KR20100121354A - 연료 전지의 열화를 진단하는 방법 및 장치 - Google Patents

연료 전지의 열화를 진단하는 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20100121354A
KR20100121354A KR1020090040464A KR20090040464A KR20100121354A KR 20100121354 A KR20100121354 A KR 20100121354A KR 1020090040464 A KR1020090040464 A KR 1020090040464A KR 20090040464 A KR20090040464 A KR 20090040464A KR 20100121354 A KR20100121354 A KR 20100121354A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
fuel cell
frequency
impedance
current
Prior art date
Application number
KR1020090040464A
Other languages
English (en)
Inventor
오덕진
선희영
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020090040464A priority Critical patent/KR20100121354A/ko
Priority to US12/726,637 priority patent/US20100286939A1/en
Publication of KR20100121354A publication Critical patent/KR20100121354A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04992—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the implementation of mathematical or computational algorithms, e.g. feedback control loops, fuzzy logic, neural networks or artificial intelligence
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/16—Measuring impedance of element or network through which a current is passing from another source, e.g. cable, power line
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3842—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC combining voltage and current measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/389—Measuring internal impedance, internal conductance or related variables
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/392—Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04544—Voltage
    • H01M8/04559—Voltage of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04574—Current
    • H01M8/04589—Current of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04634—Other electric variables, e.g. resistance or impedance
    • H01M8/04649—Other electric variables, e.g. resistance or impedance of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/125—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M3/135—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M3/137—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

연료 전지의 열화를 진단하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 연료 전지로부터 인출되는 파형 형태의 전류의 주파수를 제어함으로써 발생된 연료 전지의 출력 전류의 펄스 성분을 이용하여 연료 전지의 교류 임피던스를 산출하고, 이 교류 임피던스에 기초하여 연료 전지의 열화 상태를 판정한다.

Description

연료 전지의 열화를 진단하는 방법 및 장치{Method and Apparatus for diagnosing deterioration of fuel cell}
본 발명의 적어도 하나의 실시예는 연료 전지의 열화를 진단하는 방법 및 장치와 연료 전지의 열화를 진단하는 장치를 포함하는 연료 전지 시스템에 관한 것이다.
연료 전지(fuel cell)는 수소 등과 같이 지구상에 풍부하게 존재하는 물질로부터 전기 에너지를 발생시키는 친환경적 대체 에너지 기술로서 태양 전지(solar cell) 등과 함께 각광을 받고 있다. 일반적으로, 연료 전지는 단위 전력을 발생시키는 다수의 셀(cell)들이 결합된 스택(stack) 형태로 되어 있으며, 이 셀들 각각은 연료, 예를 들어 수소가 공급되는 양극판(anode plate), 수소로부터 분리된 전자를 통과시키지 않고, 양자만을 통과시키는 양자 교환 막(proton exchange membrane), 및 공기, 즉 산소가 공급되는 음극판(cathode plate)으로 구성된다.
그런데, 이 셀들간의 접촉 저항의 변화, 수소, 산소 등과 같은 가스의 부족, 양자 교환 막의 손상, 셀 내부의 화학 반응을 촉진하기 위한 촉매의 활성 저하 등의 원인으로 인하여 연료 전지의 사용 시간에 증가함에 따라 연료 전지는 열화되게 된다. 연료 전지가 열화된 상태에서 계속해서 연료 전지를 사용할 경우에 연료 전지의 성능이 정상적으로 발현되지 않거나 결국에는 연료 전지가 고장나게 된다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 기존의 연료 전지 시스템에 새로운 부품을 추가하거나 전력 품질에 손상을 주지 않고도 일정한 주파수에서 연료 전지의 교류 임피던스를 측정하여 연료 전지의 열화 정도를 진단할 수 있는 연료 전지의 열화 진단 방법 및 장치를 제공하는데 있다. 또한, 상기된 방법이 기록된 기록매체 및 상기된 장치를 포함하는 연료 전지 시스템을 제공하는데 있다. 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다. 이것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자들이라면 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 전지의 열화 진단 방법은 상기 전지로부터 인출되는 파형 형태의 전류의 주파수를 제어하는 단계, 상기 주파수 제어에 의해 발생된 상기 전지의 출력 전류의 펄스 성분을 이용하여 상기 전지의 교류 임피던스를 산출하는 단계, 및 상기 산출된 교류 임피던스에 기초하여 상기 전지의 열화 상태를 판정하는 단계를 포함한다.
상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예는 상기된 전지 의 열화 진단 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 전지의 열화 진단 장치는 상기 전지로부터 인출되는 파형 형태의 전류의 주파수를 제어하는 주파수 제어부, 상기 주파수 제어에 의해 발생된 상기 전지의 출력 전류의 펄스 성분을 이용하여 상기 전지의 교류 임피던스를 산출하는 임피던스 산출부, 및 상기 산출된 교류 임피던스에 기초하여 상기 전지의 열화 상태를 판정하는 상태 판정부를 포함한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 전지 시스템은 전력을 생성하는 전지, 상기 전지로부터 인출되는 펄스 형태의 전류의 주파수를 제어하고, 상기 주파수 제어에 의해 발생된 상기 전지의 출력 전류의 펄스 성분을 이용하여 상기 전지의 열화 상태를 판정하는 제어부, 및 상기 전지에 의해 생성된 전력으로부터 부하에 공급될 전력을 생성하는 PCS(Power conditioning System)를 포함한다.
상기된 바에 따르면, 연료 전지로부터 인출되는 파형 형태의 전류의 주파수를 제어하는 것에 의해 발생된 연료 전지의 출력 전류의 펄스 성분을 이용하여 연료 전지의 교류 임피던스를 산출함으로써 연료 전지 시스템에 새로운 부품을 추가하거나, 전력의 품질에 손상을 주지 않고도 일정한 주파수에서 연료 전지의 교류 임피던스를 측정할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 연료 전지 시스템은 연료 전지(fuel cell)(110), 전류 측정기(111), 전압 측정기(112), BOP(Balance Of Plant)(120), AC/DC 컨버터(130), PCS(Power conditioning System)(140), DC/DC 컨버터(150), 및 제어부(160)로 구성된다. 연료 전지(110)는 연료가 가지고 있는 화학 에너지를 전기 화학적 반응(electrochemical reaction)을 이용하여 직접 전기 에너지로 변환함으로써 DC(Direct Current) 전력을 생성하는 발전 장치이다. 이와 같은 연료 전지의 예로는 고체 산화물 연료 전지(SOFC, Solid Oxide Fuel Cell), 고분자 전해질 연료 전지(PEMFC, Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell), 직접 메탄올 연료 전지(DMFC, Direct Methanol Fuel Cell) 등을 들 수 있다.
특히, 연료 전지는 단위 전력을 발생시키는 다수의 셀(cell)들이 결합된 스택(stack) 형태로 되어 있다. 이러한 셀들은 보다 높은 전압을 얻기 위하여 직렬로 연결되어 있거나, 보다 높은 전류를 얻기 위하여 병렬로 연결되어 있다. 따라서, 연료 전지로부터 출력되는 전류 및 전압은 보다 엄밀하게는 연료 전지의 스택으로부터 출력되는 전류 및 전압을 의미한다. 다만, 이하에서는 연료 전지의 스택으로부터 출력되는 전류 및 전압을 간단하게 연료 전지로부터 출력되는 전류 및 전압으로 기재하기로 한다. 또한, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기된 연료 전지 대신에 DC 전력을 생성하는 유사한 형태의 전지가 적용될 수 있음을 이해할 수 있다.
BOP(120)는 제어부(160)의 제어에 따라 연료 전지(110)를 작동시키기 위한 주변 기기들로서, 연료 전지(110)에 연료, 예를 들어 수소를 공급하는 펌프, 이 연료를 산화시키기 위한 산화제, 예를 들어 공기, 산소 등을 공급하는 펌프, 냉각수(coolant)를 공급하는 펌프 등으로 구성된다. DC/DC 컨버터(150)가 작동되기 전이라면, BOP(120)는 파워 그리드(power grid)(142)를 통하여 외부로부터 공급된 전력을 이용하여 구동된다. 아니면, 도 1에 도시된 연료 전지 시스템 내부의 별도의 배터리, 대용량 커패시터 등(미 도시)으로부터 공급된 전력을 이용하여 구동될 수도 있다. 전자는 다수의 연료 전지, 태양 전지 등으로부터의 전력을 파워 그리드를 통하여 수집하여 부하에 공급하는 분산 발전 시스템(distributed generation system)에 주로 사용되고, 후자는 하나의 연료 전지로부터의 전력을 부하에 공급하는 독립형 시스템(stand-alone system)에 주로 사용된다. DC/DC 컨버터(150)가 작동된 후라면, BOP(120)는 DC/DC 컨버터(150)로부터 공급된 전력을 이용하여 구동된다.
AC/DC 컨버터(130)는 제어부(160)의 제어에 따라 파워 그리드(142)를 통하여 외부로부터 수집된 AC 전력을 BOP(120)에 공급될 DC 전력으로 변환한다. PCS(140)는 제어부(160)의 제어에 따라 연료 전지(110)에 의해 생성된 DC 전력으로부터 부하(141)에 공급될 AC(Alternating Current) 전력을 생성한다. 보다 상세하게 설명하면, PCS(140)는 연료 전지(21)의 출력 전압을 부하(141)에서 요구하는 전압으로 변경하는 DC/DC 컨버터와 DC 전력을 AC 전력으로 변환하는 인버터(inverter)로 구 성된다. DC/DC 컨버터(150)는 제어부(160)의 제어에 따라 연료 전지(110)의 출력 전압을 BOP(120)에 공급될 전압으로 변경한다. 특히, 본 실시예에서의 DC/DC 컨버터(150)는 특정 주파수 영역에서 연료 전지(110)의 열화를 진단하기 위하여 연료 전지(110)로부터 제어부(160)로부터 입력된 주파수에 따른 펄스 형태로 전류를 인출하고, 이 전류의 전압을 BOP(120)에 공급될 전압으로 변경한다.
도 2는 도 1에 도시된 DC/DC 컨버터(150)의 일례를 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 도 1에 도시된 DC/DC 컨버터(150)는 스위치(201), 다이오드(202), 인덕터(203), 및 커패시터(204)로 구성된다. 특히, 도 1에 도시된 DC/DC 컨버터(150)는 입력 전압을 하강시키는 일종의 벅 컨버터(buck converter)로서 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 주지된 사항이므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 도 2에 도시된 벅 컨버터 이외에 부스트 컨버터(boost converter) 등과 같은 다른 형태의 DC/DC 컨버터도 적용될 수 있음을 이해할 수 있다.
이상적인 벅 컨버터의 입력 전압 대 출력 전압의 비, 즉 Vo/Vi = D이다. D는 스위치(201)가 온/오프(on/off) 되는 전체 기간에 대한 스위치(201)가 온 되는 기간의 비율(fraction)을 의미하며 일반적으로 듀티 사이클(duty cycle)로 호칭된다. 즉, 스위치(201)가 항상 오프인 상태에서는 D는 0이 되고, 항상 온인 상태에서는 D는 1이 된다. 그 밖의 상태에서는 D는 0과 1사이에 존재하게 된다. DC/DC 컨버터(150)의 스위치(201)로는 일반적으로 고속 스위칭이 가능한 FET(Field Effect Transistor)가 사용된다. 제어부(160)로부터 DC/DC 컨버터(150)의 스위치(201)로 어떤 제어 신호도 입력되지 않으면 스위치(201)는 오프 상태가 되고, 펄스 형태의 제어 신호가 입력되면 스위치(201)는 그 제어 신호에 따른 온/오프를 반복하게 된다.
제어부(160)는 연료 전지(110)의 전력 생산을 제어하기 위해, BOP(120), AC/DC 컨버터(130), DC/DC 컨버터(150), 및 PCS(140)의 작동을 제어한다. 특히, 본 실시예에서의 제어부(160)는 DC/DC 컨버터(150)에 의해 연료 전지(110)로부터 인출되는 펄스 형태의 전류의 주파수를 제어하고, 이와 같은 주파수 제어에 의해 발생된 연료 전지(110)의 출력 전류의 펄스 성분을 이용하여 연료 전지(110)의 열화 상태를 판정한다. 보다 상세하게 설명하면, 제어부(160)는 DC/DC 컨버터(150)에 의해 연료 전지(110)로부터 제어부(160)에 의해 제어되는 주파수를 갖는 펄스 형태의 전류 iDC가 인출될 수 있도록 하기 위하여 DC/DC 컨버터(150)의 스위치(201)의 스위칭을 펄스 주파수 변조(PFM, Pulse Frequency Modulation) 방식으로 제어한다. 즉, 제어부(160)는 DC/DC 컨버터(150)의 스위치(201)의 스위칭 주파수를 제어함으로써 DC/DC 컨버터(150)를 작동시킨다. 일반적으로, 제어부(160)로부터 DC/DC 컨버터(150)의 스위치(201)로 고 주파수를 갖는 펄스 형태의 제어 신호가 입력되면 DC/DC 컨버터(150)의 스위치(201)의 듀티 사이클은 증가하게 되고, 그 결과 DC/DC 컨버터(150)는 높은 전압을 출력한다. 제어부(160)로부터 DC/DC 컨버터(150)의 스위치(201)로 저 주파수를 갖는 펄스 형태의 제어 신호가 입력되면 DC/DC 컨버터(150)의 스위치(201)의 듀티 사이클은 감소하게 되고, 그 결과 DC/DC 컨버 터(150)는 낮은 전압을 출력한다. 다만, 이것은 제어부(160)로부터 출력되는 제어 신호의 주파수와 무관하게 하이 구간이 일정하다는 것을 전제로 한다. 본 실시예에서는 고 주파수인 경우에는 펄스의 하이 구간을 감소시키고, 저 주파수인 경우에는 펄스의 하이 구간을 증가시킴으로써 DC/DC 컨버터(150)의 스위치(201)의 듀티 사이클을 일정하게 할 수 있다. 이에 따라, DC/DC 컨버터(150)의 스위치(201)의 스위칭 주파수가 변화되더라도 DC/DC 컨버터(150)의 출력 전압이 일정하게 된다.
한편, 제어부(160)는 PCS(140)에 의해 연료 전지(110)로부터 직류 형태의 전류 ipcs가 인출될 수 있도록 하기 위하여 PCS(140) 내부의 DC/DC 컨버터의 스위치의 스위칭을 펄스 폭 변조(PWM, Pulse Width Modulation) 방식으로 제어한다. 즉, 제어부(160)는 PCS(140) 내부의 DC/DC 컨버터의 스위치의 스위칭 온 또는 오프의 폭을 제어함으로써 DC/DC 컨버터(150)를 작동시킨다. 일반적으로, 제어부(160)로부터 DC/DC 컨버터(150)의 스위치(201)로 하이 구간(high period)이 로우 구간(low period)보다 넓은 펄스 형태의 제어 신호가 입력되면 DC/DC 컨버터(150)의 스위치(201)의 듀티 사이클은 증가하게 되고, 그 결과 DC/DC 컨버터(150)는 높은 전압을 출력한다. 제어부(160)로부터 DC/DC 컨버터(150)의 스위치(201)로 로우 구간이 하이 구간보다 넓은 펄스 형태의 제어 신호가 입력되면 DC/DC 컨버터(150)의 스위치(201)의 듀티 사이클은 감소하게 되고, 그 결과 DC/DC 컨버터(150)는 낮은 전압을 출력한다.
도 1을 참조하면, 제어부(160)는 주파수 제어부(161), 임피던스 산출 부(162), 메모리(163), 상태 판정부(164), 및 시스템 제어부(165)로 구성된다. 주파수 제어부(161)는 DC/DC 컨버터(150)의 스위치(201)의 스위칭 주파수를 제어함으로써 연료 전지(110)로부터 인출되는 펄스 형태의 전류의 주파수를 제어한다. 주파수 제어부(161)로부터 입력된 펄스 형태의 제어 신호에 따라, DC/DC 컨버터(150)의 스위치(201)가 개방된 경우에는 연료 전지(110)로부터 DC/DC 컨버터(150) 측으로 전류가 인출되고, 스위치(201)가 폐쇄된 경우에는 DC/DC 컨버터(150) 측으로 전류가 인출되지 않는다. 그 결과, 연료 전지(110)와 DC/DC 컨버터(150)의 연결 선로에는 간헐적인 전류의 흐름이 발생하게 된다. 이와 같이 발생된 간헐적인 전류의 흐름은 사각파 형태의 교류와 유사한 펄스이다.
임피던스 산출부(162)는 주파수 제어부(161)의 주파수 제어에 의해 발생된 연료 전지(110)의 출력 전류의 펄스 성분을 이용하여 연료 전지(110)의 교류 임피던스(AC impedance)를 산출한다. 보다 상세하게 설명하면, 임피던스 산출부(162)는 전류 측정기(111)에 의해 측정된 전류 값과 전압 측정기(112)에 의해 측정된 전압 값을 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)함으로써 이 전류 값 및 전압 값으로부터 일종의 주파수 성분인 펄스 성분을 추출하고, 이와 같이 추출된 펄스 성분을 이용하여 연료 전지(110)의 교류 임피던스(AC impedance)를 산출한다. 여기에서, 교류 임피던스는 복소 임피던스로 호칭되기도 한다.
상태 판정부(164)는 임피던스 산출부(162)에 의해 산출된 연료 전지(110)의 교류 임피던스에 기초하여 연료 전지(110)의 열화 상태를 판정한다. 시스템 제어부(165)는 상태 판정부(164)에 의해 판정된 연료 전지(110)의 열화 상태에 따라 BOP(120), AC/DC 컨버터(130), DC/DC 컨버터(150), 및 PCS(140)의 작동을 제어한다. 상기된 바에 같이, 연료 전지로부터 인출되는 파형 형태의 전류의 주파수를 제어하는 것에 의해 발생된 연료 전지의 출력 전류의 펄스 성분을 이용하여 연료 전지의 교류 임피던스를 산출함으로써 연료 전지 시스템에 연료 전지의 교류 임피던스 산출을 위한 새로운 부품을 추가하거나, 연료 전지 시스템의 출력 전력의 품질에 손상을 주지 않고도 연료 전지의 교류 임피던스를 측정할 수 있다. 또한, 연료 전지의 열화 판정이 용이한 일정한 주파수에서 연료 전지의 교류 임피던스를 산출함으로써 연료 전지의 열화 판정의 정확성을 높일 수 있다. 이하에서는 도 3을 참조하면서 제어부(160)의 상세 동작을 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 전지의 열화를 진단하는 방법의 흐름도이다. 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 연료 전지의 열화를 진단하는 방법은 도 1에 도시된 제어부(160)에서 시계열적으로 처리되는 다음과 같은 단계들로 구성된다. 따라서, 이하 생략된 내용이라 하더라도 도 1에 도시된 연료 전지 시스템에 관하여 이상에서 기술된 내용은 본 실시예에 따른 연료 전지의 열화를 진단하는 방법에도 적용된다.
301 단계에서 시스템 제어부(165)는 AC/DC 컨버터(130)를 작동시킨다. 이에 따라, AC/DC 컨버터(130)는 파워 그리드(142)를 통하여 외부로부터 수집된 AC 전력을 BOP(120)에 공급될 DC 전력으로 변환한다. 302 단계에서 시스템 제어부(165)는 BOP(120)를 작동시킨다. 이에 따라, BOP(120)는 AC/DC 컨버터(130)로부터 출력된 DC 전력을 이용하여 연료 전지(110)를 작동시키고, 연료 전지(110)는 DC 전력을 생 성한다.
303 단계에서 주파수 제어부(161)는 DC/DC 컨버터(150)를 작동시킨다. 특히, 주파수 제어부(161)는 DC/DC 컨버터(150)의 스위치(201)의 스위칭 주파수를 제어함으로써 연료 전지(110)로부터 인출되는 펄스 형태의 전류의 주파수를 제어한다. 이에 따라, DC/DC 컨버터(150)는 연료 전지(110)로부터 제어부(160)에 의해 제어되는 주파수에 따른 펄스 형태로 전류를 인출하고, 이 전류의 전압을 BOP(120)에 공급될 전압으로 변경한다. 특히, 주파수 제어부(161)는 특정 주파수 영역에서 DC/DC 컨버터(150)의 스위치(201)의 스위칭 주파수를 변화시킨다. 여기에서, 특정 주파수 영역은 본 실시예에 사용된 연료 전지(110)의 열화 상태를 가장 잘 나타낼 수 있는 주파수 영역을 의미한다. 이 주파수 영역은 연료 전지(110) 자체의 특성, 연료 전지(110)의 주변 장치의 특성 등에 따라 조정될 수 있다.
304 단계에서 임피던스 산출부(162)는 특정 주파수 영역에서 전류 측정기(111)에 의해 측정된 전류 값과 전압 측정기(111)에 의해 측정된 전압 값을 메모리(163)에 기록한다. 보다 상세하게 설명하면, 임피던스 산출부(162)는 특정 주파수 영역에서 특정 주파수마다 전류 측정기(111) 및 전압 측정기(111)로부터 전류 값 및 전압 값을 읽어 내고, 이와 같이 읽어낸 전류 값 및 전압 값을 메모리(163)에 기록한다. 여기에서, 특정 주파수는 연료 전지(110)의 열화 상태의 판정 방법에 따라 하나의 특정 주파수가 될 수도 있고, 여러 개의 특정 주파수들이 될 수도 있고, 일정 간격의 주파수들이 될 수도 있다. 305 단계에서 임피던스 산출부(162)는 304 단계에서 메모리(163)에 기록된 전류 값과 전압 값을 이용하여 연료 전지(110) 의 교류 임피던스를 산출하고, 이와 같이 산출된 교류 임피던스를 메모리(163)에 기록한다.
306 단계에서 상태 판정부(164)는 305 단계에서 메모리(163)에 기록된 연료 전지(110)의 교류 임피던스와 무 부하 운전에서의 연료 전지(110)의 열화 판정을 위한 임계값 Z1을 비교한다. 예를 들어, 상태 판정부(164)는 하나의 특정 주파수에 대응하는 연료 전지(110)의 교류 임피던스의 절대 값 또는 실수 성분과 상기된 임계값 Z1을 비교할 수 있다. 아니면, 상태 판정부(164)는 여러 개의 특정 주파수들 각각에 대응하는 연료 전지(110)의 교류 임피던스들의 절대 값 또는 실수 성분의 조합 값과 상기된 임계값 Z1을 비교할 수도 있다. 아니면, 상태 판정부(164)는 일정 간격의 주파수들에 대응하는 연료 전지(110)의 교류 임피던스들의 실수 성분과 허수 성분 사이의 관계를 나타내는 주파수 특성 곡선 상에서 주파수 스윕(frequency sweep)을 통해 허수 성분이 0이 되는 주파수를 결정하고, 이 주파수에서의 실수 성분과 상기된 임계값 Z1을 비교할 수도 있다.
본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기된 연료 전지(110)의 열화 상태의 판정 방법 이외에 다른 방법이 적용될 수 있음을 이해할 수 있으며, 이하에서도 마찬가지이다. 이와 같이 비교된 결과, 연료 전지(110)의 교류 임피던스가 임계값보다 작으면 연료 전지(110)가 열화되지 않은 것으로 판정하고, 307 단계로 진행한다. 그렇지 않으면 연료 전지(110)가 열화된 것으로 판정하고, 312 단계로 진행한다. 연료 전지(110)의 교류 임피던스가 비정상적으로 크다는 것은 이 연료 전지(110)가 열화되었음을 나타낸다. 상기된 바와 같이, 부하에 공급될 전력을 생성하는 PCS(140)의 작동 전에 무 부하 상태에서 연료 전지(110)의 열화 상태를 판단함으로써 연료 전지(110)의 열화 상태를 보다 정확하게 측정할 수 있다.
307 단계에서 시스템 제어부(165)는 PCS(140)를 작동시킴으로써 연료 전지(110)의 정상 운전을 수행한다. 이에 따라, PCS(140)는 연료 전지(110)에 의해 생성된 DC 전력으로부터 부하(141)에 공급될 AC 전력을 생성한다. 이 정상 운전에 의해 도 1에 도시된 연료 전지 시스템으로부터 부하(141)에 전력이 공급되게 된다.
308 단계에서 임피던스 산출부(162)는 304 단계와 마찬가지로 특정 주파수 영역에서 전류 측정기(111)에 의해 측정된 전류 값과 전압 측정기(111)에 의해 측정된 전압 값을 메모리(163)에 기록한다. 309 단계에서 임피던스 산출부(162)는 305 단계와 마찬가지로 308 단계에서 메모리(163)에 기록된 전류 값과 전압 값을 이용하여 연료 전지(110)의 교류 임피던스를 산출하고, 이와 같이 산출된 교류 임피던스를 메모리(163)에 기록한다. 특히, 308 단계 및 309 단계는 일정 시간 동안 소정의 샘플링 간격으로 반복된다. 보다 정밀한 연료 전지(110)의 열화 상태 판정을 위하여 샘플링 간격을 좁게 함으로써 제어부(160)는 연료 전지(110)의 교류 임피던스를 거의 연속적으로 측정할 수도 있고, 연료 전지(110)의 열화 상태 판정을 위한 계산량을 줄이기 위하여 샘플링 간격을 넓게 함으로써 제어부(160)는 연료 전지(110)의 교류 임피던스를 주기적으로 측정할 수도 있다. 제어부(160)의 하드웨어 성능 등을 고려하여 적당한 샘플링 간격이 선택되어야 할 것이다.
310 단계에서 상태 판정부(164)는 309 단계에서 일정 시간 동안 산출된 연료 전지(110)의 교류 임피던스의 변화량과 임의의 부하 운전에서의 연료 전지(110)의 열화 판정을 위한 임계값 Z2를 비교한다. 여기에서, 임의의 부하 운전은 사용자에 의해 임의로 설정된 부하에서의 연료 전지(110)의 운전을 의미한다. 이와 같이 비교된 결과, 연료 전지(110)의 교류 임피던스의 변화량이 상기된 임계값 Z2보다 작으면 연료 전지(110)가 열화된 것으로 판정하고, 311 단계로 진행한다. 그렇지 않으면 연료 전지(110)가 열화되지 않은 것으로 판정하고, 312 단계로 진행한다. 연료 전지(110)의 교류 임피던스의 변화량이 비정상적으로 크다는 것은 이 연료 전지(110)가 열화되었음을 나타낸다.
311 단계에서 시스템 제어부(165)는 사용자로부터 연료 전지(110)의 작동 정지를 나타내는 명령을 입력받았는지 여부를 확인한다. 그 결과, 사용자로부터 연료 전지(110)의 작동 정지를 나타내는 명령을 입력받았으면 312 단계로 진행하고, 그렇지 않으면 307 단계로 돌아간다. 312 단계에서 시스템 제어부(165)는 연료 전지(110)의 작동을 정지시킨다. 제어부(160)는 BOP(120)의 연료, 공기 등의 공급을 차단하거나 DC/DC 컨버터(150)의 전력 공급을 차단하여 BOP(120)의 작동을 정지시킴으로써 연료 전지(110)의 작동을 정지시킬 수 있다. 이와 같이, 연료 전지(110)의 열화 상태의 판정 결과에 따라 연료 전(110)지의 작동을 정지시킴으로써 연료 전지(110)를 보호할 있다. 이에 따라, 연료 전지(110)의 고장이 방지되거나 그 수명이 연장될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 연료 전지 시스템은 연료 전지(410), 전류 측정 기(411), 전압 측정기(412), BOP(420), AC/DC 컨버터(430), PCS(440), DC/DC 컨버터(450), 제어부(460), 스위치(471), 히터(heater)(472), 및 가변 저항(473)으로 구성된다. 도 4에 도시된 연료 전지 시스템은 도 1에 도시된 연료 전지 시스템에 스위치(471), 히터(472), 및 가변 저항(473)이 추가된 구성을 갖고 있다. 이하에서는 도 4에 도시된 연료 전지 시스템과 도 1에 도시된 연료 전지 시스템의 차이점을 중심으로 하여 도 4에 도시된 연료 전지 시스템을 설명하도록 하겠습니다. 따라서, 이하에서 명시적으로 언급된 사항을 제외하고, 도 1에 도시된 연료 전지 시스템에 관한 설명은 도 4에 도시된 연료 전지 시스템에도 그대로 적용된다.
DC/DC 컨버터(450)는 도 1에 도시된 DC/DC 컨버터(150)와는 달리, 연료 전지(410)로부터 직류 형태로 전류를 인출하고, 이 전류의 전압을 BOP(420)에 공급될 전압으로 변경한다. 제어부(460)는 DC/DC 컨버터(450)에 의해 연료 전지(410)로부터 직류 형태의 전류 iDC가 인출될 수 있도록 하기 위하여 PCS(440)와 마찬가지로 DC/DC 컨버터(450)의 스위치의 스위칭을 펄스 폭 변조 방식으로 제어한다. DC/DC 컨버터(450)의 스위치는 도 2에 도시된 스위치(201) 등으로 구현될 수 있다.
히터(472)는 제어부(460)의 제어에 따라 연료 전지(410)로부터 인출된 전력으로부터 열을 생산한다. 히터(472)에 의해 생산된 열은 도 4에 도시된 연료 전지 시스템이 설치된 주택의 난방 등에 사용된다. 특히, 본 실시예에서의 히터(472)는 특정 주파수 영역에서 연료 전지(410)의 열화를 진단하기 위하여 연료 전지(410)로부터 제어부(460)로부터 입력된 주파수에 따른 펄스 형태로 전류를 인출하고, 이 전류를 이용하여 열을 생산한다.
제어부(460)는 히터(472)의 열 생산을 제어하기 위해, 히터(472)에 연결된 스위치(471)의 작동을 제어한다. 보다 상세하게 설명하면, 제어부(460)는 히터(472)에 의해 연료 전지(410)로부터 제어부(460)에 의해 제어되는 주파수를 갖는 펄스 형태의 전류 iHT가 인출될 수 있도록 하기 위하여 히터(472)의 스위치(201)의 스위칭을 펄스 주파수 변조 방식으로 제어한다. 즉, 제어부(460)는 히터(472)에 연결된 스위치(471)의 스위칭 주파수를 제어함으로써 히터(472)를 작동시킨다. 일반적으로, 제어부(460)로부터 히터(472)에 연결된 스위치(471)로 고 주파수를 갖는 펄스 형태의 제어 신호가 입력되면 스위치(471)의 듀티 사이클은 증가하게 되고, 그 결과 히터(472)는 높은 온도의 열을 생산한다. 제어부(460)로부터 히터(472)에 연결된 스위치(471)로 저 주파수를 갖는 펄스 형태의 제어 신호가 입력되면 스위치(471)의 듀티 사이클은 감소하게 되고, 그 결과 히터(472)는 낮은 온도의 열을 생산한다. 다만, 이것은 제어부(460)로부터 출력되는 제어 신호의 주파수와 무관하게 하이 구간이 일정하다는 것을 전제로 한다. 본 실시예에서는 고 주파수인 경우에는 펄스의 하이 구간을 감소시키고, 저 주파수인 경우에는 펄스의 하이 구간을 증가시킴으로써 히터(472)에 연결된 스위치(471)의 듀티 사이클을 일정하게 할 수 있다. 이에 따라, 히터(472)에 연결된 스위치(471)의 스위칭 주파수가 변화되더라도 히터(472)에 의해 생산된 열의 온도는 일정하게 된다.
도 4를 참조하면, 제어부(460)는 도 1에 도시된 연료 전지 시스템과 마찬가 지로, 주파수 제어부(461), 임피던스 산출부(462), 메모리(463), 상태 판정부(464), 및 시스템 제어부(465)로 구성된다. 주파수 제어부(461)는 히터(472)에 연결된 스위치(471)의 스위칭 주파수를 제어함으로써 연료 전지(410)로부터 인출되는 펄스 형태의 전류의 주파수를 제어한다. 이하에서는 도 5를 참조하면서 제어부(460)의 상세 동작을 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료 전지의 열화를 진단하는 방법의 흐름도이다. 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 연료 전지의 열화를 진단하는 방법은 도 4에 도시된 제어부(460)에서 시계열적으로 처리되는 다음과 같은 단계들로 구성된다. 따라서, 이하 생략된 내용이라 하더라도 도 4에 도시된 연료 전지 시스템에 관하여 이상에서 기술된 내용은 본 실시예에 따른 연료 전지의 열화를 진단하는 방법에도 적용된다.
501 단계에서 시스템 제어부(460)는 AC/DC 컨버터(430)를 작동시킨다. 이에 따라, AC/DC 컨버터(430)는 파워 그리드(442)를 통하여 외부로부터 수집된 AC 전력을 BOP(420)에 공급될 DC 전력으로 변환한다. 502 단계에서 시스템 제어부(460)는 BOP(420)를 작동시킨다. 이에 따라, BOP(420)는 AC/DC 컨버터(430)로부터 출력된 DC 전력을 이용하여 연료 전지(410)를 작동시키고, 연료 전지(410)는 DC 전력을 생성한다.
503 단계에서 주파수 제어부(460)는 히터(472)를 작동시킨다. 특히, 주파수 제어부(460)는 히터(472)에 연결된 스위치(471)의 스위칭 주파수를 제어함으로써 연료 전지(410)로부터 인출되는 펄스 형태의 전류의 주파수를 제어한다. 이에 따 라, 히터(472)는 연료 전지(410)로부터 주파수 제어부(460)에 의해 제어되는 주파수에 따른 펄스 형태로 전류를 인출하고, 이 전류를 이용하여 열을 생산한다. 특히, 주파수 제어부(460)는 특정 주파수 영역에서 히터(472)에 연결된 스위치(471)의 스위칭 주파수를 변화시킨다. 여기에서, 특정 주파수 영역은 본 실시예에 사용된 연료 전지(410)의 열화 상태를 가장 잘 나타낼 수 있는 주파수 영역을 의미한다. 이 주파수 영역은 연료 전지(410) 자체의 특성, 연료 전지(410)의 주변 장치의 특성 등에 따라 조정될 수 있다.
504 단계에서 임피던스 산출부(462)는 특정 주파수 영역에서 전류 측정기(411)에 의해 측정된 전류 값과 전압 측정기(412)에 의해 측정된 전압 값을 메모리(463)에 기록한다. 보다 상세하게 설명하면, 임피던스 산출부(462)는 특정 주파수 영역에서 특정 주파수마다 전류 측정기(411) 및 전압 측정기(412)로부터 전류 값 및 전압 값을 읽어 내고, 이와 같이 읽어낸 전류 값 및 전압 값을 메모리(463)에 기록한다. 여기에서, 특정 주파수는 연료 전지(410)의 열화 상태의 판정 방법에 따라 하나의 특정 주파수가 될 수도 있고, 여러 개의 특정 주파수들이 될 수도 있고, 일정 간격의 주파수들이 될 수도 있다. 505 단계에서 임피던스 산출부(462)는 504 단계에서 메모리(463)에 기록된 전류 값과 전압 값을 이용하여 연료 전지(410)의 교류 임피던스를 산출하고, 이와 같이 산출된 교류 임피던스를 메모리(463)에 기록한다.
506 단계에서 상태 판정부(464)는 505 단계에서 메모리(463)에 기록된 연료 전지(410)의 교류 임피던스와 일정 부하 운전에서의 연료 전지(410)의 열화 판정을 위한 임계값 Z3을 비교한다. 여기에서, 일정 부하 운전은 사용자 또는 전문가에 의해 설정된 일정한 부하에서의 연료 전지(410)의 운전을 의미한다. 특히, 본 실시예에서는 사용자 또는 전문가가 원하는 부하 값을 정확히 맞추기 위하여 히터(472)에 가변 저항(473)이 추가적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 사용자 또는 전문가는 원하는 부하 값에 도달할 때까지 히터(472)에 가변 저항(473)의 값을 조정할 수 있다. 상태 판정부(464)에 의한 교류 임피던스와 상기된 임계값 Z3의 비교 예들은 도 3에 도시된 306 단계와 동일하므로 여기에서는 이에 대한 설명을 생략하기로 한다. 이와 같이 비교된 결과, 연료 전지(410)의 교류 임피던스가 임계값보다 작으면 연료 전지(410)가 열화되지 않은 것으로 판정하고, 507 단계로 진행한다. 그렇지 않으면 연료 전지(410)가 열화된 것으로 판정하고, 513 단계로 진행한다. 상기된 바와 같이, 부하에 공급될 전력을 생성하는 PCS(140)의 작동 전에 연료 전지(110)의 열화 판정이 용이한 일정 부하 상태에서 연료 전지(110)의 열화 상태를 판단함으로써 연료 전지(110)의 열화 상태를 보다 정확하게 측정할 수 있다.
507 단계에서 시스템 제어부(460)는 DC/DC 컨버터 및 PCS(440)를 작동시킴으로써 연료 전지(410)의 정상 운전을 수행한다. 이에 따라, DC/DC 컨버터는 연료 전지(410)의 출력 전압을 BOP(420)에 공급될 전압으로 변경하고, PCS(440)는 연료 전지(410)에 의해 생성된 DC 전력으로부터 부하(441)에 공급될 AC 전력을 생성한다. 이 정상 운전에 의해 도 1에 도시된 연료 전지 시스템으로부터 부하(441)에 전력이 공급되게 된다. 508 단계에서 시스템 제어부(460)는 사용자로부터 연료 전지(410)의 열화 진단을 요청하는 명령을 입력받았는지 여부를 확인한다. 그 결과, 사용자 로부터 연료 전지(410)의 열화 진단을 요청하는 명령을 입력받았으면 509 단계로 진행하고, 그렇지 않으면 512 단계로 돌아간다.
509 단계에서 임피던스 산출부(462)는 504 단계와 마찬가지로 특정 주파수 영역에서 전류 측정기(411)에 의해 측정된 전류 값과 전압 측정기(412)에 의해 측정된 전압 값을 메모리(463)에 기록한다. 510 단계에서 임피던스 산출부(462)는 505 단계와 마찬가지로 509 단계에서 메모리(463)에 기록된 전류 값과 전압 값을 이용하여 연료 전지(410)의 교류 임피던스를 산출하고, 이와 같이 산출된 교류 임피던스를 메모리(463)에 기록한다. 특히, 509 단계 및 510 단계는 일정 시간 동안 소정의 샘플링 간격으로 반복된다. 여기에서의 샘플링 간격 설정은 도 3에 도시된 309 단계 및 319 단계와 동일하므로 여기에서는 이에 대한 설명을 생략하기로 한다.
511 단계에서 상태 판정부(464)는 510 단계에서 일정 시간 동안 산출된 연료 전지(410)의 교류 임피던스의 변화량과 임의의 부하 운전에서의 연료 전지(410)의 열화 판정을 위한 임계값 Z4를 비교한다. 여기에서, 임의의 부하 운전은 사용자에 의해 임의로 설정된 부하에서의 연료 전지(410)의 운전을 의미한다. 이와 같이 비교된 결과, 연료 전지(410)의 교류 임피던스의 변화량이 상기된 임계값 Z4보다 작으면 연료 전지(410)가 열화되지 않은 것으로 판정하고, 512 단계로 진행한다. 그렇지 않으면 연료 전지(410)가 열화된 것으로 판정하고, 513 단계로 진행한다.
512 단계에서 시스템 제어부(460)는 사용자로부터 연료 전지(410)의 작동 정지를 나타내는 명령을 입력받았는지 여부를 확인한다. 그 결과, 사용자로부터 연료 전지(410)의 작동 정지를 나타내는 명령을 입력받았으면 513 단계로 진행하고, 그렇지 않으면 507 단계로 돌아간다. 513 단계에서 시스템 제어부(460)는 연료 전지(410)의 작동을 정지시킨다. 제어부(460)는 BOP(420)의 연료, 공기 등의 공급을 차단하거나 DC/DC 컨버터(450)의 전력 공급을 차단하여 BOP(420)의 작동을 정지시킴으로써 연료 전지(410)의 작동을 정지시킬 수 있다.
상기된 실시예들에 따르면, 연료 전지로부터 인출되는 파형 형태의 전류의 주파수를 제어하는 것에 의해 발생된 연료 전지의 출력 전류의 펄스 성분을 이용하여 연료 전지의 교류 임피던스를 산출함으로써 연료 전지 시스템에 연료 전지의 교류 임피던스 산출을 위한 새로운 부품을 추가하거나, 연료 전지 시스템의 출력 전력의 품질에 손상을 주지 않고도 일정한 주파수에서 연료 전지의 교류 임피던스를 측정할 수 있다.
또한, 부하에 공급될 전력을 생성하는 PCS의 작동 전에 연료 전지로부터 인출되는 파형 형태의 전류의 주파수를 제어함으로써 연료 전지 시스템의 정상 운전 전에 연료 전지의 열화 상태를 판단할 수 있다. 이와 같이, 연료 전지 시스템의 정상 운전 전에 무 부하 운전 또는 일정 부하 운전에서 연료 전지의 열화 상태를 판단함으로써 연료 전지의 열화 상태를 보다 정확하게 측정할 수 있다. 또한, 부하에 공급될 전력을 생성하는 PCS의 작동 후에 연료 전지로부터 인출되는 파형 형태의 전류의 주파수를 제어함으로써 연료 전지 시스템의 정상 운전 상태에서 연료 전지의 열화 상태를 판단할 수 있다. 이와 같이, 연료 전지 시스템의 정상 운전 상태에서 연료 전지의 열화 상태를 판정하고, 그 판단 결과에 따라 연료 전지의 작동을 정지시킴으로써 연료 전지를 보호할 수 있다. 이에 따라, 연료 전지의 고장이 방지되거나 그 수명이 연장될 수 있다.
한편, 도 3 및 5에 도시된 방법들을 수행하는 제어부는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 기록 매체의 조합으로 구현될 수도 있다. 후자의 경우에 도 3 및 5에 도시된 방법들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 이와 같은 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체 등을 들 수 있다.
이제까지 본 발명에 대한 실시예들을 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 DC/DC 컨버터(150)의 일례를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 전지의 열화를 진단하는 방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료 전지의 열화를 진단하는 방법의 흐름도이다.

Claims (15)

  1. 전지로부터 인출되는 파형 형태의 전류의 주파수를 제어하는 단계;
    상기 주파수 제어에 의해 발생된 상기 전지의 출력 전류의 펄스 성분을 이용하여 상기 전지의 교류 임피던스를 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 교류 임피던스에 기초하여 상기 전지의 열화 상태를 판정하는 단계를 포함하는 전지의 열화 진단 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는 소정의 주파수 영역에서 상기 주파수를 변화시키고,
    상기 산출하는 단계는 상기 소정의 주파수 영역에서 상기 전지의 교류 임피던스를 산출하는 전지의 열화 진단 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 산출하는 단계는 상기 소정의 주파수 영역에서 적어도 하나의 주파수마다 측정된 상기 전지의 전류 값과 전압 값을 이용하여 상기 전지의 교류 임피던스를 산출하는 전지의 열화 진단 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 산출하는 단계는 일정 시간 동안 소정의 샘플링 간격으로 반복되는 전 지의 열화 진단 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는 부하에 공급될 전력을 생성하는 PCS(Power conditioning System)의 작동 전에 상기 주파수를 제어하고,
    상기 판정하는 단계는 상기 산출된 교류 임피던스와 무 부하 운전에서의 전지의 열화 판정을 위한 임계값을 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여 상기 전지의 열화 상태를 판정하는 전지의 열화 진단 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는 부하에 공급될 전력을 생성하는 PCS의 작동 전에 상기 주파수를 제어하고,
    상기 판정하는 단계는 상기 산출된 교류 임피던스와 일정 부하 운전에서의 전지의 열화 판정을 위한 임계값을 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여 상기 전지의 열화 상태를 판정하는 전지의 열화 진단 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는 부하에 공급될 전력을 생성하는 PCS의 작동 후에 상기 주파수를 제어하고,
    상기 판정하는 단계는 상기 산출된 교류 임피던스와 임의의 부하 운전에서의 전지의 열화 판정을 위한 임계값을 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 전지의 열화 여부를 판정하는 전지의 열화 진단 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 전지의 열화 상태의 판정 결과에 따라 상기 전지의 작동을 정지시키는 단계를 더 포함하는 전지의 열화 진단 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중에 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  10. 전지로부터 인출되는 파형 형태의 전류의 주파수를 제어하는 주파수 제어부;
    상기 주파수 제어에 의해 발생된 상기 전지의 출력 전류의 펄스 성분을 이용하여 상기 전지의 교류 임피던스를 산출하는 임피던스 산출부; 및
    상기 산출된 교류 임피던스에 기초하여 상기 전지의 열화 상태를 판정하는 상태 판정부를 포함하는 전지의 열화 진단 장치.
  11. 전력을 생성하는 전지;
    상기 전지로부터 인출되는 펄스 형태의 전류의 주파수를 제어하고, 상기 주파수 제어에 의해 발생된 상기 전지의 출력 전류의 펄스 성분을 이용하여 상기 전지의 열화 상태를 판정하는 제어부; 및
    상기 전지에 의해 생성된 전력으로부터 부하에 공급될 전력을 생성하는 PCS(Power conditioning System)를 포함하는 전지 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 전지로부터 상기 주파수에 따른 펄스 형태로 전류를 인출하고, 상기 인출된 전류의 전압을 변경하는 컨버터를 더 포함하는 전지 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 전지를 작동시키는 BOP(Balance Of Plant)를 더 포함하고,
    상기 컨버터는 상기 인출된 전류의 전압을 상기 BOP에서 요구하는 전압으로 변경하는 전지 시스템.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 주파수에 따른 펄스 형태로 전류를 인출하고, 상기 인출된 전류를 이용하여 열을 생산하는 히터를 더 포함하고,
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 히터에 연결된 스위치의 스위칭 주파수를 제어함으로써 상기 주파수를 제어하는 전지 시스템.
KR1020090040464A 2009-05-08 2009-05-08 연료 전지의 열화를 진단하는 방법 및 장치 KR20100121354A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090040464A KR20100121354A (ko) 2009-05-08 2009-05-08 연료 전지의 열화를 진단하는 방법 및 장치
US12/726,637 US20100286939A1 (en) 2009-05-08 2010-03-18 Method and apparatus for diagnosing deterioration of fuel cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090040464A KR20100121354A (ko) 2009-05-08 2009-05-08 연료 전지의 열화를 진단하는 방법 및 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20100121354A true KR20100121354A (ko) 2010-11-17

Family

ID=43062874

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090040464A KR20100121354A (ko) 2009-05-08 2009-05-08 연료 전지의 열화를 진단하는 방법 및 장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20100286939A1 (ko)
KR (1) KR20100121354A (ko)

Cited By (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101362741B1 (ko) * 2012-12-20 2014-02-14 현대오트론 주식회사 연료전지 스택의 고장 진단 방법 및 장치
KR101418178B1 (ko) * 2012-12-20 2014-07-09 현대오트론 주식회사 연료전지 스택의 주입 전류 생성 방법 및 이를 실행하는 장치
KR101416399B1 (ko) * 2012-12-11 2014-07-09 현대자동차 주식회사 연료 전지 스택의 고장 진단 장치
KR101428299B1 (ko) * 2012-12-20 2014-08-07 현대오트론 주식회사 연료전지 스택 진단 장치 및 그것의 셀 전압 및 임피던스 검출 방법
KR101416400B1 (ko) * 2012-12-11 2014-08-07 현대자동차 주식회사 연료 전지 스택의 고장 진단 방법 및 그 장치
KR101428297B1 (ko) * 2012-12-20 2014-08-07 현대오트론 주식회사 연료전지 스택의 조기 진단 방법 및 장치
KR101438956B1 (ko) * 2012-12-20 2014-09-11 현대오트론 주식회사 연료전지 스택의 주입 전류 생성 방법 및 이를 실행하는 장치
KR101438959B1 (ko) * 2012-12-20 2014-09-11 현대오트론 주식회사 절연 회로를 구비하는 연료전지 스택의 진단 장치 및 방법
KR101438958B1 (ko) * 2012-12-20 2014-09-15 현대오트론 주식회사 연료전지 스택의 주입 전류 생성 방법
KR101448766B1 (ko) * 2012-12-27 2014-10-10 현대자동차 주식회사 연료전지 스택의 진단 시스템
KR101448787B1 (ko) * 2013-05-27 2014-10-13 현대자동차 주식회사 연료전지 스택 진단 신호 설정 방법 및 시스템
KR101511824B1 (ko) * 2012-12-20 2015-04-14 현대오트론 주식회사 연료전지 스택 고장 진단 방법
KR20150072592A (ko) * 2013-12-20 2015-06-30 현대오트론 주식회사 연료전지 스택 고장 진단 방법 및 이를 실행하는 장치
KR20150072586A (ko) * 2013-12-20 2015-06-30 현대오트론 주식회사 연료전지 스택용 주입 전류 생성 방법 및 이를 실행하는 장치
KR20150072587A (ko) * 2013-12-20 2015-06-30 현대오트론 주식회사 연료전지 스택용 주입 전류 생성 방법 및 이를 실행하는 장치
KR20150077556A (ko) * 2013-12-27 2015-07-08 에스케이이노베이션 주식회사 연료 전지 스택 연결 제어 장치 및 그에 대한 제어 방법
KR20160070270A (ko) * 2014-12-09 2016-06-20 현대오트론 주식회사 연료전지 스택 고장 진단 방법 및 이를 실행하는 장치
US9428078B2 (en) 2013-03-04 2016-08-30 Hyundai Motor Company Method of utilizing power transistor of fuel cell stack diagnostic system
US9506483B2 (en) 2013-08-30 2016-11-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Fluid tube increasing uniformity of fluid flow and apparatus including the same
KR20180020314A (ko) * 2015-08-11 2018-02-27 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 전력 조정 시스템 및 그 제어 방법
US9911990B2 (en) 2013-10-01 2018-03-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Fuel cell stack including end plate having insertion hole
KR20180027634A (ko) * 2015-08-11 2018-03-14 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 전력 조정 시스템 및 그 제어 방법
US9929418B2 (en) 2014-06-11 2018-03-27 Hyundai Motor Company System and method for diagnosing state of fuel cell stack and controlling fuel cell system
KR101860697B1 (ko) * 2015-05-21 2018-05-23 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 전력 조정 시스템 및 그 제어 방법
US10020525B2 (en) 2015-12-09 2018-07-10 Hyundai Motor Company Method and system for diagnosing state of fuel cell stack
US10276883B2 (en) 2014-11-15 2019-04-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system and dryness degree acquisition method
KR20200129146A (ko) * 2018-04-26 2020-11-17 바이에리쉐 모토렌 베르케 악티엔게젤샤프트 전기 화학 에너지 저장 셀을 위한 진단 방법 및 진단 시스템
WO2023229267A1 (ko) * 2022-05-25 2023-11-30 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2975497B1 (fr) * 2011-05-16 2013-06-28 Centre Nat Rech Scient Convertisseur electronique de puissance
KR20140085802A (ko) * 2012-12-27 2014-07-08 현대자동차주식회사 연료전지 스택의 상태 진단을 위한 임피던스 측정 방법 및 시스템
CN104833920B (zh) * 2014-07-25 2017-10-10 北汽福田汽车股份有限公司 电池模组的故障分析方法及系统
WO2016019744A1 (zh) * 2014-08-08 2016-02-11 清华大学 集成dc/dc变换器以及电化学储能系统以及电化学储能装置的交流阻抗分析方法以及其工作状态的分析方法
CN104155611B (zh) * 2014-08-08 2017-01-18 清华大学 电化学储能装置的交流阻抗分析方法以及其工作状态的分析方法
US11239481B2 (en) 2014-10-17 2022-02-01 Stiftelsen Sintef Control of an electrochemical device with integrated diagnostics, prognostics and lifetime management
WO2016071801A1 (en) 2014-11-04 2016-05-12 Universita' Degli Studi Di Salerno Method and apparatus for monitoring and diagnosing electrochemical devices based on automatic electrochemical impedance identification
FR3032067B1 (fr) 2015-01-28 2019-05-03 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Procede de mesure non invasive pour le controle du fonctionnement d'une pile a combustible a membrane
GB201504415D0 (en) * 2015-03-16 2015-04-29 Imp Innovations Ltd Condition monitoring of a fuel cell stack
JP6594117B2 (ja) * 2015-08-31 2019-10-23 大阪瓦斯株式会社 熱電併給システム
JP6579068B2 (ja) * 2016-09-16 2019-09-25 トヨタ自動車株式会社 燃料電池の出力性能診断装置、燃料電池の出力性能診断システム、燃料電池の出力性能診断方法、及び燃料電池の出力性能診断プログラム
CA3049750C (en) * 2017-01-10 2020-04-21 Nissan Motor Co., Ltd. Control method for fuel cell system, and fuel cell system
DE102019202276A1 (de) * 2019-02-20 2020-08-20 Vitesco Technologies GmbH Integriertes Borddiagnosesystem und -verfahren für Brennstoffzellen
KR20200129268A (ko) * 2019-05-08 2020-11-18 현대자동차주식회사 임피던스를 이용한 연료전지 차량의 물 제거 시스템 및 방법
KR20210074712A (ko) * 2019-12-12 2021-06-22 현대자동차주식회사 차량용 연료전지 스택의 임피던스 측정 방법

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6519539B1 (en) * 2000-09-29 2003-02-11 Hydrogenics Corporation Measurement of fuel cell impedance
WO2005088753A1 (ja) * 2004-03-12 2005-09-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 燃料電池システムの故障診断方法とこれを用いた故障診断装置、および燃料電池システム
US7099787B2 (en) * 2004-09-15 2006-08-29 Plug Power Inc. Technique and apparatus to measure a fuel cell parameter
EP1820040A4 (en) * 2004-11-29 2009-03-11 Hydrogenics Corp SYSTEMS AND METHODS FOR DETECTING AND INDICATING DEFECTIVE CONDITIONS IN ELECTROCHEMICAL CELLS
JP4821962B2 (ja) * 2005-06-30 2011-11-24 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
JP5136945B2 (ja) * 2005-07-05 2013-02-06 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム

Cited By (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101416400B1 (ko) * 2012-12-11 2014-08-07 현대자동차 주식회사 연료 전지 스택의 고장 진단 방법 및 그 장치
US9373860B2 (en) 2012-12-11 2016-06-21 Kangnam University Industry-Academia Cooperation Foundation Method and apparatus for diagnosing fault within fuel cell stack
KR101416399B1 (ko) * 2012-12-11 2014-07-09 현대자동차 주식회사 연료 전지 스택의 고장 진단 장치
KR101438958B1 (ko) * 2012-12-20 2014-09-15 현대오트론 주식회사 연료전지 스택의 주입 전류 생성 방법
US9548611B2 (en) 2012-12-20 2017-01-17 Hyundai Autron Co., Ltd. Method for generating injected current of fuel cell stack and apparatus performing the same
KR101428297B1 (ko) * 2012-12-20 2014-08-07 현대오트론 주식회사 연료전지 스택의 조기 진단 방법 및 장치
KR101438956B1 (ko) * 2012-12-20 2014-09-11 현대오트론 주식회사 연료전지 스택의 주입 전류 생성 방법 및 이를 실행하는 장치
KR101438959B1 (ko) * 2012-12-20 2014-09-11 현대오트론 주식회사 절연 회로를 구비하는 연료전지 스택의 진단 장치 및 방법
US9385383B2 (en) 2012-12-20 2016-07-05 Hyundai Autron Co., Ltd. Method for generating injected current of fuel cell stack
KR101418178B1 (ko) * 2012-12-20 2014-07-09 현대오트론 주식회사 연료전지 스택의 주입 전류 생성 방법 및 이를 실행하는 장치
US9435865B2 (en) 2012-12-20 2016-09-06 Hyundai Autron Co., Ltd. Method for diagnosing fault of fuel cell stack
KR101511824B1 (ko) * 2012-12-20 2015-04-14 현대오트론 주식회사 연료전지 스택 고장 진단 방법
KR101362741B1 (ko) * 2012-12-20 2014-02-14 현대오트론 주식회사 연료전지 스택의 고장 진단 방법 및 장치
KR101428299B1 (ko) * 2012-12-20 2014-08-07 현대오트론 주식회사 연료전지 스택 진단 장치 및 그것의 셀 전압 및 임피던스 검출 방법
KR101448766B1 (ko) * 2012-12-27 2014-10-10 현대자동차 주식회사 연료전지 스택의 진단 시스템
US9428078B2 (en) 2013-03-04 2016-08-30 Hyundai Motor Company Method of utilizing power transistor of fuel cell stack diagnostic system
KR101448787B1 (ko) * 2013-05-27 2014-10-13 현대자동차 주식회사 연료전지 스택 진단 신호 설정 방법 및 시스템
US9506483B2 (en) 2013-08-30 2016-11-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Fluid tube increasing uniformity of fluid flow and apparatus including the same
US9911990B2 (en) 2013-10-01 2018-03-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Fuel cell stack including end plate having insertion hole
US10170998B2 (en) 2013-12-20 2019-01-01 Hyundai Autron Co.,Ltd. Method for generating injection current for fuel cell stack and apparatus for performing the same
KR20150072587A (ko) * 2013-12-20 2015-06-30 현대오트론 주식회사 연료전지 스택용 주입 전류 생성 방법 및 이를 실행하는 장치
KR20150072586A (ko) * 2013-12-20 2015-06-30 현대오트론 주식회사 연료전지 스택용 주입 전류 생성 방법 및 이를 실행하는 장치
KR20150072592A (ko) * 2013-12-20 2015-06-30 현대오트론 주식회사 연료전지 스택 고장 진단 방법 및 이를 실행하는 장치
KR20150077556A (ko) * 2013-12-27 2015-07-08 에스케이이노베이션 주식회사 연료 전지 스택 연결 제어 장치 및 그에 대한 제어 방법
US9929418B2 (en) 2014-06-11 2018-03-27 Hyundai Motor Company System and method for diagnosing state of fuel cell stack and controlling fuel cell system
US10276883B2 (en) 2014-11-15 2019-04-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system and dryness degree acquisition method
KR20160070270A (ko) * 2014-12-09 2016-06-20 현대오트론 주식회사 연료전지 스택 고장 진단 방법 및 이를 실행하는 장치
KR101860697B1 (ko) * 2015-05-21 2018-05-23 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 전력 조정 시스템 및 그 제어 방법
KR20180027634A (ko) * 2015-08-11 2018-03-14 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 전력 조정 시스템 및 그 제어 방법
KR20180020314A (ko) * 2015-08-11 2018-02-27 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 전력 조정 시스템 및 그 제어 방법
US10020525B2 (en) 2015-12-09 2018-07-10 Hyundai Motor Company Method and system for diagnosing state of fuel cell stack
KR20200129146A (ko) * 2018-04-26 2020-11-17 바이에리쉐 모토렌 베르케 악티엔게젤샤프트 전기 화학 에너지 저장 셀을 위한 진단 방법 및 진단 시스템
US11506720B2 (en) 2018-04-26 2022-11-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Diagnostic method and diagnostic system for an electrochemical energy storage cell
WO2023229267A1 (ko) * 2022-05-25 2023-11-30 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20100286939A1 (en) 2010-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20100121354A (ko) 연료 전지의 열화를 진단하는 방법 및 장치
Zeng et al. Experimental investigation on the mechanism of variable fan speed control in Open cathode PEM fuel cell
KR101866072B1 (ko) 연료전지 스택의 상태 진단 장치 및 그 방법
CN112421080B (zh) 一种质子交换膜燃料电池的功率控制系统
Yin et al. Experimental analysis of optimal performance for a 5 kW PEMFC system
US20050287402A1 (en) AC impedance monitoring of fuel cell stack
Wang et al. Adaptive current distribution method for parallel-connected PEMFC generation system considering performance consistency
US7099787B2 (en) Technique and apparatus to measure a fuel cell parameter
US8206860B2 (en) Method to perform adaptive voltage suppression of a fuel cell stack based on stack parameters
US9281532B2 (en) Remedial actions for air flow errors in a fuel cell system
KR101610118B1 (ko) 연료전지의 임피던스 측정방법, 측정장치, 및 측정시스템
US8679691B2 (en) Injector opening delay diagnostic strategy
Ramirez-Murillo et al. Energy management of a fuel-cell serial–parallel hybrid system
KR101592760B1 (ko) 연료전지 스택의 상태 진단 장치 및 그 방법
KR20120037837A (ko) 연료 전지 시스템 및 그것의 운전 방법
KR101646854B1 (ko) 연료전지 스택 임피던스 측정 방법 및 이를 실행하는 장치
WO2005050765A2 (en) Dynamic fuel cell system management controller
Kim et al. Impedance-based diagnosis of polymer electrolyte membrane fuel cell failures associated with a low frequency ripple current
US7270900B2 (en) Automatic measurement of fuel cell resistance
CN116190728A (zh) 燃料电池电堆状态控制的方法和装置
TWI399695B (zh) 燃料電池模擬系統及其控制方法
KR101795243B1 (ko) 연료전지시스템의 운전 제어 장치 및 그 방법
KR101593760B1 (ko) 연료전지 스택용 주입 전류 생성 방법 및 이를 실행하는 장치
KR102664110B1 (ko) 연료전지시스템의 운전 제어 장치 및 그 방법
Kumaraswamy A standalone proton exchange membrane fuel cell generation system with different tracking techniques

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid