KR20140054804A - Fuel cell system and operating method of the same - Google Patents

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KR20140054804A
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Abstract

Disclosed is a fuel cell system. The disclosed fuel cell system includes: i) a fuel cell stack; ii) a hydrogen tank which stores hydrogen gas and supplies the hydrogen gas to the fuel cell stack; iii) an air blower which supplies air to the fuel cell stack; iv) a branch line which is branched from a first air supply path connecting the air blower to the fuel cell stack, and is connected to a second air supply path supplying air to a vehicular air conditioning system through a blower fan; and v) flow path conversion valves which are respectively disposed at connection sites between the branch line and the first and second air supply paths.

Description

연료 전지 시스템 및 그 운전 방법 {FUEL CELL SYSTEM AND OPERATING METHOD OF THE SAME}Technical Field [0001] The present invention relates to a fuel cell system,

본 발명의 실시예는 연료 전지 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료 전지 스택으로 공기가 원활하게 공급되지 않는 비정상적인 상황에서도 비상 시동을 가능케 할 수 있도록 한 연료 전지 시스템 및 그 운전 방법에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a fuel cell system, and more particularly, to a fuel cell system and an operation method thereof that enable an emergency start even in an abnormal situation in which air is not smoothly supplied to a fuel cell stack.

알려진 바와 같이, 연료 전지 시스템은 공기 중의 산소와 연료인 수소를 공급받아 수소와 산소의 전기 화학적인 반응으로서 전기 에너지를 발생시키는 일종의 발전 시스템으로 이루어진다. 예를 들면, 연료 전지 시스템은 연료 전지 차량에 채용되어 전기 모터를 작동시켜 차량을 구동시킨다.As is known, a fuel cell system is a kind of power generation system that generates electricity by receiving oxygen in the air and hydrogen as fuel and electrochemically reacting hydrogen and oxygen. For example, a fuel cell system is employed in a fuel cell vehicle to drive an electric motor to drive the vehicle.

예를 들면, 연료 전지 차량에는 연료 전지 시스템에서 생산되는 전기를 충전하며 전기 모터에 전원을 인가하여 구동시키는 고전압(대략 200V)의 메인 배터리와, 연료 전지 시스템에서 생산되는 전기를 충전하며 공조 시스템 등과 같은 차량의 각종 구동원에 전원을 인가하는 저전압(대략 12V)의 보조 배터리를 구비하고 있다.For example, a fuel cell vehicle is equipped with a main battery of a high voltage (approximately 200 V) which charges electricity generated by the fuel cell system and drives and drives the electric motor, electric power generated by the fuel cell system, And an auxiliary battery of low voltage (approximately 12V) for applying power to various driving sources of the same vehicle.

여기서, 연료 전지 시스템은 공기극과 연료극으로 이루어진 단위 연료 전지들의 전기 발생 집합체인 연료 전지 스택과, 연료 전지의 공기극으로 공기를 공급하기 위한 공기 공급장치와, 연료 전지의 연료극으로 수소를 공급하기 위한 수소 공급장치를 구비하고 있다.Here, the fuel cell system includes a fuel cell stack, which is an electricity generation aggregate of unit fuel cells made up of an air electrode and a fuel electrode, an air supply device for supplying air to the air electrode of the fuel cell, And a feeding device.

연료 전지 스택은 연료 전지의 공기극에서 고온 다습한 공기가 배출될 수 있으며, 고출력 운전 시에는 연료 전지의 공기극에서 고온 건조한 공기가 배출될 수 있다. 그리고, 연료 전지의 연료극에서는 수분을 포함하고 있는 미반응 수소가 배출될 수 있다.In the fuel cell stack, hot and humid air can be discharged from the air electrode of the fuel cell, and high temperature and dry air can be discharged from the air electrode of the fuel cell during high output operation. Unreacted hydrogen containing water may be discharged from the fuel electrode of the fuel cell.

또한, 고분자 연료 전지의 경우 그 연료 전지의 작동을 위해서는 반드시 수분이 필요하며, 이를 위해 연료 전지 시스템에는 연료 전지로 공급되어지는 공기를 가습시키는 가습장치가 사용되어지고 있다.In the case of a polymer fuel cell, moisture is necessary for operation of the fuel cell. For this purpose, a humidifying device for humidifying the air supplied to the fuel cell is used for the fuel cell system.

가습장치는 연료 전지의 공기극으로부터 배출되는 공기(습윤 공기)와 공기 공급장치로부터 공급되는 공기(건조 공기)의 가습이 이루어지고 그 가습된 공기(가습 공기)를 연료 전지의 공기극으로 공급한다.The humidifying device humidifies air (wet air) discharged from the air electrode of the fuel cell and air (dry air) supplied from the air supplying device and supplies the humidified air (humidifying air) to the air electrode of the fuel cell.

한편, 연료 전지 시스템에서 공기 공급장치는 고전압의 메인 배터리로부터 전원을 인가받아 구동하며 대기 중의 공기를 연료 전지 스택으로 공급하는 공기 블로워를 구비하고 있다.Meanwhile, in the fuel cell system, the air supply device is provided with an air blower which is driven by receiving power from a high-voltage main battery and supplies air in the atmosphere to the fuel cell stack.

이와 같은 공기 블로워는 공기 블로워 제어기에 의해 전원을 공급받게 되는데, 연료 전지 차량의 시동 시 양방향 컨버터(BHDC 또는 양방향 DC-DC 컨버터)를 통해 메인 배터리의 전원을 400V로 승압하고 그 승압된 전원을 공기 블로워 제어기에 공급함으로써 작동될 수 있다.The air blower is supplied with power by an air blower controller. When the fuel cell vehicle starts up, the power of the main battery is boosted to 400 V through a bidirectional converter (BHDC or bidirectional DC-DC converter) To the blower controller.

그리고 연료 전지 스택과 공기 블로워를 연결하는 연결라인에는 시동 오프 시 연료 전지 스택 내로 공기가 유입되지 않도록 하여 그 연료 전지 스택의 열화를 방지케 하는 에어 컷 오프 밸브(ACV: Air Cut-off Valve)를 구비하고 있다.An air cut-off valve (ACV), which prevents deterioration of the fuel cell stack by preventing air from flowing into the fuel cell stack during start-off, is connected to the connection line connecting the fuel cell stack and the air blower Respectively.

즉, 연료 전지 시스템의 시동 오프 시, 공기가 계속적으로 연료 전지 스택으로 공급되는 바, 이에 연료 전지 스택에서는 전기가 계속적으로 발생되기 때문에 연료 전지 스택의 전압 강하가 어려워져 연료 전지 스택의 열화가 발생할 수 있다.That is, when the fuel cell system is turned off, the air is continuously supplied to the fuel cell stack. Accordingly, since the electricity is continuously generated in the fuel cell stack, the voltage drop of the fuel cell stack becomes difficult, .

그런데, 상기한 바와 같은 연료 전지 시스템에서 비정상적인 상황 예컨대, 배터리 제어기(Battery Management System: BMS)의 고장, 양방향 컨버터의 고장, 메인 배터리의 방전, 및 공기 블로워의 고장 등이 발생할 경우에는 공기 블로워의 작동이 정상적으로 이루어지지 않아 연료 전지 스택이 활성화되지 못하고, 차량은 정상적인 구동이 불가능하게 된다.However, when an abnormal situation such as a failure of the battery management system (BMS), a failure of the bidirectional converter, a discharge of the main battery, and a failure of the air blower occurs in the fuel cell system as described above, The fuel cell stack can not be activated and the vehicle can not be normally driven.

본 발명의 실시예들은 연료 전지 스택으로 공기가 원활하게 공급되지 않는 비정상적인 상황에서 간단한 구성으로 비상 시동을 가능케 하는 연료 전지 시스템 및 그 운전 방법을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention provide a fuel cell system and a method of operating the same that enable an emergency start in a simple configuration in an abnormal situation in which air is not smoothly supplied to the fuel cell stack.

본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 시스템은, ⅰ)연료 전지 스택과, ⅱ)수소 가스를 저장하며 그 수소 가스를 상기 연료 전지 스택으로 공급하는 수소 탱크와, ⅲ)상기 연료 전지 스택으로 공기를 공급하는 공기 블로워와, ⅳ)상기 공기 블로워와 연료 전지 스택을 연결하는 제1 공기 공급 경로로부터 분기되며, 블로워 팬을 통해 차량의 공조 시스템으로 공기를 공급하는 제2 공기 공급 경로에 연결되는 분기 라인과, ⅴ)상기 분기 라인과 상기 제1 및 제2 공기 공급 경로의 연결 지점에 각각 설치되는 유로 전환 밸브를 포함할 수 있다.A fuel cell system according to an embodiment of the present invention includes: a fuel cell stack; ii) a hydrogen tank for storing hydrogen gas and supplying the hydrogen gas to the fuel cell stack; and iii) Connected to a second air supply path for supplying air to the air conditioning system of the vehicle through a blower fan, branched from a first air supply path connecting the air blower and the fuel cell stack, And v) a flow path switching valve provided at a connection point between the branch line and the first and second air supply paths, respectively.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료 전지 시스템은, 상기 공기 블로워의 미 작동 시, 상기 블로워 팬으로부터 제공되는 공기를 상기 유로 전환 밸브의 조작으로서 상기 분기 라인을 통해 상기 연료 전지 스택으로 공급할 수 있다.Further, in the fuel cell system according to the embodiment of the present invention, when the air blower is not operated, air supplied from the blower fan can be supplied to the fuel cell stack through the branch line as an operation of the flow path switching valve have.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료 전지 시스템에 있어서, 상기 유로 전환 밸브는 쓰리-웨이(3-WAY) 밸브로 이루어질 수 있다.Further, in the fuel cell system according to the embodiment of the present invention, the flow path switching valve may be a three-way valve.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료 전지 시스템에 있어서, 상기 공기 블로워는 차량의 메인 배터리로부터 고전압의 전원을 인가받아 상기 연료 전지 스택으로 공기를 공급할 수 있다.Also, in the fuel cell system according to the embodiment of the present invention, the air blower may supply air to the fuel cell stack by receiving a high voltage power from the main battery of the vehicle.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료 전지 시스템은, 상기 공기 블로워의 미 작동 시, 저전압의 보조 배터리로부터 전원을 인가받아 작동하는 상기 블로워 팬을 통해 공기를 상기 연료 전지 스택으로 공급할 수 있다.In addition, the fuel cell system according to the embodiment of the present invention may supply air to the fuel cell stack through the blower fan that is operated by receiving power from a low voltage auxiliary battery when the air blower is not operated.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료 전지 시스템에 있어서, 상기 제1 공기 공급 경로에는 상기 공기 블로워 또는 블로워 팬으로부터 공급되는 공기를 상기 연료 전지 스택으로부터 배출되는 수분으로서 가습하는 가습기가 설치될 수 있다.Also, in the fuel cell system according to the embodiment of the present invention, a humidifier may be installed in the first air supply path to humidify air supplied from the air blower or the blower fan as moisture discharged from the fuel cell stack have.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 운전 방법은, (a) 키-온(key-on) 조건인지를 판단하고, 키-온 조건이면 수소 탱크로부터 수소 가스를 연료 전지 스택으로 공급하고, 공기 블로워를 통해 공기를 상기 연료 전지 스택으로 공급하는 과정과, (b) 상기 공기 블로워가 정상적으로 작동하는지 판단하고, 공기 블로워가 작동하지 않는 것으로 판단되면 유로 전환 밸브를 작동시켜 분기 라인과 제1 및 제2 공기 공급 경로를 개방하는 과정과, (c) 블로워 팬으로부터 차량의 공조 시스템으로 제공되는 공기를 상기 분기 라인을 통해 상기 연료 전지 스택으로 공급하는 과정을 포함할 수 있다.A method of operating a fuel cell system according to an embodiment of the present invention includes the steps of: (a) determining whether the fuel cell system is in a key-on condition; supplying hydrogen gas from the hydrogen tank to the fuel cell stack (B) determining whether the air blower is operating normally, and if it is determined that the air blower is not operating, operating the flow path switching valve to operate the branch line and the fuel cell stack And (c) supplying air from the blower fan to the air conditioning system of the vehicle through the branch line to the fuel cell stack.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료 전지 시스템의 운전 방법에 있어서, 상기 공기 블로워의 미작동 조건은 배터리 제어기의 고장, 양방향 컨버터의 고장, 메인 배터리의 방전, 및 공기 블로워의 고장을 포함할 수 있다.Further, in the method of operating the fuel cell system according to the embodiment of the present invention, the non-operating condition of the air blower includes a failure of the battery controller, a failure of the bidirectional converter, a discharge of the main battery, .

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료 전지 시스템의 운전 방법은, 키-오프(key-off) 조건이면, 상기 유로 전환 밸브를 작동시켜 상기 공기 블로워로부터 제공되는 공기를 분기 라인을 통해 제2 공기 공급 경로로 공급할 수 있다.Also, in the method of operating the fuel cell system according to the embodiment of the present invention, when the fuel cell system is in a key-off condition, the air flow switching valve is operated to supply the air supplied from the air blower to the second Air supply path.

본 발명의 실시예들은 배터리 제어기(Battery Management System: BMS)의 고장, 양방향 컨버터의 고장, 메인 배터리의 방전, 및 공기 블로워의 고장 등으로 인해 공기 블로워가 정상적으로 작동하지 않는 비정상적인 상황에서도 HVAC의 블로워 팬에 의해 공조 시스템으로 제공되는 공기를 연료 전지 스택으로 공급함으로써 비상 시동이 가능해진다.Embodiments of the present invention may be used in an unstable situation where the air blower does not operate normally due to a failure of a battery management system (BMS), a failure of a bidirectional converter, a discharge of a main battery, The air supplied to the air conditioning system is supplied to the fuel cell stack, thereby enabling emergency start-up.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 공기 블로워가 정상적으로 작동하지 않는 비정상적인 상황에서도 비상 시동이 가능하므로, 연료 전지 차량의 상품성 및 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, emergency start can be performed even in an abnormal situation in which the air blower does not operate normally, so that the commerciality and reliability of the fuel cell vehicle can be further improved.

또한, 본 발명의 실시예에서는 차량에 기 설치되어 있는 블로워 팬을 그대로 이용하고, 분기 라인 및 유로 전환 밸브를 추가 설치하는 등 비교적 간단한 구성으로 비상 시동이 가능하다는 잇점이 있다.Further, in the embodiment of the present invention, there is an advantage that the emergency start can be performed with a relatively simple structure, such as using a blower fan installed in the vehicle as it is, and additionally providing a branch line and a flow path switching valve.

또한, 본 발명의 실시예에서는 유로 전환 밸브의 적용으로 종래 기술에서와 같은 에어 컷 오프 밸브 등을 삭제할 수 있으며, 연료 전지 시스템의 시동 오프 시 연료 전지 스택으로 공급되는 공기를 즉각적으로 차단할 수 있으므로 시동 오프의 시간을 단축시킬 수 있으며, 연료 전지 스택의 열화를 방지할 수 있다.In addition, in the embodiment of the present invention, the air cut-off valve or the like as in the prior art can be eliminated by applying the flow path switching valve, and the air supplied to the fuel cell stack can be instantly shut off when the fuel cell system is started- Off time can be shortened and deterioration of the fuel cell stack can be prevented.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 시스템을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 운전 방법을 설명하기 위한 플로우-챠트이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 운전 방법을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 공기 공급 유량을 나타내 보인 그래프이다.These drawings are for the purpose of describing an exemplary embodiment of the present invention, and therefore the technical idea of the present invention should not be construed as being limited to the accompanying drawings.
1 is a block diagram schematically showing a fuel cell system according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of operating a fuel cell system according to an embodiment of the present invention.
3 to 5 are block diagrams for explaining a method of operating a fuel cell system according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing the air supply flow rate of the fuel cell system according to the embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.In the following detailed description, the names of components are categorized into the first, second, and so on in order to distinguish them from each other in the same relationship, and are not necessarily limited to the order in the following description.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.

또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.It should be noted that terms such as " ... unit ", "unit of means "," part of item ", "absence of member ", and the like denote a unit of a comprehensive constitution having at least one function or operation it means.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 시스템을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다. 1 is a block diagram schematically showing a fuel cell system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료 전지 시스템(100)은 연료와 산화제의 전기 화학적인 반응에 의해 생산되는 전기 에너지로서 전기 모터를 작동시키는 연료 전지 차량에 적용될 수 있다.Referring to FIG. 1, the fuel cell system 100 according to the embodiment of the present invention may be applied to a fuel cell vehicle that operates an electric motor as electric energy produced by an electrochemical reaction between a fuel and an oxidant.

예를 들면, 상기 연료 전지 차량에는 연료 전지 시스템(100)에서 생산되는 전기를 충전하며 전기 모터에 전원을 인가하여 구동시키는 고전압(대략 200V) 배터리(이하에서는 "메인 배터리(1)" 라고 한다)와, 연료 전지 시스템(100)에서 생산되는 전기를 충전하며 공조 시스템 등과 같은 차량의 각종 구동원에 전원을 인가하는 저전압(대략 12V) 보조 배터리(이하에서는 "서브 배터리(3)" 라고 한다)를 포함하고 있다.For example, the fuel cell vehicle is provided with a high voltage (approximately 200 V) battery (hereinafter referred to as "main battery 1") that charges electricity generated by the fuel cell system 100 and applies power to the electric motor, (Approximately 12 V) auxiliary battery (hereinafter referred to as "sub battery 3") for charging the electric power generated by the fuel cell system 100 and applying power to various driving sources of the vehicle such as an air conditioning system .

본 발명의 실시예에서는 상기 연료 전지 시스템(100)에 사용되는 연료를 수소 가스로 정의할 수 있으며, 산화제를 공기로 정의할 수 있다.In the embodiment of the present invention, the fuel used in the fuel cell system 100 may be defined as hydrogen gas, and the oxidant may be defined as air.

상기한 같은 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 시스템(100)은 기본적으로, 연료 전지 스택(10)과, 수소 탱크(20)와, 공기 블로워(30)를 포함하고 있다.The fuel cell system 100 according to the embodiment of the present invention basically includes the fuel cell stack 10, the hydrogen tank 20, and the air blower 30.

상기 연료 전지 스택(10)은 공기극과 연료극으로 이루어진 단위 연료 전지들의 전기 발생 집합체로 이루어지며, 수소 탱크(20)로부터 공급되는 수소 가스를 공급받고 공기 블로워(30)로부터 공기를 제공받아 수소와 산소의 전기 화학적인 반응으로서 전기 에너지를 발생시킬 수 있다.The fuel cell stack 10 is composed of an electricity generation assembly of unit fuel cells composed of an air electrode and a fuel electrode. The fuel cell stack 10 receives hydrogen gas supplied from the hydrogen tank 20 and receives air from the air blower 30, It is possible to generate electric energy as an electrochemical reaction of the reaction gas.

상기 수소 탱크(20)는 수소 가스를 압축 저장하며, 그 수소 가스를 연료 전지 스택(10)의 연료극으로 공급하고, 공기 블로워(30)는 전원을 인가받아 구동하며 대기 중의 공기를 연료 전지 스택(10)의 공기극으로 공급하는 기능을 하게 된다.The hydrogen tank 20 compresses and stores hydrogen gas, and supplies the hydrogen gas to the fuel electrode of the fuel cell stack 10. The air blower 30 is driven by receiving power, 10 to the air electrode of the fuel cell.

여기서, 공기 블로워(30)는 메인 배터리(1)로부터 고전압(대략 200V)의 전원을 인가받아 대기 중의 공기를 흡입하여 연료 전지 스택(10)으로 공급하는 것으로, 제1 공기 공급 경로(11)를 통해 연료 전지 스택(10)과 연결될 수 있다.Here, the air blower 30 receives a high voltage (approximately 200 V) power from the main battery 1 and sucks air in the atmosphere and supplies it to the fuel cell stack 10, (Not shown).

이 경우, 상기 공기 블로워(30)는 공기 블로워 제어기(31)에 의해 전원을 공급받게 되는데, 연료 전지 차량의 시동 시 양방향 컨버터(33)(BHDC 또는 양방향 DC-DC 컨버터)를 통해 메인 배터리(1)의 전원을 400V로 승압하고 그 승압된 전원을 공기 블로워 제어기(31)에 공급함으로써 작동될 수 있다.In this case, the air blower 30 is supplied with power by the air blower controller 31. When the fuel cell vehicle starts up, the main battery 1 (for example, ) To 400 V and supplying the boosted power to the air blower controller 31. [0050]

한편, 상기 제1 공기 공급 경로(11)에는 연료 전지 스택(10)의 공기극으로부터 배출되는 습윤 공기로서 공기 블로워(30) 또는 뒤에서 더욱 설명될 블로워 팬(51)으로부터 공급되는 건조 공기를 가습하는 공지 기술의 가습기(40)가 설치될 수 있다.On the other hand, in the first air supply path 11, a wet air blown from the air pole of the fuel cell stack 10 is blown out from the air blower 30 or from a blower fan 51 A humidifier 40 can be installed.

즉, 상기 제1 공기 공급 경로(11)는 공기 블로워(30)와 가습기(40)를 연결하며, 공기 블로워(30) 또는 뒤에서 더욱 설명될 블로워 팬(51)에 의해 제공되는 공기를 가습기(40)로 공급할 수 있다.That is, the first air supply path 11 connects the air blower 30 and the humidifier 40, and connects the air provided by the air blower 30 or the blower fan 51, which will be described later, ).

이러한 가습기(40)는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 가습장치로서 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.Since the humidifier 40 is a well-known humidifying device well known in the art, a detailed description of its configuration will be omitted herein.

도면에서 미설명된 참조 부호 45는 공기 블로워(30)로 유입되는 대기 중의 공기를 필터링 하는 에어 필터를 나타낸다.Reference numeral 45, which is not shown in the figure, represents an air filter for filtering air in the air flowing into the air blower 30. [

본 발명의 실시예에 따른 상기 연료 전지 시스템(100)은 공기 블로워(30)가 작동하지 않는 비상 조건, 예컨대 배터리 제어기(Battery Management System: BMS)의 고장, 양방향 컨버터(33)의 고장, 메인 배터리(1)의 방전, 및 공기 블로워(30)의 고장 시 HVAC(5)(Heat, Ventilation, Air Conditioner)의 차량 공조 시스템에 사용되는 공기를 연료 전지 스택(10)으로 공급할 수 있는 구조로 이루어진다.The fuel cell system 100 according to the embodiment of the present invention can be used in an emergency situation where the air blower 30 does not operate such as a failure of the battery management system (BMS), a failure of the bidirectional converter 33, And the air to be used for a vehicle air conditioning system of the HVAC 5 (Heat, Ventilation, Air Conditioner) can be supplied to the fuel cell stack 10 when the air blower 30 fails.

이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료 전지 시스템(100)은 분기 라인(61)과 유로 전환 밸브(71, 72)를 포함하고 있다.For this, the fuel cell system 100 according to the embodiment of the present invention includes a branch line 61 and flow path switching valves 71 and 72.

여기서, 상기한 바와 같은 HVAC(5)는 블로워 팬(51)을 통해 차량의 공조 시스템으로 공기를 공급할 수 있는데, 블로워 팬(51)은 위에서 언급한 바 있는 서브 배터리(3)로부터 저전압의 전원을 인가받아 구동하며 대기 중의 공기를 제2 공기 공급 경로(52)를 통해 공조 시스템으로 공급할 수 있다.Here, the HVAC 5 as described above can supply air to the air conditioning system of the vehicle through the blower fan 51. The blower fan 51 supplies a low-voltage power from the sub-battery 3 And can supply the atmospheric air to the air conditioning system through the second air supply path 52.

본 발명의 실시예에서, 상기 분기 라인(61)은 공기 블로워(30)의 미 작동 시, 블로워 팬(51)에 의해 공조 시스템으로 제공되는 공기를 연료 전지 스택(10)으로 공급하기 위한 것이다.In the embodiment of the present invention, the branch line 61 is for supplying the air provided to the air conditioning system by the blower fan 51 to the fuel cell stack 10 when the air blower 30 is not operated.

상기 분기 라인(61)은 공기 블로워(30)와 연료 전지 스택(10)을 연결하는 제1 공기 공급 경로(11)로부터 분기되며, 블로워 팬(51)을 통해 차량의 공조 시스템으로 공기를 공급하는 제2 공기 공급 경로(52)에 연결될 수 있다.The branch line 61 branches from the first air supply path 11 connecting the air blower 30 and the fuel cell stack 10 and supplies air to the air conditioning system of the vehicle through the blower fan 51 And may be connected to the second air supply path 52.

본 발명의 실시예에서, 상기 유로 전환 밸브(71, 72)는 공기 블로워(30)의 작동 시, 제1 공기 공급 경로(11)와 제2 공기 공급 경로(52)를 각각 개방하고, 제1 및 제2 공기 공급 경로(11, 52)를 연결하는 분기 라인(61)의 연결 경로를 폐쇄하는 기능을 하게 된다.In the embodiment of the present invention, the flow path switching valves 71 and 72 open the first air supply path 11 and the second air supply path 52 respectively when the air blower 30 operates, And closes the connection path of the branch line 61 connecting the second air supply path 11, 52.

그리고, 상기 유로 전환 밸브(71, 72)는 공기 블로워(30)의 미 작동 시, 제1 및 제2 공기 공급 경로(11, 52)를 폐쇄하고, 제1 및 제2 공기 공급 경로(11, 52)를 연결하는 분기 라인(61)의 연결 경로를 개방하는 기능을 하게 된다.When the air blower 30 is not operated, the first and second air supply passages 11 and 52 are closed and the first and second air supply passages 11 and 72 are closed, 52 of the branch line 61 connected thereto.

또한, 상기 유로 전환 밸브(71, 72)는 시동 오프(key-off) 시, 공기 블로워(30) 및 블로워 팬(51)의 토출단 측에서 제1 및 제2 공기 공급 경로(11, 52)를 각각 폐쇄하고, 제1 및 제2 공기 공급 경로(11, 52)를 연결하는 분기 라인(61)의 연결 경로를 개방하는 기능을 하게 된다.The flow path switching valves 71 and 72 are connected to the first and second air supply paths 11 and 52 at the discharge end sides of the air blower 30 and the blower fan 51 at the time of key- And closes the connection path of the branch line 61 connecting the first and second air supply paths 11 and 52. [

이는 연료 전지 시스템(100)의 시동 오프 시, 제1 및 제2 공기 공급 경로(11, 52)를 차단하고 그 제1 공기 공급 경로(11)와 분기 라인(61)을 개방하여 공기 블로워(30)로부터 제공되는 공기를 제1 공기 공급 경로(11) 및 분기 라인(61)을 통해 제2 공기 공급 경로(52)로 공급하기 위한 것이다.This cuts off the first and second air supply paths 11 and 52 and opens the first air supply path 11 and the branch line 61 when the fuel cell system 100 is turned off so that the air blower 30 To the second air supply path 52 through the first air supply path 11 and the branch line 61. [

즉, 이 경우는 연료 전지 시스템(100)의 시동 오프 시, 연료 전지 스택(10)으로 공기가 유입되지 않도록 함으로써 연료 전지 스택(10)의 열화를 방지할 수 있다.That is, in this case, it is possible to prevent deterioration of the fuel cell stack 10 by preventing air from flowing into the fuel cell stack 10 when the fuel cell system 100 is turned off.

왜냐하면, 연료 전지 시스템(100)의 시동 오프 시, 공기가 계속적으로 연료 전지 스택(10)으로 공급되는 바, 이에 연료 전지 스택(10)에서는 전기가 계속적으로 발생되기 때문에 연료 전지 스택(10)의 전압 강하가 어려우므로 연료 전지 스택(10)의 열화가 발생할 수 있다.This is because the air is continuously supplied to the fuel cell stack 10 at the start-off time of the fuel cell system 100 so that electricity is continuously generated in the fuel cell stack 10, Since the voltage drop is difficult, deterioration of the fuel cell stack 10 may occur.

상기한 바와 같은 유로 전환 밸브(71, 72)는 분기 라인(61)과 제1 및 제2 공기 공급 경로(11, 52)의 연결 지점에 각각 설치되는 바, 당 업계에 널리 알려진 공지 기술의 쓰리-웨이(3-way) 밸브로 구비될 수 있다.The flow path switching valves 71 and 72 are installed at the connection points of the branch line 61 and the first and second air supply paths 11 and 52 respectively. Way valve. ≪ RTI ID = 0.0 >

여기서, 상기 유로 전환 밸브(71, 72)의 유로 전환 작동은 별도의 제어기(도면에 도시되지 않음)을 통해 제어될 수 있다.Here, the flow path switching operation of the flow path switching valves 71 and 72 can be controlled through a separate controller (not shown).

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 시스템(100)의 운전 방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of operating the fuel cell system 100 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 운전 방법을 설명하기 위한 플로우-챠트이고, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 운전 방법을 설명하기 위한 블록 구성도이다.FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of operating a fuel cell system according to an embodiment of the present invention. FIGS. 3 to 5 are block diagrams for explaining a method of operating a fuel cell system according to an embodiment of the present invention. .

도 2 및 도 3을 참조하면, 우선 본 발명의 실시예에서는 연료 전지 시스템(100)의 시동 조건 즉, 키-온(key-on) 조건인지를 판단하고(S11 단계), 키-온 조건으로 판단되면 수소 탱크(20)로부터 수소 가스를 연료 전지 스택(10)으로 공급하고, 공기 블로워(30)를 통해 공기를 연료 전지 스택(10)으로 공급한다(S12 단계).Referring to FIGS. 2 and 3, it is first determined whether the fuel cell system 100 is in a starting condition, that is, a key-on condition (S11) Hydrogen gas is supplied to the fuel cell stack 10 from the hydrogen tank 20 and air is supplied to the fuel cell stack 10 through the air blower 30 in step S12.

이러는 과정에, 본 발명의 실시예에서는 공기 블로워(30)가 정상적으로 작동하는지를 판단하고(S13 단계), 공기 블로워(30)가 정상적으로 작동하는 것으로 판단되면, 공기 블로워(30)를 통해서 계속적으로 대기 중의 공기를 연료 전지 스택(10)으로 공급한다.If it is determined in step S13 that the air blower 30 is operating normally, the air blower 30 is operated to continuously operate the air blower 30 And supplies the air to the fuel cell stack 10.

여기서, 상기 공기는 공기 블로워(30)를 통해 가습기(40)로 공급되며, 그 가습기(40)에서 가습된 상태로 연료 전지 스택(10)으로 공급될 수 있다.The air is supplied to the humidifier 40 through the air blower 30 and may be supplied to the fuel cell stack 10 in a humidified state by the humidifier 40.

그리고, 상기 공기 블로워(30)는 양방향 컨버터(33)를 통해 메인 배터리(1)의 전원을 400V로 승압하고 그 승압된 전원을 공기 블로워 제어기(31)에 공급함으로써 작동될 수 있다.The air blower 30 can be operated by boosting the power of the main battery 1 to 400 V through the bidirectional converter 33 and supplying the boosted power to the air blower controller 31.

또한, 상기 연료 전지 스택(10)에서는 수소와 산소의 전기 화학적인 반응에 의해 대략 400V의 전기 에너지를 발생시키게 되고, 이러한 전기 에너지는 메인 배터리(1) 및 서브 배터리(3)에 충전되며 그 메인 배터리(1)를 통해서 차량의 전기 모터를 구동시킬 수 있다.Also, in the fuel cell stack 10, an electric energy of about 400 V is generated by the electrochemical reaction between hydrogen and oxygen. The electric energy is charged in the main battery 1 and the sub battery 3, The electric motor of the vehicle can be driven through the battery 1. [

이 경우, 상기 연료 전지 스택(10)에서는 공기극으로부터 습윤 공기를 배출하는 바, 습윤 공기는 가습기(40)로 공급되고, 가습기(40)에서는 공기 블로워(30)로부터 공급되는 건조 공기를 습윤 공기로서 가습한 상태로 그 가습 공기를 연료 전지 스택(10)의 공기극으로 공급한다.In this case, in the fuel cell stack 10, wet air is discharged from the air pole, and the wet air is supplied to the humidifier 40. In the humidifier 40, the dry air supplied from the air blower 30 is supplied as moist air And humidified air is supplied to the air electrode of the fuel cell stack 10 in a humidified state.

이 때, 유로 전환 밸브(71, 72)는 공기 블로워(30)의 작동 시, 제1 공기 공급 경로(11)와 제2 공기 공급 경로(52)를 각각 개방하고, 제1 및 제2 공기 공급 경로(11, 52)를 연결하는 분기 라인(61)의 연결 경로를 폐쇄한 상태에 있다.At this time, the flow path switching valves 71 and 72 open the first air supply path 11 and the second air supply path 52 respectively when the air blower 30 operates, The connection path of the branch line 61 connecting the paths 11 and 52 is closed.

한편, HVAC(5)는 블로워 팬(51)을 통해 차량의 공조 시스템으로 공기를 공급하고 있는데, 그 블로워 팬(51)은 서브 배터리(3)로부터 저전압의 전원을 인가받아 구동하며 대기 중의 공기를 제2 공기 공급 경로(52)를 통해 공조 시스템으로 공급한다.Meanwhile, the HVAC 5 supplies air to the air conditioning system of the vehicle through the blower fan 51. The blower fan 51 is driven by receiving a low-voltage power from the sub-battery 3, And supplies the air to the air conditioning system through the second air supply path 52.

다른 한편으로, 도 2 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에서는 상기 S13 단계에서, 공기 블로워(30)가 배터리 제어기(Battery Management System: BMS)의 고장, 양방향 컨버터(33)의 고장, 메인 배터리(1)의 방전, 및 공기 블로워(30)의 고장 등으로 인해 정상적으로 작동하지 않는 것으로 판단되면, 유로 전환 밸브(71, 72)를 작동시키며(S14 단계), 제1 및 제2 공기 공급 경로(11, 52)를 폐쇄하고, 제1 및 제2 공기 공급 경로(11, 52)를 연결하는 분기 라인(61)의 연결 경로를 개방한다.2 and 4, in the embodiment of the present invention, in step S13, when the air blower 30 detects a failure of the battery management system (BMS), a failure of the bidirectional converter 33, The flow path switching valves 71 and 72 are operated (step S14), and the first and second air supply valves 71 and 72 are operated when it is determined that normal operation is not performed due to the discharge of the main battery 1 and the failure of the air blower 30. [ The paths 11 and 52 are closed and the connection path of the branch line 61 connecting the first and second air supply paths 11 and 52 is opened.

그러면, 블로워 팬(51)에 의해 공조 시스템으로 제공되는 공기를 제2 공기 공급 경로(52)로부터 분기 라인(61) 및 제1 공기 공급 경로(11)를 통해 가습기(40)를 거쳐 연료 전지 스택(10)으로 공급할 수 있다(S15 단계).The air provided to the air conditioning system by the blower fan 51 is supplied from the second air supply path 52 through the branch line 61 and the first air supply path 11 via the humidifier 40, (Step S15).

여기서, 실제 연료 전지 시스템(100)의 시동을 위한 공기 블로워(30)의 최소 rpm은 도 6에서와 같이, 5~10k 정도로 이 때의 유량은 340~1000lpm이 되며, 공기 블로워(30)의 후단에 걸리는 압력은 1.02~1.05bar로 약한 편이다.The minimum rpm of the air blower 30 for starting the actual fuel cell system 100 is about 5 to 10 k, as shown in FIG. 6, and the flow rate at this time is 340 to 1000 lpm. The rear end of the air blower 30 Is 1.02 ~ 1.05bar, which is weak.

또한, 상기 블로워 팬(51)은 대략 12V의 저전압 사양이지만, 최대 동작 시 487.4cmh의 풍량(대략 8123lpm)으로 블로워 팬(51)의 후단에서 발생하는 차압을 고려했을 때에도 연료 전지 시스템(100)의 시동을 하기에는 충분한 유량이다.The blower fan 51 is of a low voltage specification of approximately 12 V. However, even when considering the differential pressure occurring at the rear end of the blower fan 51 at an air flow rate of 487.4 cmh at the maximum operation (approximately 8123 lpm) Sufficient flow for starting.

또 다른 한편으로, 도 2 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에서는 상기 S11 단계에서, 연료 전지 시스템(100)의 시동 오프(key-off) 조건이면, 유로 전환 밸브(71, 72)를 작동시켜 공기 블로워(30)로부터 제공되는 공기를 분기 라인(61)을 통해 제2 공기 공급 경로(52)로 공급할 수 있다(S16 단계).2 and 5, according to the embodiment of the present invention, when the fuel cell system 100 is in the key-off condition in the step S11, the flow path switching valves 71 and 72, The air supplied from the air blower 30 can be supplied to the second air supply path 52 through the branch line 61 (step S16).

이 경우에 상기 유로 전환 밸브(71, 72)는 공기 블로워(30) 및 블로워 팬(51)의 토출단 측에서 제1 및 제2 공기 공급 경로(11, 52)를 각각 폐쇄하고, 제1 및 제2 공기 공급 경로(11, 52)를 연결하는 분기 라인(61)의 연결 경로를 개방한다.In this case, the flow path switching valves 71 and 72 close the first and second air supply paths 11 and 52 at the discharge end sides of the air blower 30 and the blower fan 51, respectively, The connection path of the branch line 61 connecting the second air supply paths 11 and 52 is opened.

그러면, 본 발명의 실시예에서는 제1 및 제2 공기 공급 경로(11, 52)를 차단하고 그 제1 공기 공급 경로(11)와 분기 라인(61)을 개방함으로써 공기 블로워(30)로부터 제공되는 공기를 제1 공기 공급 경로(11) 및 분기 라인(61)을 통해 제2 공기 공급 경로(52)로 공급할 수 있게 된다.Then, in the embodiment of the present invention, the first air supply path 11 and the second air supply path 11 are opened and the first air supply path 11 and the branch line 61 are opened, The air can be supplied to the second air supply path 52 through the first air supply path 11 and the branch line 61. [

따라서, 본 발명의 실시예에서는 연료 전지 시스템(100)의 시동 오프 시, 공기가 계속적으로 연료 전지 스택(10)에 공급됨으로, 연료 전지 스택(10)에서는 전기가 계속적으로 발생되기 때문에 연료 전지 스택(10)의 전압 강하가 어려워질 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, since the air is continuously supplied to the fuel cell stack 10 at the start-off time of the fuel cell system 100, electricity is continuously generated in the fuel cell stack 10, The voltage drop of the power supply 10 may become difficult.

이로 인해 연료 전지 스택(10)에서는 열화가 발생하는 바, 공기 블로워(30)로부터 제공되는 공기를 분기 라인(61)을 통해 제2 공기 공급 경로(52)로 공급하여 연료 전지 스택(10)으로 공기가 유입되지 않도록 함으로써 연료 전지 스택(10)의 열화를 방지할 수 있다.The air supplied from the air blower 30 is supplied to the second air supply path 52 through the branch line 61 to be supplied to the fuel cell stack 10 It is possible to prevent deterioration of the fuel cell stack 10 by preventing air from being introduced.

지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 시스템(100) 및 그의 운전 방법에 의하면, 배터리 제어기(Battery Management System: BMS)의 고장, 양방향 컨버터(33)의 고장, 메인 배터리(1)의 방전, 및 공기 블로워(30)의 고장 등으로 인해 공기 블로워(30)가 정상적으로 작동하지 않는 비정상적인 상황에서도 HVAC(5)의 블로워 팬(51)에 의해 공조 시스템으로 제공되는 공기를 연료 전지 스택(10)으로 공급함으로써 비상 시동이 가능해진다.The failure of the battery management system (BMS), the failure of the bidirectional converter 33, the failure of the main battery 1, The air provided to the air conditioning system by the blower fan 51 of the HVAC 5 can be supplied to the fuel cell stack (not shown) even in an abnormal situation in which the air blower 30 is not normally operated due to the discharge of the air blower 30, 10 so that the emergency starting can be performed.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 공기 블로워(30)가 정상적으로 작동하지 않는 비정상적인 상황에서도 비상 시동이 가능하므로, 연료 전지 차량의 상품성 및 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, since the emergency start can be performed even in the abnormal state in which the air blower 30 does not normally operate, the commerciality and reliability of the fuel cell vehicle can be further improved.

또한, 본 발명의 실시예에서는 차량에 기 설치되어 있는 블로워 팬(51)을 그대로 이용하고, 분기 라인(61) 및 유로 전환 밸브(71, 72)를 추가 설치하는 등 비교적 간단한 구성으로 비상 시동이 가능하다는 잇점이 있다.Further, in the embodiment of the present invention, the emergency start is performed in a comparatively simple configuration by using the blower fan 51 installed in the vehicle as it is and additionally installing the branch line 61 and the flow path switching valves 71 and 72 The advantage is possible.

더 나아가, 본 발명의 실시예에서는 유로 전환 밸브(71, 72)의 적용으로 종래 기술에서와 같은 에어 컷 오프 밸브 등을 삭제할 수 있으며, 연료 전지 시스템(100)의 시동 오프 시 연료 전지 스택(10)으로 공급되는 공기를 즉각적으로 차단할 수 있으므로 시동 오프의 시간을 단축시킬 수 있으며, 연료 전지 스택(10)의 열화를 방지할 수 있다.Further, in the embodiment of the present invention, the application of the flow path switching valves 71 and 72 can eliminate the air cutoff valve and the like as in the prior art, and the fuel cell stack 10 It is possible to shorten the start-up time and to prevent deterioration of the fuel cell stack 10.

이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Other embodiments may easily be suggested by adding, changing, deleting, adding, or the like of elements, but this also falls within the scope of the present invention.

1... 메인 배터리
3... 서브 배터리
5... HVAC
10... 연료 전지 스택
11... 제1 공기 공급 경로
20... 수소 탱크
30... 공기 블로워
40... 가습기
51... 블로워 팬
52... 제2 공기 공급 경로
61... 분기 라인
71, 72... 유로 전환 밸브1 ... main battery
3 ... Sub battery
5 ... HVAC
10 ... Fuel cell stack
11 ... first air supply path
20 ... hydrogen tank
30 ... air blower
40 ... humidifier
51 ... blower fan
52 ... second air supply path
61 ... branch line
71, 72 ... flow switching valve

Claims (9)

연료 전지 스택;
수소 가스를 저장하며 그 수소 가스를 상기 연료 전지 스택으로 공급하는 수소 탱크;
상기 연료 전지 스택으로 공기를 공급하는 공기 블로워;
상기 공기 블로워와 연료 전지 스택을 연결하는 제1 공기 공급 경로로부터 분기되며, 블로워 팬을 통해 차량의 공조 시스템으로 공기를 공급하는 제2 공기 공급 경로에 연결되는 분기 라인; 및
상기 분기 라인과 상기 제1 및 제2 공기 공급 경로의 연결 지점에 각각 설치되는 유로 전환 밸브
를 포함하는 연료 전지 시스템.Fuel cell stack;
A hydrogen tank for storing hydrogen gas and supplying the hydrogen gas to the fuel cell stack;
An air blower for supplying air to the fuel cell stack;
A branch line branched from a first air supply path connecting the air blower and the fuel cell stack and connected to a second air supply path for supplying air to the air conditioning system of the vehicle through a blower fan; And
A flow path switching valve provided at a connection point between the branch line and the first and second air supply paths,
And a fuel cell system. 제1 항에 있어서,
상기 공기 블로워의 미 작동 시, 상기 블로워 팬으로부터 제공되는 공기를 상기 유로 전환 밸브의 조작으로서 상기 분기 라인을 통해 상기 연료 전지 스택으로 공급하는 연료 전지 시스템.The method according to claim 1,
Wherein air supplied from the blower fan is supplied to the fuel cell stack through the branch line as an operation of the flow path switching valve when the air blower is not operated. 제1 항에 있어서,
상기 유로 전환 밸브는 쓰리-웨이(3-WAY) 밸브로 이루어지는 연료 전지 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the flow path switching valve is a three-way valve. 제1 항에 있어서,
상기 공기 블로워는 차량의 메인 배터리로부터 고전압의 전원을 인가받아 상기 연료 전지 스택으로 공기를 공급하는 연료 전지 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the air blower receives a high voltage power from the main battery of the vehicle and supplies air to the fuel cell stack. 제1 항에 있어서,
상기 공기 블로워의 미 작동 시, 저전압의 보조 배터리로부터 전원을 인가받아 작동하는 상기 블로워 팬을 통해 공기를 상기 연료 전지 스택으로 공급하는 연료 전지 시스템.The method according to claim 1,
And supplies air to the fuel cell stack through the blower fan, which is operated by receiving power from a low voltage auxiliary battery, when the air blower is not operated. 제1 항에 있어서,
상기 제1 공기 공급 경로에는 상기 공기 블로워 또는 블로워 팬으로부터 공급되는 공기를 상기 연료 전지 스택으로부터 배출되는 수분으로서 가습하는 가습기가 설치되는 연료 전지 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the first air supply path is provided with a humidifier for humidifying air supplied from the air blower or the blower fan as moisture discharged from the fuel cell stack. 청구항 1에 제공되는 연료 전지 시스템의 운전 방법으로서,
(a) 키-온(key-on) 조건인지를 판단하고, 키-온 조건이면 수소 탱크로부터 수소 가스를 연료 전지 스택으로 공급하고, 공기 블로워를 통해 공기를 상기 연료 전지 스택으로 공급하는 과정;
(b) 상기 공기 블로워가 정상적으로 작동하는지 판단하고, 공기 블로워가 작동하지 않는 것으로 판단되면 유로 전환 밸브를 작동시켜 분기 라인과 제1 및 제2 공기 공급 경로를 개방하는 과정; 및
(c) 블로워 팬으로부터 차량의 공조 시스템으로 제공되는 공기를 상기 분기 라인을 통해 상기 연료 전지 스택으로 공급하는 과정
을 포함하는 연료 전지 시스템의 운전 방법.A method of operating a fuel cell system as set forth in claim 1,
(a) determining whether the fuel cell stack is in a key-on condition, supplying hydrogen gas from the hydrogen tank to the fuel cell stack and supplying air to the fuel cell stack through the air blower if the fuel cell stack is in a key-on condition;
(b) determining whether the air blower is operating normally, and if it is determined that the air blower does not operate, operating the channel switching valve to open the branch line and the first and second air supply paths; And
(c) supplying air from the blower fan to the air conditioning system of the vehicle through the branch line to the fuel cell stack
The fuel cell system comprising: a fuel cell; 제7 항에 있어서,
상기 공기 블로워의 미작동 조건은 배터리 제어기의 고장, 양방향 컨버터의 고장, 메인 배터리의 방전, 및 공기 블로워의 고장을 포함하는 연료 전지 시스템의 운전 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the non-operating condition of the air blower includes a failure of the battery controller, a failure of the bidirectional converter, a discharge of the main battery, and a failure of the air blower. 제1 항에 있어서,
키-오프(key-off) 조건이면, 상기 유로 전환 밸브를 작동시켜 상기 공기 블로워로부터 제공되는 공기를 분기 라인을 통해 제2 공기 공급 경로로 공급하는 연료 전지 시스템의 운전 방법.The method according to claim 1,
And operating the passage switching valve to supply the air supplied from the air blower to the second air supply path through the branch line if the valve is in a key-off condition.
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