KR20120012610A - 연료전지 차량 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 연료전지 차량은, 연료가스에 의해서 전기에너지를 발생시키는 스택, 상기 스택으로 공기를 불어넣어주는 블로우어, 공기공급라인에 설치된 에어차단밸브, 상기 에어차단밸브와 상기 블로우어 사이에서 분기되고 그 단부는 개방된 바이패스라인, 상기 바이패스라인에 설치되는 바이패스밸브, 및 시동을 오프시키기 위한 오프신호가 감지되면, 상기 에어차단밸브를 닫고, 상기 바이패스밸브를 열어주는 제어부를 포함한다.
따라서, 연료전지 차량이 아이들스톱 상태에 도달하면, 스택으로 공기를 공급하는 블로우어의 작동을 멈추는 동시에, 바이패스라인을 개방하고 에어차단밸브를 차단함으로서 스택으로 공급되는 에어를 신속하게 차단할 수 있다.
따라서, 연료전지 차량이 아이들스톱 상태에 도달하면, 스택으로 공기를 공급하는 블로우어의 작동을 멈추는 동시에, 바이패스라인을 개방하고 에어차단밸브를 차단함으로서 스택으로 공급되는 에어를 신속하게 차단할 수 있다.
Description
본 발명은 연료전지 차량에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료가스와 공기를 이용하여 전기를 발생시켜 구동력을 발생시키고 이를 이용하여 주행하는 연료전지 차량에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차용으로 많이 사용되고 있는 연료전지스택은 출력밀도가 높은 고체 고분자 전해질형 연료전기(Proton Exchange Membrane Fuel Cell: PEMFC)이다.
상기 고체고분자 전해질형 연료전지에서는 수소가 양극(Anode, 연료극)으로 공급되고, 공기의 산소가 음극(Cathode, 공기극)으로 공급된다.
양극으로 공급된 수소는 전해질막의 양쪽에 구성된 전극층의 촉매에 의해 수소이온(H+)만이 선택적으로 양이온교환막인 전해질막을 통과하여 음극으로 전달되며, 동시에 전자는 도체인 기체확산층과 분리판을 통해서 음극으로 전달된다.
상기 음극에서는 전해질막을 통해서 공급된 수소이온과 분리판을 통하여 전달된 전자가 공기공급기에 의해 음극으로 공급된 공기중의 산소와 만나서 물을 생성하는 반응을 일으킨다.
이때 일어나는 수소이온의 이동에 기인하여 발생하는 외부 도선을 통한 전자의 흐름으로 전류가 생성되고, 아울러, 물 생성반응으로 열도 부수적으로 발생하게 된다.
연료전지를 정상적으로 가동하기 위해서 전해질막은 충분히 젖어있어야 하는데, 대기의 공기습도는 막을 젖어있게 하는데 충분히 습하지 않으며, 연료전지로 공급되기 전에 공기는 가습기를 이용하여 충분히 가습된다.
한편, 연료전지에 의해서 주행하는 동안에 시동오프신호가 감지되면, 스택에서 소모되는 연료를 저감시키고, 스택이 건조되는 것을 방지하기 위해서, 스택으로 공급되는 공기의 흐름을 신속하게 차단할 필요가 있다.
아울러, 아이들 스톱 혹은 시동 오프시 공기차단을 위해서 에어차단밸브를 닫을 경우 바이패스될 라인이 없어서 공급라인의 압력이 상승하여 문제가 될 수 있다.
따라서, 본 발명은 시동이 오프되면, 스택으로 공급되는 공기의 흐름을 신속하게 차단하여 연료의 소모와 스택의 건조를 방지하는 연료전지 차량을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 연료전지 차량은, 연료가스에 의해서 전기에너지를 발생시키는 스택, 상기 스택으로 공기를 불어넣어주는 블로우어, 공기공급라인에 설치된 에어차단밸브, 상기 에어차단밸브와 상기 블로우어 사이에서 분기되고 그 단부는 개방된 바이패스라인, 상기 바이패스라인에 설치되는 바이패스밸브, 및 시동을 오프시키기 위한 오프신호가 감지되면, 상기 에어차단밸브를 닫고, 상기 바이패스밸브를 열어주는 제어부를 포함한다.
상기 에어차단밸브와 상기 스택 사이에 설치되어 상기 스택으로 공급되는 공기를 가습시키는 가습기를 더 포함한다.
앞에서 기재된 바와 같이 본 발명에 따른 연료전지 차량에서, 연료전지 차량이 아이들스톱 상태에 도달하면, 스택으로 공기를 공급하는 블로우어의 작동을 멈추는 동시에, 바이패스라인을 개방하고 에어차단밸브를 차단함으로서 스택으로 공급되는 에어를 신속하게 차단할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 차량의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 차량을 제어하기 위한 플로우차트이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 차량을 제어하기 위한 플로우차트이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 차량의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 연료전지 차량은 스택(100), 가습기(110), 블로우어(120), 에어차단밸브(130), 바이패스라인(150), 바이패스밸브(140), 및 제어부(160)를 포함한다.
상기 스택(100)은 수소와 산소를 이용하여 전기를 생성하고, 그 생성된 전기를 이용하여, 모터를 작동시켜 차량을 움직이며, 상기 블로우어(120)는 상기 스택(100)으로 산소를 포함한 공기를 공급한다.
상기 스택(100)과 상기 블로우어(120) 사이에 형성된 에어공급라인에는 상기 가습기(110)가 설치되어, 상기 스택(100)으로 공급되는 공기를 가습시킨다.
아울러, 상기 가습기(110)와 상기 블로우어(120) 사이에 상기 에어차단밸브(130)가 설치되고, 상기 에어차단밸브(130)와 상기 블로우어(120) 사이에서 상기 바이패스라인(150)이 분기된다.
상기 바이패스라인(150)의 단부는 외부로 개방되고, 상기 바이패스라인(150) 중간에 상기 바이패스밸브(140)가 설치된다.
상기 제어부(160)는 상기 스택(100), 상기 가습기(110), 상기 에어차단밸브(130), 상기 바이패스밸브(140), 및 상기 블로우어(120)를 제어하고, 이들로부터 작동신호를 감지한다.
아울러, 상기 제어부(160)는 여러 가지 센서로부터 차량의 운전상태를 감지하고, 연료전지 차량이 시동오프상태 또는 아이들스톱 상태인지를 판단한다. 시동오프인 상태는, 시동키의 위치로부터 감지할 수 있고, 아이들스톱 상태는 전압(S/CAP)의 크기에 의해서 감지될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 차량을 제어하기 위한 플로우차트이다.
도 2를 참조하면, S200에서, 차량이 아이들 상태에서 시동오프 또는 아이들스톱 상태인지 판단한다. 본 발명의 실시예에서, S/CAP 전압이 작아져서 아이들스톱(Idle Stop) 구간에 진입하면, 차량이 아이들스탑 상태로 판단할 수 있다. 아울러, 시동키의 작동위치에 따라서 시동오프 상태를 감지할 수 있다.
전술한 바와 같이, 연료전지 차량이 아이들스톱 또는 시동오프되면, S210에서, 상기 블로우어(120)의 작동을 멈추고, S220에서 상기 바이패스밸브(140)를 오픈시키고, S230에서, 상기 에어차단밸브(130)를 클로즈시킨다. 따라서, S240에서 상기 스택(100)으로 공기의 공급이 신속하게 중단된다.
본 발명의 실시예에서, 상기 제어부가 상기 블로우어의 작동을 멈추더라도, 회전관성에 의해서 상기 블로우어는 일정기간 동안 공기를 공급하는데, 상기 바이패스밸브를 오픈시켜, 상기 바이패스라인으로 공기를 배출시키면서, 상기 에어차단밸브를 차단한다. 여기서, 상기 에어차단밸브가 고장으로 작동되지 않더라도, 상기 바이패스밸브가 열림으로써, 공기가 공급되는 것을 안정적으로 차단할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 S210, 상기 S220, 및 상기 S230은 동시에 또는 순차적으로 수행될 수 있고, 그 순서는 뒤바뀔 수 있다. 예를 들어, S210->S230->S220, S220->S230->S210, 또는 S220->S210->S230로 수행될 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
100: 스택
110: 가습기
120: 블로우어
130: 에어차단밸브
140: 바이패스밸브
150: 바이패스라인
160: 제어부
110: 가습기
120: 블로우어
130: 에어차단밸브
140: 바이패스밸브
150: 바이패스라인
160: 제어부
Claims (2)
- 연료가스에 의해서 전기에너지를 발생시키는 스택;
상기 스택으로 공기를 불어넣어주는 블로우어;
공기공급라인에 설치된 에어차단밸브;
상기 에어차단밸브와 상기 블로우어 사이에서 분기되고 그 단부는 개방된 바이패스라인;
상기 바이패스라인에 설치되는 바이패스밸브; 및
아이들 스톱 또는 시동을 오프시키기 위한 오프신호가 감지되면, 상기 에어차단밸브를 닫고, 상기 바이패스밸브를 열어주는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량. - 제1항에서,
상기 에어차단밸브와 상기 스택 사이에 설치되어 상기 스택으로 공급되는 공기를 가습시키는 가습기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량.
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
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