KR20110053671A - 연료 전지 차량의 파워 시스템 단락 검출 장치 - Google Patents

연료 전지 차량의 파워 시스템 단락 검출 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20110053671A
KR20110053671A KR1020090110300A KR20090110300A KR20110053671A KR 20110053671 A KR20110053671 A KR 20110053671A KR 1020090110300 A KR1020090110300 A KR 1020090110300A KR 20090110300 A KR20090110300 A KR 20090110300A KR 20110053671 A KR20110053671 A KR 20110053671A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
chopper
relay
fuel cell
current
supercapacitor
Prior art date
Application number
KR1020090110300A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101047651B1 (ko
Inventor
김성도
Original Assignee
현대자동차주식회사
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 현대자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020090110300A priority Critical patent/KR101047651B1/ko
Publication of KR20110053671A publication Critical patent/KR20110053671A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101047651B1 publication Critical patent/KR101047651B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • 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
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명은 연료 전지 차량의 파워 시스템 단락 검출 장치에 관한 것으로, 초퍼의 단락 여부를 판단하여, 초퍼 단락시 초퍼와 슈퍼 캐패시터 사이의 전류의 흐름을 제어하는 차단 릴레이를 오프시켜서, 슈퍼 캐패시터와 제동 저항 사이에 형성된 RC 방전회로에 의해 전류가 소비되는 것을 방지하고 초퍼가 전류 누출에 의해 소손되는 것을 방지할 수 있다.
초퍼, 단락, 릴레이, 연료 전지, 슈퍼 캐패시터

Description

연료 전지 차량의 파워 시스템 단락 검출 장치{SHORT CIRCUIT DETECTOR OF POWER SYSTEM FOR FUEL ELECTRIC CELL CAR}
본 발명은 연료 전지 차량의 파워 시스템 단락 검출 장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 초퍼 단락되면, 슈퍼 캐패시터와 초퍼 사이의 전류의 흐름을 차단하여, 전류 누출을 방지하고, 전류 누출에 따른 초퍼의 소손을 방지할 수 있는 연료 전지 차량의 파워 시스템 단락 검출 장치에 관한 것이다.
종래의 연료 전지 차량의 파워 시스템 단락 검출 장치는, 연료 전지의 전압 공급 라인에 전기적으로 각각 연결된 제1릴레이 및 제2릴레이, 제1릴레이와 연료 전지의 접지 라인 사이에 연결된 슈퍼 캐패시터, 제2릴레이와 연료 전지의 접지라인 사이에 연결된 초퍼, 상기 초퍼와 상기 제2릴레이 사이에 제1전극이 전기적으로 연결되고, 슈퍼 캐패시터와 제1릴레이 사이에 제2전극이 연결된 제동 저항으로 이루어진다.
그리고 연료 전지는 구동 모터와 전기적으로 연결되며, 일반적으로 구동 모터는 연료 전지를 소스로 해서 연료 전지에서 공급되는 전원에 의해 차량을 구동시킨다. 그리고 슈퍼 캐패시터는 연료 전지에서 공급되는 전원에 의해서 충전되거나, 상기 구동 모터와 전기적으로 연결되어, 회생 제동 등을 통해서 발생된 구동 모터에서 공급되는 전원에 의해서 충전된다.
그리고 가속 또는 등판 주행과 같은 고 부하 상태의 주행 모드에서는 파워 소스로서 연료 전지 및 슈퍼 캐패시터가 동시에 이용되어, 구동 모터에 전원을 공급하여 차량을 구동시킬 수 있다.
이러한 연료 전지 차량에서 초퍼가 단락될 경우에는 초퍼, 제동 저항 및 슈퍼 캐패시터로 전류가 순환할 수 있게 전기적으로 연결되므로, RC방전에 의해 전류가 지속적으로 소모될 수 있다.
그리고 초퍼가 단락되면 시동 종료 등으로 냉각기가 동작하지 않을 때에도, 전류가 지속적으로 초퍼, 제동 저항 및 슈퍼 캐패시터 사이에서 소모되므로 초퍼가 전류에 의한 열화 등으로 인해 파괴될 수 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 초퍼 단락여부를 판단하여, 초퍼 단락시 슈퍼 캐패시터와 초퍼 사이의 전류의 흐름을 차단하여, 전류 누출을 방지하고, 전류 누출에 따른 초퍼의 소손을 방지할 수 있는 연료 전지 차량의 파워 시스템 단락 검출 장치를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 연료 전지 차량의 파워 시스템 단락 검출 장치는 연료 전지와 전기적으로 연결되어, 상기 연료 전지에 의해 충전되는 슈퍼 캐패시터와, 상기 연료 전지의 DC 파워 라인과 상기 슈퍼 캐패시터의 제1전극 사이의 전류 흐름을 제어하는 연결 릴레이와, 상기 슈퍼 캐패시터의 제1전극과 상기 연결 릴레이에 제1전극이 전기적으로 연결되어, 상기 슈퍼 캐패시터가 과충전되는 것을 방지하는 제동 저항과, 상기 제동 저항의 제2전극과, 상기 연료 전지의 DC 파워 라인 사이의 전류의 흐름을 제어하는 충전 릴레이와, 상기 제동 저항의 제2전극에 제1전극이 전기적으로 연결되고, 상기 연료 전지의 접지 라인에 제2전극이 전기적으로 연결되어, 상기 슈퍼 캐패시터가 충전될 때 전류량을 조절하는 초퍼 및 상기 슈퍼 캐패시터의 제2전극과 상기 초퍼의 제2전극 사이의 전류 흐름을 제어하는 차단 릴레이를 포함할 수 있다.
상기 초퍼와 상기 제동 저항의 제2전극에 전기적으로 연결되어, 상기 초퍼와 상기 제동 사이의 전류를 센싱하는 전류 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 연결 릴레이 및 상기 충전 릴레이가 오프 상태이고 상기 차단 릴레이가 온 상태일 때, 상기 전류센서에서 센싱된 전류가 기준 전류 이상으로 기준 시간이상 유지될 경우에는, 상기 초퍼, 상기 연결 릴레이, 상기 차단 릴레이 및 상기 충전 릴레이의 동작을 제어하는 제어기가 상기 초퍼가 단락된 것으로 판단하고, 상기 차단 릴레이를 오프시켜서, 상기 초퍼와 상기 슈퍼 캐패시터 사이의 전류의 흐름을 차단할 수 있다.
상기 초퍼가 단락되면, 상기 초퍼가 단락된 상태임을 상기 제어기의 플래시 메모리에 저장하여, 상기 차단 릴레이를 오프로 유지하여 상기 슈퍼 캐패시터가 상기 연료 전지에 의해 충전되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 의한 연료 전지 차량의 파워 시스템 단락 검출 장치는 초퍼 단락여부를 판단하여, 초퍼 단락시 슈퍼 캐패시터와 초퍼 사이의 전류의 흐름을 차단하여, 전류 누출을 방지하고, 전류 누출에 따른 초퍼의 소손을 방지할 수 있게 된다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 전지 차량의 파워 시스템 단락 검출 장치를 도시한 회로도가 도시되어 있다.
도 1에서 도시된 바와 같이 연료 전지 차량의 파워 시스템 단락 검출 장치(100)는 연료 전지(B), 구동 모터(M), 모터 제어기(MCU), 슈퍼 캐패시터(Cs), 연결 릴레이(Rc), 충전 릴레이(Re), 차단 릴레이(Ri), 제동 저항(Res), 전류 센서(S) 및 초퍼(T)를 포함한다.
상기 연료 전지(B)는 연료 전지 차량의 DC 파워 라인(P)에 고전압의 전원을 공급하여, 상기 구동 모터(M)를 동작 시키고, 상기 슈퍼 캐패시터(Cs)를 충전한다.
그리고 구동 모터(M)는 상기 DC 파워 라인(P)과 접지 라인(G)에 전기적으로 연결되어, 상기 연료 전지(B) 및 슈퍼 캐패시터(Cs)에서 전원을 공급받아 차량을 구동하며, 회생 제동 등을 통해서 발생된 전원을 상기 슈퍼 캐패시터(Cs)로 제공한다. 이와 같은 구동 모터(M)는 차량 제동시 회생 제동을 하여 발전기로서 동작하여, 전원을 발생시키며, 이 발생 전원을 DC 파워 라인(P)으로 공급하여, 상기 슈퍼 캐패시터(Cs)를 충전시킨다.
그리고 모터 제어기(MCU)는 연료 전지(B)와 전기적으로 연결되며, 차량이 시동되어 상기 연료 전지(B)가 고 전압의 파워를 제공할 수 있는 상태인 OCV(Open Circuit Voltage)가 정상 범위로 상승한 이후에, 연료 전지(B)로부터 구동 모터(M)로 전원이 입력되도록 제어한다. 그리고 상기 모터 제어기(MCU)는 구동 모터(M)로의 전원 입력 및 회생 제동시에는 상기 구동 모터(M)에서 생성된 전원을 상기 슈퍼 캐패시터(Cs)로 공급하는 것을 제어한다.
상기 슈퍼 캐패시터(Cs)는 제1전극 및 제2전극을 포함하고, 상기 제1전극이 상기 제동 저항(Res)의 제1전극에 전기적으로 연결되고, 제2전극이 상기 차단 릴레이(Ri)의 제1전극에 전기적으로 연결된다. 이와 같은 상기 슈퍼 캐패시터(Cs)는 충전 릴레이(Re)가 연결되면, 상기 충전 릴레이(Re)를 통해 연료 전지(B)의 전원을 공급받아 충전된다. 그리고 이때, 상기 차단 릴레이(Ri)는 상기 연료 전지(B)의 접지 라인(G)과 상기 슈퍼 캐패시터(Cs)의 제2전극 사이를 전기적으로 연결하고 있다.
상기 연결 릴레이(Rc)는 상기 연료 전지(B)의 DC 파워 라인(P)과 상기 슈퍼 캐패시터(Cs)의 제1전극 사이의 전류 흐름을 제어한다. 상기 슈퍼 캐패시터(Cs)가 충전되어, 상기 연료 전지(B)의 전압과 오차 범위 이내로 동일해 지면, 상기 연결 릴레이(Rc)는 온되어 상기 연료 전지(B)의 DC 파워 라인(P)과 상기 슈퍼 캐패시터(Cs)의 제1전극 사이를 연결한다. 그러면 상기 슈퍼 캐패시터(Cs)와 상기 연료 전지(B)에서 공급하는 전원으로 상기 구동 모터(M)가 차량을 구동시킨다.
상기 충전 릴레이(Re)는 상기 연료 전지(B)가 OCV가 정상 범위에 포함된 이후에, 온되어 상기 연료 전지(B)의 DC 파워 라인(P)과 상기 제동 저항(Res)사이를 연결한다. 그리고 상기 충전 릴레이(Re)가 연결되면, 상기 슈퍼 캐패시터(Cs)는 상기 제동 저항(Res)을 통해서 인가되는 연료 전지(B)의 전원을 인가받아 충전된다.
상기 차단 릴레이(Ri)는 상기 초퍼(T)의 제2전극과 상기 슈퍼 캐패시터(Cs)의 제2전극 사이의 전류 흐름을 제어한다. 상기 차단 릴레이(Ri)는 오프되면 상기 초퍼(T)와 상기 슈퍼 캐패시터(Cs) 사이의 전류 흐름을 차단할 수 있으므로, 상기 초퍼(T)가 단락되어 상기 제동 저항(Res) 및 슈퍼 캐패시터(Cs)를 통해 RC방전 회로를 구성하여, 시동 종료 등으로 냉각기가 동작하지 않을 때, 전류가 지속적으로 공급되어 초퍼(T)가 파괴되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같은 연결 릴레이(Rc), 충전 릴레이(Re) 및 차단 릴레이(Ri)는 파워 시스템 제어기(BC)와 전기적으로 연결되어, 상기 연료 전지(B)의 충전 상태 및 구동 모터(M)의 구동 상태에 따라 파워 시스템 제어기(BC)를 통해 제어된다. 이와 같은 파워 시스템 제어기(BC)는 차량의 각 부품에 전기적으로 연결되어 각 부품의 동작을 확인하고 제어하는 제어기들과 파워 시스템 제어기(BC)의 동작을 제어하는 통합 제어기(미도시)를 통해 전기적으로 연결되며, 상기 통합 제어기(미도시)에서 제어신호를 인가받아 동작한다.
상기 제동 저항(Res)은 제1전극이 상기 연결 릴레이(Rc)와 슈퍼 캐패시터(Cs) 사이에 전기적으로 연결되고, 제2전극이 상기 차단 릴레이(Ri)에 전기적으로 연결된다. 상기 제동 저항(Res)은 구동 모터(M)의 회생 전원이 과전압일 경우에는 열에너지로 소모시켜서 상기 슈퍼 캐패시터(Cs)가 손상되는 것을 방지한다.
상기 초퍼(T)는 상기 제동 저항(Res)의 제2전극과 상기 연료 전지(B)의 접지 라인(G)사이에 전기적으로 연결된다. 이와 같은 초퍼(T)는 상기 구동 모터(M)에서 공급되는 회생 전원이 과전압일 경우에는 온오프 동작을 통해 상기 슈퍼 캐패시터(Cs)로 공급되는 전류량을 조절하여, 상기 연료 전지(B)의 셧다운 및 슈퍼 캐패시터(Cs)의 손상을 방지한다.
상기 전류 센서(S)는 상기 제동 저항(Res)의 제2전극과 상기 초퍼(T)사이에 전기적으로 연결되어, 상기 제동 저항(Res)과 상기 초퍼(T)의 전류를 주기적으로 센싱한다. 그리고 상기 전류 센서(S)는 파워 시스템 제어기(BC)와 전기적으로 연결되어, 모니터링한 전류를 상기 파워 시스템 제어기(BC)로 전송한다. 그리고, 상기 충전 릴레이(Re)와, 연결 릴레이(Rc)는 상기 파워 시스템 제어기(BC)에서 인가되는 제어신호에 의해 오프상태로 유지되고, 차단 릴레이(Ri)만 온 상태로 유지될 때, 상기 전류 센서(S)에서 센싱된 초퍼 전류가 상기 파워 시스템 제어기(BC)에 저장되어 있는 기준 전류 이상으로, 기준 시간 이상 유지될 경우에는 상기 초퍼(T)가 단락된 것으로 판단한다. 그리고 상기 파워 시스템 제어기(BC)는 상기 초퍼(T)가 단 락된 것으로 판단하면, 상기 차단 릴레이(Ri)를 오프시켜서, 상기 초퍼(T)단락으로 초퍼(T)가 파괴되는 것을 방지할 수 있다.
이러한 기준 전류는 상기 구동 모터(M)를 통해 슈퍼 캐패시터(Cs)로 공급되는 회생 전원이 과전압으로 판단되는 최저전압일 때, 상기 초퍼(T)와 상기 제동 저항(Res) 사이에 흐르는 전류로 설정할 수 있다. 그리고 상기 기준 시간은 초퍼의 단락을 판단하기 위한 시간으로, 상기 슈퍼 캐패시터(Cs)가 상기 구동 모터(M) 또는 연료 전지(B)에 의해 충전되는 최장시간으로 설정할 수 있다.
그리고 도 2를 참조하면, 도 1의 연료 전지 차량의 파워 시스템 단락 검출 장치의 구동 방법을 도시한 순서도가 도시되어 있다. 도 2의 연료 전지 차량의 파워 시스템 단락 검출 장치의 구동 방법은 도 1의 연료 전지 차량의 파워 시스템 단락 검출 장치와 같이 설명하고자 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 연료 전지 차량의 파워 시스템 단락 검출 장치의 구동 방법은 초퍼 단락 판단 단계(S1), 초퍼 정상 구동 단계(S2), 초퍼 단락 구동 단계(S3) 및 시동 종료 단계(S4)를 포함한다.
우선 초퍼 단락 판단 단계(S1)는 충전 릴레이(Re) 및 연결 릴레이(Rc)가 오프상태이고, 차단릴레이(Ri)가 온상태일때, 전류 센서(S)를 통해 센싱한 초퍼(T)와 제동 저항(Res)에 흐르는 전류인 초퍼 전류가 기준 전류 이상으로, 기준 시간 이상 유지되는지 여부를 상기 파워 시스템 제어기(BC)에서 판단한다.
그리고 초퍼 단락 판단 단계(S1)에서 상기 파워 시스템 제어기(BC)는 상기 초퍼 전류가 기준 전류 이하이거나, 초퍼 전류가 기준 전류 이상으로 기준시간 이 상 유지되지 않는다면, 초퍼(T)가 정상 동작하는 것으로 판단한다. 그리고 초퍼 단락 판단 단계(S1)에서 초퍼(T) 정상 동작하는 것으로 판단되면, 초퍼(T)가 정상 동작할 때의 구동 방법인 초퍼 정상 구동 단계(S2)가 실행된다.
그리고 초퍼 단락 판단 단계(S1)에서 상기 초퍼 전류가 기준 전류이상으로 기준시간 이상 유지되면, 상기 파워 시스템 제어기(BC)에서 초퍼(T)가 단락된 것으로 판단하고, 초퍼(T) 단락시 구동방법인 초퍼 단락 구동 단계(S3)가 실행된다.
우선 초퍼 정상 구동 단계(S2)에서는 초퍼(T)가 정상동작할 경우의 파워 시스템 단락 검출 장치(100)의 구동을 위한 단계로, 초기 충전 단계(S21), 슈퍼 캐패시터 연결 단계(S22) 및 주행 모드 단계(S23)를 포함한다.
상기 초기 충전 단계(S21)에서는 상기 연료 전지(B)의 OCV가 정상 범위로 상승한 이후에 충전 릴레이(Re)와 차단 릴레이(Ri)가 온되고, 연결 릴레이(Rc)가 오프되어, 상기 연료 전지(B)로부터 전원을 공급받아 상기 슈퍼 캐패시터(Cs)를 초기 충전한다. 즉, 초기 충전 단계(S21)에서는 연료 전지(B)의 DC 파워 라인(P), 차단 릴레이(Ri), 슈퍼 캐패시터(Cs), 제동 저항(Res), 연결 릴레이(Rc) 및 연료 전지(B)의 접지 라인(G)을 통해서 전류가 순환하면서, 상기 슈퍼 캐패시터(Cs)를 초기 충전한다.
그리고 슈퍼 캐패시터 연결 단계(S22)에서는 상기 초기 충전 단계(S21)에서 상기 슈퍼 캐패시터(Cs)가 상기 연료 전지(B)의 전압과 오차 범위 이내로 유사하게 되면, 상기 연결 릴레이(Rc) 및 차단 릴레이(Ri)가 온되고, 충전 릴레이(Re)가 오프되어, 상기 슈퍼 캐패시터(Cs)가 상기 구동 모터(M)로 전원을 공급할 수 있는 상 태가 된다.
그리고 주행 모드 단계(S23)에서는 차량의 주행 상태에 따라 연료 전지(B), 슈퍼 캐패시터(Cs) 및 구동 모터(M)의 동작이 상이해진다. 차량이 일반적인 주행 모드일 경우, 연료 전지(B)가 파워 소스가 되어, 연료 전지(B)에서 공급되는 전원으로 상기 구동 모터(M)가 동작한다.
그리고 차량이 가속 또는 등판 주행과 같이 고 부하 상태의 주행 모드에서는 파워 소스로서 연료 전지(B) 및 슈퍼 캐패시터(Cs)가 동시에 이용될 수 있다. 즉, 고 부하 상태의 주행 모드의 경우에는 슈퍼 캐패시터(Cs)에 저장된 전원을 상기 구동 모터(M)로 공급하는 것 이외에는 일반적인 주행모드와 동일하게 동작한다.
그리고 차량이 감속 또는 내리막 주행을 할경우의 회생 제동 모드에서는 구동 모터(M)를 발전기로 작동하여, 회생 제동에 의해 생성된 전원을 상기 슈퍼 캐패시터(Cs)로 공급한다.
이때, 상기 슈퍼 캐패시터(Cs)가 과충전된 상태일 경우에는 초퍼(T)가 상기 제동 저항(Res)과 상기 구동 모터(M) 사이를 전기적으로 연결하여, 제동 저항(Res)을 통해 과충전 에너지를 열에너지로 소모시킨다. 그리고 슈퍼 캐패시터(Cs)가 과충전 상태가 아닐 경우에는 초퍼(T)가 제동 저항(Res)과 구동 모터(M) 사이를 전기적으로 분리하여, 상기 구동 모터(M)에서 공급되는 전원이 상기 초퍼(T) 및 제동 저항(Res)의 경유 없이 상기 슈퍼 캐패시터(Cs)를 충전한다.
그리고 상기 주행 모드 단계(S23)이후에는 차량의 시동 종료 여부를 판단하기 위한 시동 종료 단계(S4)가 실행되며, 시동이 종료되면 연료 전지 차량의 파워 시스템 단락 검출 장치의 동작을 종료 시키는 종료 단계(E)가 실행되고, 시동이 종료 되지 않았다면 초퍼(T)의 단락 여부를 판단하기 위한 초퍼 단락 판단 단계(S1)가 재실행된다.
다음으로 초퍼 단락 구동 단계(S3)에서는 초퍼(T)가 단락 되었을 경우의 파워 시스템 단락 검출 장치(100)의 구동을 위한 단계로, 차단 릴레이 오프 단계(S31), 초퍼 단락 저장 단계(S32) 및 초기 충전 금지 단계(S33)를 포함한다.
상기 차단 릴레이 오프 단계(S31)에서는 초퍼(T)가 단락되었을 경우에, 차단 릴레이(Ri)를 오프 시켜서, 상기 초퍼(T)와 상기 슈퍼 캐패시터(Cs) 사이의 전류의 흐름을 차단한다. 상기 초퍼(T)가 단락되면, 연결 릴레이(Rc) 및 충전 릴레이(Re)의 동작여부와 상관없이 차량의 시동이 종료된 경우와 같은 상황에서도 제동 저항(Res) 및 슈퍼 캐패시터(Cs)사이의 RC방전 회로를 통해 전류가 소비된다. 그러므로 슈퍼 캐패시터(Cs)와 초퍼(T) 사이를 차단 릴레이(Ri)를 통해 차단시키면, 제동 저항(Res)과 슈퍼 캐패시터(Cs)에 의해 전류가 소비되는 것을 방지할 수 있으며, RC방전 회로에 의해 초퍼(T)가 열화로 인해 소손되는 것을 방지할 수 있다.
그리고 상기 초퍼 단락 저장 단계(S32)에서는 상기 파워 시스템 제어기(BC)에 구비되어 있으며, 차량의 시동이 종료되어도 저장된 정보를 기억하고 있는 플래시 메모리(미도시)에 초퍼(T)가 단락된 상태임을 저장한다. 예를 들어 초퍼(T)가 정상 상태일 경우에는 "0"으로 저장하고, 초퍼(T)에 오류가 발생하였을 경우에는 "1"로 저장하여, 연료 전지 차량의 파워 시스템 단락 검출 장치의 초퍼(T) 단락 여부 상태를 저장할 수 있다. 그리고 초퍼(T)의 단락을 운전자가 알 수 있도록 클러 스터를 통해 알릴 수 있다.
그리고 충전 금지 단계(S33)에서는 슈퍼 캐패시터(Cs) 및 제동 저항(Res)을 통한 전류 소비를 방지하기 위해서, 상기 슈퍼 캐패시터(Cs)가 충전되는 것을 금지시킨다. 그리고 초기 충전 금지 단계(S33)에서는 차단 릴레이(Ri)를 오프상태로 유지시킨다. 즉, 슈퍼 캐패시터(Cs)가 충전되기 위해서는 상기 차단 릴레이(Ri)가 온되는데, 상기 제동 저항(Res)에 의한 전류 소모로 인해 슈퍼 캐패시터(Cs)의 충전이 용이하지 않으며, 초퍼(T)의 단락으로 초퍼(T) 단품이 소손될 수 있으므로 슈퍼 캐패시터(Cs)의 충전을 금지시킨다. 또한 차량의 시동이 종료된 후에 재시동 될 경우에도 파워 시스템 제어기(BC)에 저장되어 있는 초퍼(T)의 단락 여부에 따라 슈퍼 캐패시터(Cs)의 충전 여부를 결정할 수 있다.
그리고 상기 초퍼 단락 구동 단계(S3)이후에 초퍼(T)가 교체되었는지 여부를 판단하기 위해 초퍼 교체 판단 단계(S5)가 실행되고, 상기 초퍼 교체 판단 단계(S5)에서 초퍼가 교체된 것으로 판단되면, 상기 파워 시스템 제어기(BC)의 플래시 메모리를 리셋 시키고, 초퍼 단락 판단 단계(S1)를 통해 초퍼 단락 여부를 다시 판단할 수 있다. 그리고 초퍼(T)가 교체되지 않은 경우에는 차단 릴레이(Ri)를 오프시키고 슈퍼 캐패시터(Cs)의 충전을 금지시키는 것을 유지하기 위해 초기 충전 금지 단계(S33)가 재실행된다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 연료 전지 차량의 파워 시스템 단락 검출 장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 연료 전지 차량의 파워 시스템 단락 검출 장치를 도시한 회로도이다.
도 2는 도1의 연료 전지 차량의 파워 시스템 단락 검출 장치의 구동 방법을 도시한 순서도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
B ;연료 전지 M; 구동 모터
MCU; 모터 제어기 Ri; 차단 릴레이
Rc; 연결 릴레이 Re; 충전 릴레이
S; 전류 센서 T; 초퍼
Cs; 슈퍼 캐패시터 BC; 파워 시스템 제어기

Claims (4)

  1. 연료 전지와 전기적으로 연결되어, 상기 연료 전지에 의해 충전되는 슈퍼 캐패시터;
    상기 연료 전지의 DC 파워 라인과 상기 슈퍼 캐패시터의 제1전극 사이의 전류 흐름을 제어하는 연결 릴레이;
    상기 슈퍼 캐패시터의 제1전극과 상기 연결 릴레이에 제1전극이 전기적으로 연결되어, 상기 슈퍼 캐패시터가 과충전되는 것을 방지하는 제동 저항;
    상기 제동 저항의 제2전극과, 상기 연료 전지의 DC 파워 라인 사이의 전류의 흐름을 제어하는 충전 릴레이;
    상기 제동 저항의 제2전극에 제1전극이 전기적으로 연결되고, 상기 연료 전지의 접지 라인에 제2전극이 전기적으로 연결되어, 상기 슈퍼 캐패시터가 충전될 때 전류량을 조절하는 초퍼; 및
    상기 슈퍼 캐패시터의 제2전극과 상기 초퍼의 제2전극 사이의 전류 흐름을 제어하는 차단 릴레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 차량의 파워 시스템 단락 검출 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 초퍼와 상기 제동 저항의 제2전극에 전기적으로 연결되어, 상기 초퍼와 상기 제동 사이의 전류를 센싱하는 전류 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 차량의 파워 시스템 단락 검출 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 연결 릴레이 및 상기 충전 릴레이가 오프 상태이고 상기 차단 릴레이가 온 상태일 때, 상기 전류센서에서 센싱된 전류가 기준 전류 이상으로 기준 시간이상 유지될 경우에는, 상기 초퍼, 상기 연결 릴레이, 상기 차단 릴레이 및 상기 충전 릴레이의 동작을 제어하는 제어기가 상기 초퍼가 단락된 것으로 판단하고, 상기 차단 릴레이를 오프시켜서, 상기 초퍼와 상기 슈퍼 캐패시터 사이의 전류의 흐름을 차단하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 차량의 파워 시스템 단락 검출 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 초퍼가 단락되면, 상기 초퍼가 단락된 상태임을 상기 제어기의 플래시 메모리에 저장하여, 상기 차단 릴레이를 오프로 유지하여 상기 슈퍼 캐패시터가 상기 연료 전지에 의해 충전되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 차량의 파워 시스템 단락 검출 장치.
KR1020090110300A 2009-11-16 2009-11-16 연료 전지 차량의 파워 시스템 단락 검출 장치 KR101047651B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090110300A KR101047651B1 (ko) 2009-11-16 2009-11-16 연료 전지 차량의 파워 시스템 단락 검출 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090110300A KR101047651B1 (ko) 2009-11-16 2009-11-16 연료 전지 차량의 파워 시스템 단락 검출 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110053671A true KR20110053671A (ko) 2011-05-24
KR101047651B1 KR101047651B1 (ko) 2011-07-07

Family

ID=44363139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090110300A KR101047651B1 (ko) 2009-11-16 2009-11-16 연료 전지 차량의 파워 시스템 단락 검출 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101047651B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101312124B1 (ko) * 2011-12-30 2013-09-26 넥스콘 테크놀러지 주식회사 배터리 관리 시스템의 단락 감지 장치 및 방법
KR20160116583A (ko) * 2015-03-30 2016-10-10 현대자동차주식회사 연료전지 차량의 비상운전 제어 시스템 및 그 방법

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100911540B1 (ko) * 2007-07-18 2009-08-10 현대자동차주식회사 디씨/디씨 컨버터의 스위치 고장시 비상동작 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101312124B1 (ko) * 2011-12-30 2013-09-26 넥스콘 테크놀러지 주식회사 배터리 관리 시스템의 단락 감지 장치 및 방법
KR20160116583A (ko) * 2015-03-30 2016-10-10 현대자동차주식회사 연료전지 차량의 비상운전 제어 시스템 및 그 방법
US9725011B2 (en) 2015-03-30 2017-08-08 Hyundai Motor Company System and method for controlling emergency driving for fuel cell vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
KR101047651B1 (ko) 2011-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10358047B2 (en) Electric power storage system
CN106458118B (zh) 机动车的电源装置
US20170158058A1 (en) Vehicle power control method and system for jump-start
US9577458B2 (en) Electrical storage system
EP3922503B1 (en) Load access detection method, switch circuit and battery management system
US9768627B2 (en) Overcharge protection apparatus with minimized power consumption
JP2008220151A (ja) バッテリー管理システム及びバッテリー管理システムの駆動方法
WO2014061137A1 (ja) 電源管理システムおよび電源管理方法
JP2009280096A (ja) 車両用電源装置
KR101703590B1 (ko) 연료전지 차량의 비상운전 제어 시스템 및 그 방법
US8237305B2 (en) Auxiliary electrical power system for vehicular fuel economy improvement
KR101826992B1 (ko) 연료전지 차량의 전원시스템
JP2010238529A (ja) 燃料電池システム及びこれを備えた車両
JPH11308779A (ja) 充電制御装置
JP5011978B2 (ja) 蓄電装置
KR101047651B1 (ko) 연료 전지 차량의 파워 시스템 단락 검출 장치
KR101856298B1 (ko) 친환경 차량의 전원 제어 시스템 및 방법
KR101546046B1 (ko) 전동카트의 배터리 방전 방지장치 및 방법
US9803608B2 (en) Apparatus and method for vehicle voltage stabilization
KR101794101B1 (ko) 충전 제어 장치 및 방법
KR101776517B1 (ko) 배터리 충전 방법 및 시스템
JP2007097336A (ja) 車両用発電機の制御装置
JP2012100382A (ja) 充電制御方法、充電制御装置およびバッテリー充電システム
CN113547942A (zh) 一种电动汽车低温快充的控制方法、控制装置及电动汽车
KR20170054045A (ko) 배터리 회로 보호 시스템 및 방법, 이를 적용한 배터리 팩

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: 20140630

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150630

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160630

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180628

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190627

Year of fee payment: 9