KR20120059691A - Control method for RPM of air blower at fuel cell initial starting - Google Patents

Control method for RPM of air blower at fuel cell initial starting Download PDF

Info

Publication number
KR20120059691A
KR20120059691A KR1020100121077A KR20100121077A KR20120059691A KR 20120059691 A KR20120059691 A KR 20120059691A KR 1020100121077 A KR1020100121077 A KR 1020100121077A KR 20100121077 A KR20100121077 A KR 20100121077A KR 20120059691 A KR20120059691 A KR 20120059691A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rpm
initial
air blower
fuel cell
driving
Prior art date
Application number
KR1020100121077A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
정성진
윤성곤
정재원
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 KR1020100121077A priority Critical patent/KR20120059691A/en
Publication of KR20120059691A publication Critical patent/KR20120059691A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/043Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods
    • H01M8/04302Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods applied during start-up
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313Processes 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
    • H01M8/0432Temperature; Ambient temperature
    • H01M8/0435Temperature; Ambient temperature of cathode exhausts
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746Pressure; Flow
    • H01M8/04753Pressure; Flow of fuel cell reactants
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04992Processes 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

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

Abstract

PURPOSE: A controlling method for RPM of air blower at fuel cell initial starting is provided to prevent cathode flooding at fuel cell initial stating, to reduce the driving noise of an air blower by maximized air blower RPM control, and to improve product value of a vehicle. CONSTITUTION: A controlling method for RPM of air blower at fuel cell initial starting comprises: a step of measuring initial starting temperature in a stack air outlet; a step of calculating initial driving RPM of an air blower by applying the measured initial temperature to a first RPM conversion map; and a step of driving the air blower until the end of set initial starting section, according to the calculated initial driving RPM.

Description

연료전지 시동 초기의 공기 블로워 RPM 제어 방법{Control method for RPM of air blower at fuel cell initial starting}Control method for RPM of air blower at fuel cell initial starting}

본 발명은 연료전지 시동 초기의 공기 블로워 RPM 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스택 공기 출구단의 상대 습도에 따라 공기 블로워의 시동 초기 구동 RPM을 가변적으로 제어할 수 있는 연료전지 공기 블로워 RPM 제어 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for controlling an air blower RPM at the beginning of a fuel cell startup, and more particularly to a fuel cell air blower RPM control capable of variably controlling a starting initial RPM of the air blower according to the relative humidity of the stack air outlet stage. It is about a method.

연료전지는 공기 중의 산소와 연료인 수소를 공급받아 물을 생성하면서 전기를 발생시키는 장치로서, 고순도의 수소가 수소저장탱크로부터 연료전지 스택의 연료극(anode)으로 공급되고, 공기블로워의 작동에 의하여 대기중의 공기가 가습기를 거쳐 연료전지 스택의 공기극(cathode)으로 공급된다. 상기 연료전지는 친환경 자동차 개발의 일환으로 연료전지 차량에 적용되어 널리 사용되고 있다.A fuel cell is a device that generates electricity while generating water by receiving oxygen in the air and hydrogen as a fuel. High-purity hydrogen is supplied from a hydrogen storage tank to an anode of a fuel cell stack, and is operated by an air blower. Air in the atmosphere is supplied to the cathode of the fuel cell stack via a humidifier. The fuel cell has been widely applied to fuel cell vehicles as part of the development of eco-friendly vehicles.

이러한 연료전지 차량이 연료전지를 사용하여 주행을 한 후 운전을 멈추게 되면, 운전중에 생기 물의 일부가 연료전지 내에 남게 될 수 있다. 따라서 다음 시동시의 초기에는 연료전지 내부에 잔류하는 물로 인해 연료전지 스택의 성능이 영향을 받을 수 있었다.If the fuel cell vehicle stops driving after driving using the fuel cell, some of the water generated in the driving may remain in the fuel cell. Therefore, the performance of the fuel cell stack could be affected by water remaining inside the fuel cell at the beginning of the next startup.

종래 기술의 경우 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 연료전지 시동 초기의 공기 블로워 제어는 캐소드의 플러딩(Flooding)을 방지할 수 있는 수준의 고정값 RPM 운전을 일정시간 수행하도록 하였다.In the case of the prior art, in order to solve the above problems, the air blower control at the beginning of the fuel cell startup is to perform a fixed value RPM operation at a level that can prevent the flooding of the cathode for a predetermined time.

그러나 연료전지 차량의 운행에 있어서, 첫 시동 이외에 잦은 재시동 및 여러 다양한 환경(온도, 습도 등)에서의 시동이 있을 수 있는데, 이에 대하여 일률적인 고정 RPM 제어를 수행하게 됨으로 인해 연료전지 내에 잔류하는 물이 많지 않음에도 불구하고 불필요하게 높은 RPM의 공기 블로워 구동이 진행되는 경우가 빈번히 발생하였다. 이는 공기 블로워의 구동 소음을 증대시키고, 직류변환장치의 부스터 전력 증가에 따른 단품 내구성의 감소로 이어지는 문제점이 있었다.
However, in the operation of the fuel cell vehicle, there may be frequent restarts and start-ups in various environments (temperature, humidity, etc.) in addition to the first start-up, and water remaining in the fuel cell due to uniform fixed RPM control is performed. In spite of not being much, an unnecessarily high RPM air blower was frequently driven. This increases the driving noise of the air blower, there is a problem leading to a reduction in the durability of the unit due to the booster power of the DC converter.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 스택 공기 출구단의 상대 습도에 따라 공기 블로워의 시동시 RPM을 가변적으로 제어함으로, 시동 초기의 잔존 응축수로 인한 캐소드 플러딩을 방지함은 물론, 적절한 RPM 제어를 통해 시동 소음을 감소시키고 시동 초기 셀 전압 안정화 및 직류 변환 장치의 부스터 전력 감소를 이루고자 하는 목적을 가지고 있다.
Therefore, the present invention has been invented to solve the above problems, by controlling the RPM at the start of the air blower in accordance with the relative humidity of the stack air outlet end, to prevent the cathode flooding due to the remaining condensate at the beginning of the start Of course, the purpose is to reduce the startup noise, stabilize the start-up cell voltage and reduce the booster power of the DC converter through proper RPM control.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 연료전지 시동 초기의 공기 블로워 RPM 제어 방법은, 연료전지 스택 공기 출구단의 시동시 초기 온도를 측정하는 단계; 측정된 상기 초기 온도를 제 1 RPM 변환맵에 적용하여 공기 블로워의 초기 구동 RPM을 산출하는 단계; 및 산출된 상기 초기 구동 RPM에 따라, 설정된 시동 초기구간 종료시까지 공기 블로워를 구동하는 시동 초기 공기 블로워 구동 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an air blower RPM control method for initializing a fuel cell startup according to the present invention includes: measuring an initial temperature at startup of a fuel cell stack air outlet; Calculating an initial driving RPM of an air blower by applying the measured initial temperature to a first RPM conversion map; And a starting initial air blower driving step of driving the air blower until the set starting initial section ends according to the calculated initial driving RPM. Characterized in that it comprises a.

이때, 상기 초기 시동 공기 블로워 구동 단계는 스택 전류값을 실시간으로 측정하는 단계를 더 포함하고, 상기 측정된 스택 전류값이 설정 전류값 보다 클 경우, 측정된 상기 초기 온도를 제 2 RPM 변환맵에 적용하여 공기 블로워의 초기 구동 RPM을 재산출하고, 재산출된 초기 구동 RPM에 따라, 설정된 시동 초기구간 종료시까지 공기 블로워를 구동하는 것을 특징으로 한다.In this case, the initial starting air blower driving step may further include measuring a stack current value in real time, and when the measured stack current value is larger than a set current value, the measured initial temperature is converted into a second RPM conversion map. It is applied to recalculate the initial drive RPM of the air blower, according to the recalculated initial drive RPM, characterized in that to drive the air blower until the end of the set start-up initial section.

또한, 상기 초기 시동 공기 블로워 구동 단계는 스택 셀 최소 전압을 실시간으로 측정하는 단계를 더 포함하고, 상기 측정된 스택 셀 최소 전압이 설정 전압보다 작을 경우, 측정된 상기 초기 온도를 제 2 RPM 변환맵에 적용하여 공기 블로워의 초기 구동 RPM을 재산출하고, 재산출된 초기 구동 RPM에 따라, 설정된 시동 초기구간 종료시까지 공기 블로워를 구동하는 것을 특징으로 한다.The initial starting air blower driving step may further include measuring a stack cell minimum voltage in real time, and when the measured stack cell minimum voltage is smaller than a set voltage, converting the measured initial temperature to a second RPM conversion map. Reapplying the initial drive RPM of the air blower by applying to, characterized in that to drive the air blower until the end of the set start-up initial section in accordance with the recalculated initial drive RPM.

이때, 상기 제 1 RPM 변환맵은 설정된 온도 구간에서 초기 온도 입력에 대해 출력되는 초기 구동 RPM이 상기 초기 온도에 반비례하는 것이 바람직하다.In this case, the first RPM conversion map is preferably inversely proportional to the initial temperature is the initial drive RPM output for the initial temperature input in the set temperature interval.

또한, 상기 제 2 RPM 변환맵은 설정된 온도 구간에서 초기 온도 입력에 대해 출력되는 초기 구동 RPM이 상기 초기 온도에 반비례하며, 상기 제 1 RPM 변환맵에 의해 출력되는 공기 블로워 구동 RPM 출력값보다 크게 설정되는 것이 바람직하다.
The second RPM conversion map may have an initial driving RPM that is output in response to an initial temperature input in a set temperature range in inverse proportion to the initial temperature, and is set larger than an air blower driving RPM output value output by the first RPM conversion map. It is preferable.

본 발명에 따른 연료전지 시동 초기의 공기 블로워 RPM 제어 방법에 의하면, 연료전지 시동 초기의 캐소드 플러딩을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 최적의 공기 블로워 RPM 제어로 블로워 구동 소음을 감소시키고 차량 상품성을 증대시킬 수 있다.According to the method of controlling the air blower RPM at the beginning of the fuel cell startup according to the present invention, not only can the cathode flooding at the beginning of the fuel cell startup be prevented, but the optimum air blower RPM control can reduce the blower driving noise and increase the vehicle marketability. Can be.

또한, 공기 블로워 RPM 구동에 필요한 직류변환장치의 부스터 전력 감소가 가능하여 단품 내구성이 향상될 수 있다.In addition, it is possible to reduce the booster power of the DC converter required to drive the air blower RPM can be improved durability of the unit.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면 연료전지 시동 초기에 차량 운행 등에 따른 스택 전류 증가의 상황에서도 셀 전압을 안정적으로 유지할 수 있게 된다.
In addition, according to the embodiment of the present invention, it is possible to stably maintain the cell voltage even in a situation in which stack current increases due to vehicle operation at the beginning of fuel cell startup.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 시동 초기의 공기 블로워 RPM 제어 방법을 나타내는 순서도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공기 출구단 온도를 통해 공기 블로워 초기 구동 RPM을 구하는 변환맵을 나타내는 그래프.
1 is a flow chart showing a method for controlling an air blower RPM at the start of fuel cell startup according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a graph showing a conversion map to obtain the air blower initial drive RPM through the air outlet end temperature according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

본 발명은 연료전지 차량의 시동 초기에 있어서, 연료전지 스택 공기 출구단의 상대 습도에 따라 공기 블로워의 구동 RPM을 다르게 하는 제어 방법에 대한 것이다. 더욱 구체적으로는 시동 초기의 스택 공기 출구단(캐소드 출구) 온도를 통해 스택 잔존 응축수의 양을 추정하고, 이에 따라 상기 응축수를 배출하기 위한 공기 블로워의 구동 RPM을 가변적으로 제어할 수 있다. 즉, 본 발명에서는 시동 초기의 스택 공기 출구단 온도에 따라 공기 블로워의 구동 RPM 값을 다르게 하며, 저온일 경우 구동 RPM을 높게 하고 고온일 경우에는 구동 RPM을 낮게 할 수 있다.The present invention relates to a control method for varying driving RPM of an air blower at the initial stage of start-up of a fuel cell vehicle according to the relative humidity of the fuel cell stack air outlet. More specifically, the amount of stack remaining condensate can be estimated based on the temperature of the stack air outlet stage (cathode outlet) at the beginning of startup, and accordingly, the driving RPM of the air blower for discharging the condensate can be variably controlled. That is, in the present invention, the drive RPM value of the air blower may be changed according to the stack air outlet temperature at the initial stage of start-up, the drive RPM may be increased at low temperatures, and the drive RPM may be low at high temperatures.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 시동 초기의 공기 블로워 RPM 제어 방법을 나타내는 순서도이다.1 is a flowchart illustrating a method of controlling an air blower RPM at an initial stage of starting a fuel cell according to an exemplary embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 제어 방법에 의하면, 먼저 연료전지 스택 공기 출구단의 시동시 초기 온도(T_init)를 측정한다(S110). 이때, 상기 초기 온도(T_init)를 스택 공기 출구단의 온도(Tout)로 저장하여 제어부에 전달할 수 있다.As shown, according to the control method according to the embodiment of the present invention, first, the initial temperature T_init at the start of the fuel cell stack air outlet stage is measured (S110). In this case, the initial temperature T_init may be stored as the temperature Tout of the stack air outlet and transferred to the controller.

제어부는 상기 전달받은 초기 온도(T_init)에 기초하여 공기 블로워의 초기 구동 RPM(RPM_init)을 산출한다(S120). 이때, 상기 초기 온도를 본 발명의 실시예에 따른 RPM 변환맵에 적용하여 공기 블로워의 초기 구동 RPM을 산출할 수 있다.The controller calculates an initial driving RPM (RPM_init) of the air blower based on the received initial temperature (T_init) (S120). In this case, the initial driving RPM of the air blower may be calculated by applying the initial temperature to the RPM conversion map according to the embodiment of the present invention.

상기 RPM 변환맵은 스택 공기 출구단의 온도에 대한 공기 블로워의 구동 RPM 변환 관계를 나타내는 맵으로서, 도 2는 상기 RPM 변환맵의 일 실시예를 나타내고 있다.The RPM conversion map is a map showing a drive RPM conversion relationship of the air blower with respect to the temperature of the stack air outlet end, and FIG. 2 illustrates an embodiment of the RPM conversion map.

도 2를 참조로 하면 본 발명의 RPM 변환맵(Ca, Cb)은 공기 출구단 온도(Tout)를 입력으로 받아서, 시동 초기의 공기 블로워 구동 RPM을 반환할 수 있다. 이때, 상기 RPM 변환맵은 설정된 온도 구간(T_low ~ T_high)에서 초기 온도(T_init)가 높을수록 산출되는 초기 구동 RPM(RPM_init)이 작아짐을 관찰할 수 있는데, 이는 공기 출구단의 초기 온도(T_init)가 높을수록 스택 잔류 응축수의 양이 적기 때문이다(상대습도 낮음).Referring to FIG. 2, the RPM conversion maps Ca and Cb of the present invention may receive the air outlet temperature Tout as an input and return the air blower driving RPM at the initial stage of startup. In this case, the RPM conversion map may observe that the initial driving RPM (RPM_init) calculated as the initial temperature (T_init) is higher in the set temperature range (T_low ~ T_high), which is the initial temperature (T_init) of the air outlet end The higher the value, the smaller the amount of residual residual condensate (low relative humidity).

즉, 스택 공기 출구단의 초기 온도(T_init)는 연료전지 시스템의 현재 시동시점과 이전 종료 시점 간의 시간 간격을 반영하는 것으로서, 상기 초기 온도(T_init)가 높을수록 연료전지 시스템의 현재 시동 시점과 이전 종료 시점 간의 시간 간격이 짧은 것을 의미한다. 따라서, 상기 초기 온도(T_init)가 높을수록 스택에 잔류하는 응축수의 양이 적을 수 있고, 이에 따라 공기 블로워가 낮은 RPM으로 초기 구동될 수 있도록 한다.That is, the initial temperature T_init of the stack air outlet stage reflects the time interval between the current start time and the previous end time of the fuel cell system, and as the initial temperature T_init is higher, the current start time and the previous time of the fuel cell system This means that the time interval between end points is short. Therefore, the higher the initial temperature T_init may be, the smaller the amount of condensate remaining in the stack, thereby allowing the air blower to be initially driven at a lower RPM.

본 발명에서는 초기 시동시, 먼저 제 1 RPM 변환맵(Ca)을 통해 공기 블로워의 초기 구동 RPM(RPM_init)을 산출하고 이를 제어부에 전달하여 공기 블로워의 구동 RPM 명령값(RPM Cmd)이 되도록 할 수 있다(S130). 이때, 상기 공기 블로워의 구동 RPM은 구동 시작 RPM 값에서 상기 초기 구동 RPM(RPM_init)으로 선형적으로 증가하도록 제어할 수 있다. 상기 제어부는 상기 산출된 초기 구동 RPM(RPM_init)에 따라, 설정된 시동 초기구간 종료시(T_finish)까지 공기 블로워를 구동할 수 있다.In the present invention, at initial start-up, an initial driving RPM (RPM_init) of the air blower is first calculated through the first RPM conversion map (Ca) and transferred to the control unit so as to be the driving RPM command value (RPM Cmd) of the air blower. There is (S130). In this case, the drive RPM of the air blower may be controlled to increase linearly from the drive start RPM value to the initial drive RPM (RPM_init). The controller may drive the air blower until the set start initial section (T_finish) according to the calculated initial drive RPM (RPM_init).

한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 시동 초기의 상기 공기 블로워 구동 단계에 있어서 스택 전류값과 최소 셀 전압을 실시간으로 측정할 수 있다. 연료전지 차량의 시동 초기에 본 발명의 실시예에 따라 공기 블로워가 초기 구동 RPM으로 구동되는 상황에서, 운전자의 차량 운행 등에 따라 스택 전류가 증가하거나 최소 셀 전압이 기준치 이하로 떨어지게 될 수 있다.Meanwhile, according to the exemplary embodiment of the present invention, the stack current value and the minimum cell voltage may be measured in real time in the air blower driving step of the initial startup. In the situation where the air blower is driven at the initial driving RPM according to the embodiment of the present invention at the start of the fuel cell vehicle, the stack current may increase or the minimum cell voltage may fall below the reference value according to the driver's vehicle driving.

따라서 상기와 같은 상황에 대하여 연료전지 스택의 셀 전압을 안정적으로 유지하기 위하여, 측정된 스택 전류값이 설정 전류값(Iset)보다 큰지, 측정된 스택 셀 최소 전압이 설정 전압값(Vset)보다 작은지 체크 한다(S140).Therefore, in order to keep the cell voltage of the fuel cell stack stable in the above situation, whether the measured stack current value is larger than the set current value Iset or the measured stack cell minimum voltage is smaller than the set voltage value Vset. Check (S140).

만약 상기 측정된 스택 전류값이 설정 전류값(Iset)보다 크거나, 측정된 스택 셀 최소 전압이 설정 전압값(Vset)보다 작으면, 본 발명의 실시예에 따라 제 2 RPM 변환맵(Cb)을 이용하여 공기 블로워의 초기 구동 RPM을 재산출한다(S150).If the measured stack current value is greater than the set current value Iset or if the measured stack cell minimum voltage is smaller than the set voltage value Vset, the second RPM conversion map Cb according to the embodiment of the present invention. Recalculate the initial drive RPM of the air blower using (S150).

도 2를 참조로 하면, 상기 제 2 RPM 변환맵(Cb)은 제 1 RPM 변환맵(Ca)과 마찬가지로 초기 온도(T_init)가 높을수록 반환되는 초기 구동 RPM값이 낮음을 알 수 있다. 다만, 상기 제 2 RPM 변환맵(Cb)은 동일한 초기 온도(T_init) 조건에 대하여 상기 제 1 RPM 변환맵(Ca)을 통한 초기 구동 RPM(RPM_init) 출력값보다 높은 반환값을 가짐을 알 수 있다. 즉, 제 1 RPM 변환맵(Ca)을 통해 산출한 초기 구동 RPM(RPM_init)에 소정 값(A) 만큼을 증가한 값을 재산출하여, 이를 제어부에 전달할 수 있다. 제어부는 상기 제 2 RPM 변환맵에 의해 재산출된 초기 구동 RPM을 공기 블로워의 구동 RPM 명령값(RPM Cmd)으로 재설정하여 공기 블로워를 구동할 수 있다.Referring to FIG. 2, it can be seen that the second RPM conversion map Cb has a lower initial driving RPM value as the initial temperature T_init is higher like the first RPM conversion map Ca. However, it can be seen that the second RPM conversion map Cb has a higher return value than the initial driving RPM_init output value through the first RPM conversion map Ca with respect to the same initial temperature T_init condition. That is, a value obtained by increasing the predetermined value A to the initial driving RPM RPM_init calculated through the first RPM conversion map Ca may be recalculated and transmitted to the controller. The controller may drive the air blower by resetting the initial drive RPM recalculated by the second RPM conversion map to the drive RPM command value RPM Cmd of the air blower.

따라서 본 발명의 실시예에 따른 제어 방법은 시동 초기 단계에서 연료전지에 설정치 이상의 부하가 걸리게 될 경우, 공기 블로워의 초기 구동 RPM 값을 소정 값만큼 상승시킴으로 스택으로의 공기 유입량을 증가시킬 수 있고, 이를 통해 연료전지 스택의 셧다운을 방지하고 안정적인 구동이 가능하도록 한다.Therefore, the control method according to the embodiment of the present invention can increase the air inflow into the stack by increasing the initial drive RPM value of the air blower by a predetermined value when the fuel cell is loaded with a load higher than the set value in the initial stage of start-up. This prevents the shutdown of the fuel cell stack and enables stable operation.

본 발명에서는, 미리 설정된 시간까지 공기 블로워를 상기 제 1 RPM 변환맵 또는 제 2 RPM 변환맵에 의해 산출된 초기 구동 RPM으로 구동한다. 즉, 시동시점을 기준으로 일정 시간 이후를 시동 초기구간 종료시(T_finish)로 설정하여, 상기 시동시점부터 시동 초기구간 종료시(T_finish)까지의 시간 동안 상기 제 1 RPM 변환맵 또는 제 2 RPM 변환맵에 의해 산출된 초기 구동 RPM으로 공기 블로워를 구동할 수 있다.In the present invention, the air blower is driven to the initial drive RPM calculated by the first RPM conversion map or the second RPM conversion map until a predetermined time. That is, a predetermined time after the start point is set to T_finish on the basis of the start time, and the first RPM conversion map or the second RPM conversion map is set for the time from the start time to the end of the start time period T_finish. It is possible to drive the air blower at the initial drive RPM calculated by.

상기 시동 초기구간 종료시(T_finish)가 경과 하면(S160), 본 발명의 실시예에 따른 공기 블로워 RPM 제어를 종료하고 유량 피드백 제어 방법으로 전환하여 공기 유량에 맞는 공기 블로워 제어를 수행할 수 있다(S200).When the starting initial section (T_finish) has elapsed (S160), the air blower RPM control according to an embodiment of the present invention can be terminated and the flow rate feedback control method can be switched to perform an air blower control suitable for the air flow rate (S200). ).

이상에서는 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 설명하였으나, 당업자라면 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정, 변경을 할 수 있다. 따라서 본 발명의 상세한 설명 및 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에 속한 사람이 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석된다.
In the above described the present invention through specific embodiments, those skilled in the art can make modifications, changes without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, what can be easily inferred by the person of the technical field to which this invention belongs from the detailed description and the Example of this invention is interpreted as belonging to the scope of the present invention.

Claims (5)

연료전지 스택 공기 출구단의 시동시 초기 온도를 측정하는 단계;
측정된 상기 초기 온도를 제 1 RPM 변환맵에 적용하여 공기 블로워의 초기 구동 RPM을 산출하는 단계; 및
산출된 상기 초기 구동 RPM에 따라, 설정된 시동 초기구간 종료시까지 공기 블로워를 구동하는 시동 초기 공기 블로워 구동 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시동 초기의 공기 블로워 RPM 제어 방법.
Measuring an initial temperature at startup of the fuel cell stack air outlet;
Calculating an initial driving RPM of an air blower by applying the measured initial temperature to a first RPM conversion map; And
A starting initial air blower driving step of driving the air blower until the end of the set starting initial section according to the calculated initial driving RPM;
Air blower RPM control method of the start of the fuel cell comprising a.
제 1항에 있어서,
상기 초기 시동 공기 블로워 구동 단계는
스택 전류값을 실시간으로 측정하는 단계를 더 포함하고, 상기 측정된 스택 전류값이 설정 전류값 보다 클 경우,
측정된 상기 초기 온도를 제 2 RPM 변환맵에 적용하여 공기 블로워의 초기 구동 RPM을 재산출하고, 재산출된 초기 구동 RPM에 따라, 설정된 시동 초기구간 종료시까지 공기 블로워를 구동하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시동 초기의 공기 블로워 RPM 제어 방법.
The method of claim 1,
The initial starting air blower driving step
Measuring a stack current value in real time, and if the measured stack current value is greater than a set current value,
Applying the measured initial temperature to the second RPM conversion map to recalculate the initial drive RPM of the air blower, and drive the air blower until the end of the set start-up initial section according to the recalculated initial drive RPM. How to control air blower RPM at initial battery start-up.
제 1항에 있어서,
상기 초기 시동 공기 블로워 구동 단계는
스택 셀 최소 전압을 실시간으로 측정하는 단계를 더 포함하고, 상기 측정된 스택 셀 최소 전압이 설정 전압보다 작을 경우,
측정된 상기 초기 온도를 제 2 RPM 변환맵에 적용하여 공기 블로워의 초기 구동 RPM을 재산출하고, 재산출된 초기 구동 RPM에 따라, 설정된 시동 초기구간 종료시까지 공기 블로워를 구동하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시동 초기의 공기 블로워 RPM 제어 방법.
The method of claim 1,
The initial starting air blower driving step
Measuring the stack cell minimum voltage in real time, and if the measured stack cell minimum voltage is less than a set voltage,
Applying the measured initial temperature to the second RPM conversion map to recalculate the initial drive RPM of the air blower, and drive the air blower until the end of the set start-up initial section according to the recalculated initial drive RPM. How to control air blower RPM at initial battery start-up.
제 1항에 있어서,
상기 제 1 RPM 변환맵은
설정된 온도 구간에서 초기 온도 입력에 대해 출력되는 초기 구동 RPM이 상기 초기 온도에 반비례하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시동 초기의 공기 블로워 RPM 제어 방법.
The method of claim 1,
The first RPM conversion map is
An initial blower RPM control method for starting an initial fuel cell, characterized in that the initial drive RPM output for the initial temperature input in a set temperature section is inversely proportional to the initial temperature.
제 2항 또는 제 3항에 있어서,
상기 제 2 RPM 변환맵은
설정된 온도 구간에서 초기 온도 입력에 대해 출력되는 초기 구동 RPM이 상기 초기 온도에 반비례하며, 상기 제 1 RPM 변환맵에 의해 출력되는 초기 구동 RPM 출력값보다 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시동 초기의 공기 블로워 RPM 제어 방법.
4. The method according to claim 2 or 3,
The second RPM conversion map is
The initial driving RPM output with respect to the initial temperature input in a set temperature section is inversely proportional to the initial temperature, the air at the beginning of the fuel cell start, characterized in that it is set larger than the initial driving RPM output value output by the first RPM conversion map. How to control blower RPM.
KR1020100121077A 2010-12-01 2010-12-01 Control method for RPM of air blower at fuel cell initial starting KR20120059691A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100121077A KR20120059691A (en) 2010-12-01 2010-12-01 Control method for RPM of air blower at fuel cell initial starting

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100121077A KR20120059691A (en) 2010-12-01 2010-12-01 Control method for RPM of air blower at fuel cell initial starting

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120059691A true KR20120059691A (en) 2012-06-11

Family

ID=46610786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100121077A KR20120059691A (en) 2010-12-01 2010-12-01 Control method for RPM of air blower at fuel cell initial starting

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20120059691A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170128681A (en) * 2016-05-12 2017-11-23 현대자동차주식회사 Constant voltage control method and system of fuel cell vehicle

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170128681A (en) * 2016-05-12 2017-11-23 현대자동차주식회사 Constant voltage control method and system of fuel cell vehicle
KR101878033B1 (en) * 2016-05-12 2018-07-16 현대자동차주식회사 Constant voltage control method and system of fuel cell vehicle
US10622648B2 (en) 2016-05-12 2020-04-14 Hyundai Motor Company Constant voltage control method and system of fuel cell vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8951685B2 (en) Fuel cell system
KR101677408B1 (en) Fuel cell system and method for controlling fuel cell system
JP6179560B2 (en) Fuel cell system
US8384342B2 (en) Fuel cell system and control method thereof
US20100316926A1 (en) Fuel cell system
US20130040219A1 (en) Fuel cell system
US20140170514A1 (en) Variable pem fuel cell system start time to optimize system efficiency and performance
US20150380755A1 (en) Fuel cell system and fuel cell vehicle
US10573908B2 (en) Fuel cell system and vehicle equipped with fuel cell
JP2006185907A (en) Fuel cell system
JP2005253270A (en) Control device for fuel cell vehicle
JP5076293B2 (en) Fuel cell system
KR102026317B1 (en) Fuel cell system and maximum power calculation method
KR20120059691A (en) Control method for RPM of air blower at fuel cell initial starting
KR20190063313A (en) Apparatus for controlling fan of open cathode type fuel cell
JP6223311B2 (en) Control method of fuel cell system
JP5315661B2 (en) Fuel cell-equipped vehicle, fuel cell control device, and control method
JP3698101B2 (en) Control device for fuel reforming fuel cell system
WO2013183631A1 (en) Fuel cell system
KR20160057117A (en) Air flow controlling method for fuel cell
JP2019164891A (en) Fuel cell system and control method for fuel cell system
JP4718526B2 (en) Fuel cell vehicle
JP2002252011A (en) Fuel cell system
JP6167864B2 (en) FUEL CELL SYSTEM, FUEL CELL VEHICLE, AND METHOD FOR CONTROLLING FUEL CELL SYSTEM
JP2011165655A (en) Fuel cell device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E601 Decision to refuse application