KR20120051905A - Solar cell cooling apparatus for fuel cell vehicle and driving method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 연료전지 차량의 태양전지 냉각 장치 및 그의 구동 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 연료 전지의 배기 성분인 물을 통해 별도의 냉각 장치 없이 태양 전지를 냉각시킴으로써, 태양 전지의 발전 효율이 저하는 되는 것을 방지할 수 있는 연료전지 차량의 태양전지 냉각 장치 및 그의 구동 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a solar cell cooling device of a fuel cell vehicle and a driving method thereof, and more particularly, by cooling a solar cell without a separate cooling device through water, which is an exhaust component of a fuel cell, the power generation efficiency of the solar cell is reduced. The present invention relates to a solar cell cooling device of a fuel cell vehicle and a driving method thereof, which can be prevented.
지구상의 화석연료가 고갈되어가고 있고, 또한 화석연료의 사용으로 인해 지구환경의 오염이 심각해지고 있기 때문에, 차량의 에너지 문제는 지구상에서 급히 해결해야 할 가장 중요한 문제로 대두되고 있다. As fossil fuels are being depleted on the planet, and the use of fossil fuels is increasing the pollution of the global environment, the energy problem of vehicles has emerged as the most important problem to be solved urgently on the planet.
이에 따라 차량에서 화석연료를 대체할 수 있는 청정한 신재생 에너지에 대한 요구가 절실해지고 있는데 가장 유망한 것이 바로 연료 전지이며, 이러한 연료 전지 차량의 효율을 증가시키기 위해서 전력 생성을 위한 다른 전력원들이 함께 이용되고 있다. Accordingly, there is an urgent need for clean renewable energy to replace fossil fuels in vehicles. The most promising is fuel cells, and other power sources for generating electricity are used together to increase the efficiency of such fuel cell vehicles. It is becoming.
이러한 전력원으로는 태양 전지가 이용될 수 있는데 태양 전지는 표면의 온도가 일정온도 이상이 되면 발전 효율이 크게 낮아지는 특성을 갖고 있으므로, 이를 보상하기 위해서 태양 전지의 온도를 낮추기 위한 별도의 냉각 장치가 구비되어야 하지만, 차량에 이러한 냉각 장치를 구비하기 위해서 공간 구비 및 비용 상승의 문제가 발생 될 수 있다. As such a power source, a solar cell may be used. Since the solar cell has a characteristic of significantly lowering power generation efficiency when the surface temperature exceeds a certain temperature, a separate cooling device for lowering the temperature of the solar cell to compensate for this. Although it should be provided, in order to have such a cooling device in a vehicle, problems of space provision and cost increase may occur.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 연료 전지의 배기 성분인 물을 통해 별도의 냉각 장치 없이 태양 전지를 냉각시킴으로써, 태양 전지의 발전 효율이 저하는 되는 것을 방지할 수 있는 연료전지 차량의 태양전지 냉각 장치 및 그의 구동 방법을 제공하는데 있다.The present invention is to overcome the above-mentioned conventional problems, an object of the present invention by cooling the solar cell without a separate cooling device through the water which is the exhaust component of the fuel cell, thereby preventing the power generation efficiency of the solar cell is lowered. The present invention provides a solar cell cooling device for a fuel cell vehicle and a driving method thereof.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 연료전지 차량의 태양전지 냉각 장치 및 그의 구동 방법은 연료 전지와 태양 전지를 구비한 연료전지 차량의 태양 전지 냉각 장치로 상기 연료 전지에서 전력 생성시 발생되는 배기 성분인 물을 저장하는 리저버와, 상기 태양 전지의 온도가 기준 온도 이상이면, 상기 리저버에 저장되어 있는 물을 펌핑하는 펌프 및 상기 펌프에서 공급되는 물을 상기 태양 전지로 공급하는 노즐을 포함할 수 있다. In order to achieve the above object, a solar cell cooling apparatus of a fuel cell vehicle and a driving method thereof according to the present invention are a solar cell cooling apparatus of a fuel cell vehicle having a fuel cell and a solar cell, which are generated when power is generated in the fuel cell. A reservoir for storing water as an exhaust component, a pump for pumping water stored in the reservoir, and a nozzle for supplying water supplied from the pump to the solar cell when the temperature of the solar cell is equal to or higher than a reference temperature. Can be.
상기 태양 전지의 온도가 기준 온도 이상인 것으로 판단되면, 저전압 배터리에서 상기 펌프로 전력이 공급하여 상기 펌프가 구동되도록 제어하는 전류 전압 제어기를 더 포함할 수 있다. If it is determined that the temperature of the solar cell is greater than or equal to the reference temperature, the low-voltage battery may further include a current voltage controller for controlling the pump to be driven by supplying power to the pump.
상기 전류 전압 제어기는 상기 저전압 배터리의 충전 상태를 확인하여 상기 펌프를 구동시킬 수 없는 것으로 판단되면 고전압 배터리의 충전 상태를 확인하고 고전압 배터리의 전압을 변환하여 상기 저전압 배터리를 충전시킬 수 있다. If it is determined that the current voltage controller cannot check the state of charge of the low voltage battery to drive the pump, the current voltage controller may check the state of charge of the high voltage battery and convert the voltage of the high voltage battery to charge the low voltage battery.
상기 전류 전압 제어기는 상기 저전압 배터리 및 상기 고전압 배터리의 충전 상태가 상기 펌프를 구동 시킬 수 없는 것으로 판단되면, 상기 연료 전지의 전압을 통해 상기 고전압 배터리를 충전시키고, 상기 고전압 배터리의 전압을 통해 상기 저전압 배터리를 충전시켜서 상기 펌프를 구동 시킬 수 있다. If it is determined that the state of charge of the low voltage battery and the high voltage battery is unable to drive the pump, the current voltage controller charges the high voltage battery through the voltage of the fuel cell, and the low voltage through the voltage of the high voltage battery. The pump can be driven by charging the battery.
또한 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 연료전지 차량의 태양전지 냉각 장치 및 그의 구동 방법은 태양 전지의 온도가 기준 온도 이상인지 여부를 판단하는 제1단계와, 상기 태양 전지의 온도가 기준 온도 이상일 경우, 저전압 배터리의 충전 상태가 펌프를 구동시킬 수 있는지 여부를 확인하는 제2단계 및, 상기 저전압 배터리의 충전 상태가 상기 펌프를 구동시킬 수 있는 것으로 판단되면, 상기 펌프를 구동시켜서 연료 전지 구동시 발생된 물을 저장하고 있는 리저버의 물을 상기 태양 전지로 공급하는 제3단계를 포함할 수 있다. In addition, in order to achieve the above object, a solar cell cooling apparatus and a driving method thereof of a fuel cell vehicle according to the present invention includes a first step of determining whether the temperature of the solar cell is higher than the reference temperature, and the temperature of the solar cell A second step of checking whether the state of charge of the low voltage battery can drive the pump when the temperature is higher than the temperature; and if it is determined that the state of charge of the low voltage battery can drive the pump, the fuel cell is driven by driving the pump. The method may include a third step of supplying water of a reservoir storing water generated during operation to the solar cell.
본 발명에 의한 연료전지 차량의 태양전지 냉각 장치 및 그의 구동 방법은 연료 전지의 배기 성분인 물을 통해 별도의 냉각 장치 없이 태양 전지를 냉각시킴으로써, 태양 전지의 발전 효율이 저하는 되는 것을 방지할 수 있게 된다.The solar cell cooling apparatus and driving method thereof of the fuel cell vehicle according to the present invention can prevent the solar cell power generation efficiency from being lowered by cooling the solar cell through a water that is an exhaust component of the fuel cell without a separate cooling apparatus. Will be.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 연료전지 차량의 태양전지 냉각 장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1의 연료전지 차량의 태양전지 냉각 장치의 구동 방법을 도시한 순서도이다. 1 is a block diagram illustrating a solar cell cooling apparatus of a fuel cell vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of driving a solar cell cooling device of the fuel cell vehicle of FIG. 1.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 연료전지 차량의 태양전지 냉각 장치를 도시한 블록도가 도시되어 있다. 1, a block diagram illustrating a solar cell cooling apparatus of a fuel cell vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention is shown.
도 1에서 도시된 바와 같이 연료전지 차량의 태양전지 냉각 장치(10)는 연료 전지(11), 태양 전지(12) 및 고전압 배터리(17)의 전압을 차량의 구동모터 및 전장 부품으로 전력을 공급한다. 그리고 이러한 연료전지 차량의 태양전지 냉각 장치(10)는 저전압 배터리(16)를 구비하며 차량의 각 전장 부품으로 전압을 공급한다. As shown in FIG. 1, the solar
이러한 연료전지 차량의 태양전지 냉각 장치(10)는 수소와 공기를 공급받아 전압을 생성하는 연료 전지(11)에서 전압을 생성하기 위해 수소와 산소가 반응하여 발생된 물을 리저버(13)에 저장한다. 그리고 리저버(13)에 저장된 물을 펌핑하여 태양 전지(12)로 공급하기 위한 펌프(14)를 더 구비한다. 그리고 이와 같이 펌프(14)를 통해 펌핑된 물은 노즐(15)을 통해 태양 전지(12)로 공급된다. The solar
그리고 태양 전지(12)에는 표면 온도를 측정하는 온도 센서(12a)가 더 구비한다. 그리고 펌프(14)는 온도 센서(12a)에서 측정된 태양 전지(12)의 표면 온도가 기준 온도 이상이면, 발전 효율이 낮아지기 때문에 태양 전지(12)를 냉각시키기 위해 리저버(13)에 저장되어 있는 물을 펌핑하여, 노즐(15)을 통해 태양 전지(12)로 공급한다. The
그리고 이러한 펌프(14)는 차량의 각 전장 부품으로 저 전압을 인가하는 저전압 배터리(16)로부터 전압을 공급 받는다. 그리고 저전압 배터리(16)의 충전량이 펌프를 구동시키기 위한 전압을 공급할 수 없는 상태일 경우, 고전압 배터리(17)의 전압을 전압 변환기를 통해 저전압으로 변환한 후 저전압 배터리(16)를 충전시키고 이를 통해 펌프(14)를 구동시킨다. 그리고 고전압 배터리(17)의 충전량이 저전압 배터리(16)를 충전시킬 수 없을 경우에는 연료 전지(11)의 전압을 통해 고전압 배터리(17)를 충전하고, 고전압 배터리(17)에서 인가되는 전압에 의해 저전압 배터리(16)를 충전하며, 이를 통해 펌프(14)를 구동시킬 수 있다. 이러한 저전압 배터리(16) 및 고전압 배터리(17)의 충전량을 체크하고 전압을 인가는 전류 전압 제어기(18)에서 모니터링하고 제어한다. The
그리고 연료 전지(11)가 수소와 산소를 인가받아 전압 발생하도록 제어하는 연료 전지 제어기(19)를 더 포함한다. 이러한 연료 전지 제어기(19)는 펌프(14)가 리저버(13)의 물을 펌핑하여 노즐(15)을 통해 배출하도록, 펌프(14)의 구동을 제어한다. In addition, the
그리고 도 2를 참조하면, 도 1의 연료전지 차량의 태양전지 냉각 장치의 구동 방법을 도시한 순서도가 도시되어 있다. 이하에서는 도 2의 연료전지 차량의 태양전지 냉각 장치 및 그의 구동 방법의 구동 방법을 도 1의 연료전지 차량의 태양전지 냉각 장치를 참조하여 설명하고자 한다. 2, a flowchart illustrating a method of driving the solar cell cooling apparatus of the fuel cell vehicle of FIG. 1 is illustrated. Hereinafter, the solar cell cooling apparatus of the fuel cell vehicle of FIG. 2 and the driving method thereof will be described with reference to the solar cell cooling apparatus of the fuel cell vehicle of FIG. 1.
우선 연료 전지 차량이 시동되어, 연료 전지가 전압을 생성하도록 구동(S1) 되면, 연료 전지가 전압을 생성하기 위해 수소와 산소의 화학 반응시 발생된 물을 리저버(13)에 저장(S2)한다. First, when the fuel cell vehicle is started and the fuel cell is driven to generate a voltage (S1), the fuel cell stores the water generated during the chemical reaction of hydrogen and oxygen in the reservoir 13 (S2) to generate a voltage. .
그리고 이때 태양 전지(12)에 장착된 온도 센서(12a)에서는 태양 전지(12)의 표면 온도를 측정한다. 이와 같은 온도 센서(12a)에서 측정된 태양 전지(12)의 온도가 기준 온도(T)를 초과하는지 여부를 판단(S3)한다. 여기서 기준 온도(T)는 태양 전지의 발전 효율을 저하시키는 온도로 설정할 수 있다. At this time, the temperature sensor 12a mounted on the
즉, 태양 전지(12)의 온도가 기준 온도(T)를 초과할 경우, 태양 전지(12)의 발전 효율이 저하되는 것을 방지하기 위해서, 펌프(14)를 구동시켜서 리저버(13)에 저장된 물을 태양 전지(12)로 공급함으로써, 상기 리저버(13)에 저장된 물을 통해 태양 전지(12)를 냉각 시킨(S6)다.That is, when the temperature of the
그리고 태양 전지(12) 냉각을 위해 펌프(14)를 구동시키기 이전에는 펌프(14)로 저전압을 공급하는 저전압 배터리(16)의 충전량이, 기준 충전량(A)을 초과하는지 여부를 확인(S4)한다. 여기서 기준 충전량(A)은 저전압 배터리(16)의 충전량이 펌프(14)를 구동시키는 전압을 충분히 공급할 수 있는 정도가 되는지 알아보기 위한 기준 값이다. 즉, 저전압 배터리(16)의 충전량이 기준 충전량(A)을 초과할 경우에, 저전압 배터리(16)에서 펌프(14)를 구동시키기 위한 전력을 충분히 공급할 수 있다. 만약 저전압 배터리(16)의 충전량이 기준 충전량(A)이하일 경우에는, 고전압 배터리(17)의 전력을 통해 저전압 배터리(16)를 충전한다. 만약 고전압 배터리(17)의 충전량이 저전압 배터리(16)를 충전하기 위한 전력 요구량을 만족하지 않는다면, 연료 전지(11)에서 발생된 전력을 통해 고전압 배터리(17)를 충전한다. Before driving the
이와 같은 태양 전지(12)를 구비한 연료 전지 차량은 연료 전지의 배기 성분인 물을 통해 별도의 냉각 장치 없이 태양 전지(12)를 냉각시킴으로써, 태양 전지(12)의 발전 효율이 저하는 되는 것을 방지할 수 있다.In the fuel cell vehicle having the
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 연료전지 차량의 태양전지 냉각 장치 및 그의 구동 방법을 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.What has been described above is just one embodiment for implementing the solar cell cooling apparatus and driving method thereof of the fuel cell vehicle according to the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiment, in the following claims As claimed, any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention will have the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.
11; 연료 전지 12; 태양 전지
13; 리저버 14; 펌프
15; 노즐 16; 저전압 배터리
17; 고전압 배터리 18; 전류 전압 제어기
19; 연료 전지 제어기11;
13; Reservoir 14; Pump
15;
17;
19; Fuel cell controller
Claims (5)
상기 연료 전지에서 전력 생성시 발생되는 배기 성분인 물을 저장하는 리저버;
상기 태양 전지의 온도가 기준 온도 이상이면, 상기 리저버에 저장되어 있는 물을 펌핑하는 펌프; 및
상기 펌프에서 공급되는 물을 상기 태양 전지로 공급하는 노즐을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 태양전지 냉각 장치.In the solar cell cooling device of a fuel cell vehicle having a fuel cell and a solar cell,
A reservoir for storing water which is an exhaust component generated when power is generated in the fuel cell;
A pump for pumping water stored in the reservoir when the temperature of the solar cell is equal to or higher than a reference temperature; And
The solar cell cooling device of a fuel cell vehicle, characterized in that it comprises a nozzle for supplying the water supplied from the pump to the solar cell.
상기 태양 전지의 온도가 기준 온도 이상인 것으로 판단되면, 저전압 배터리에서 상기 펌프로 전력이 공급하여 상기 펌프가 구동되도록 제어하는 전류 전압 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 태양전지 냉각 장치.The method according to claim 1,
If it is determined that the temperature of the solar cell is higher than the reference temperature, the solar cell cooling device of a fuel cell vehicle, characterized in that it further comprises a current voltage controller for controlling the drive of the pump by supplying power from the low voltage battery to the pump.
상기 전류 전압 제어기는
상기 저전압 배터리의 충전 상태를 확인하여 상기 펌프를 구동시킬 수 없는 것으로 판단되면 고전압 배터리의 충전 상태를 확인하고 고전압 배터리의 전압을 변환하여 상기 저전압 배터리를 충전시키는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 태양전지 냉각 장치.The method according to claim 2,
The current voltage controller
If it is determined that the low voltage battery can not be driven by checking the state of charge of the low voltage battery, it is possible to check the state of charge of the high voltage battery and convert the voltage of the high voltage battery to charge the low voltage battery. Cooling system.
상기 전류 전압 제어기는
상기 저전압 배터리 및 상기 고전압 배터리의 충전 상태가 상기 펌프를 구동 시킬 수 없는 것으로 판단되면, 상기 연료 전지의 전압을 통해 상기 고전압 배터리를 충전시키고, 상기 고전압 배터리의 전압을 통해 상기 저전압 배터리를 충전시켜서 상기 펌프를 구동 시키는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 태양전지 냉각 장치.The method according to claim 1,
The current voltage controller
If it is determined that the state of charge of the low voltage battery and the high voltage battery is unable to drive the pump, the high voltage battery is charged through the voltage of the fuel cell, and the low voltage battery is charged by the voltage of the high voltage battery. A solar cell cooling device of a fuel cell vehicle, characterized by driving a pump.
상기 태양 전지의 온도가 기준 온도 이상일 경우, 저전압 배터리의 충전 상태가 펌프를 구동시킬 수 있는지 여부를 확인하는 제2단계; 및
상기 저전압 배터리의 충전 상태가 상기 펌프를 구동시킬 수 있는 것으로 판단되면, 상기 펌프를 구동시켜서 연료 전지 구동시 발생된 물을 저장하고 있는 리저버의 물을 상기 태양 전지로 공급하는 제3단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 태양전지 냉각 장치의 구동 방법.A first step of determining whether a temperature of the solar cell is equal to or higher than a reference temperature;
A second step of checking whether the state of charge of the low voltage battery can drive the pump when the temperature of the solar cell is higher than or equal to a reference temperature; And
If it is determined that the state of charge of the low voltage battery can drive the pump, including the third step of driving the pump to supply the water of the reservoir that stores the water generated when the fuel cell driving to the solar cell Method of driving a solar cell cooling device of a fuel cell vehicle, characterized in that made.
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2010
- 2010-11-15 KR KR1020100113260A patent/KR20120051905A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102018210188A1 (en) * | 2018-06-22 | 2019-12-24 | Audi Ag | Coolant regeneration with photovoltaics |
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