to the line. 연료전지 스택의 냉각수 출구로부터 배출되어 폐열을 회수한 냉각수가 물분사 방식의 가습기로 들어가는 단계와;Entering coolant discharged from the coolant outlet of the fuel cell stack to recover waste heat into the water spray humidifier; 상기 공기블로워에 의하여 물분사 방식의 가습기로 유입공기가 공급되는 단계와;Supplying air to the water spray humidifier by the air blower; 상기 물분사 방식의 가습기로 들어간 냉각수가 분사되어 상기 공기블로워에 의하여 공급된 공기를 가습시킴에 따라 냉각수의 폐열이 일부 방출되고, 가습된 공기가 연료전지 스택으로 들어가는 단계와;Cooling water that has entered the humidifier of the water spraying method is injected to humidify the air supplied by the air blower, and the waste heat of the cooling water is partially discharged, and the humidified air enters the fuel cell stack; 상기 물분사 방식의 가습기를 통과한 냉각수가 라디에이터로 들어가서 일부의 잔열이 방출된 후, 낮은 온도로 리저버에 유입 저장되는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 냉각수 및 공기의 제어 방법.Cooling water passing through the humidifier of the water injection method enters the radiator and after the partial heat is discharged, the control method of the cooling water and air of the fuel cell system, characterized in that the step of storing inflow into the reservoir at a low temperature. 청구항 2에 있어서, 상기 연료전지 스택으로 공급되어 반응을 마치고 나온 공기가 외기로 방출되는 동시에 공기중에 응축된 응축수는 리저버로 보내어져 저장되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 냉각수 및 공기의 제어 방법.The cooling water of the fuel cell system as set forth in claim 2, further comprising: condensed water condensed in the air being sent to the reservoir while the air supplied to the fuel cell stack is completed and the reaction is discharged to the outside air. Control method of air.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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