KR20140080026A - Method for generating injected current of fuel cell stack and apparatus performing the same - Google Patents

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Abstract

A method for generating an injection current of a fuel cell stack performed in an injection current generation device of a fuel cell stack according to an embodiment of the present invention, includes the steps of extracting a first frequency current and a second frequency current by allowing alternating currents corresponding to different frequency domains to pass through a plurality of filters respectively, wherein the alternating currents are generated by an alternating current generator; generating a synthesized frequency current by synthesizing the first frequency current and the second frequency current; and applying the synthesized frequency current to the fuel cell stack. Therefore, according to the present invention, the first frequency current and the second frequency current are extracted by allowing a synthesized current obtained by synthesizing currents of different frequency domains to pass through a plurality of filters for extracting specific frequencies respectively, and the first frequency current and the second frequency current are synthesized, so that a synthesized current free from a harmonic component is generated to be applied to the fuel cell stack.

Description

연료전지 스택의 주입 전류 생성 방법 및 이를 실행하는 장치{METHOD FOR GENERATING INJECTED CURRENT OF FUEL CELL STACK AND APPARATUS PERFORMING THE SAME}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method of generating an injection current for a fuel cell stack,

본 발명의 실시예들은 연료전지 스택의 주입 전류 생성 방법 및 이를 실행하는 장치에 관한 것이다.
Embodiments of the present invention relate to a method of generating an injection current of a fuel cell stack and an apparatus for implementing the same.

연료전지는 연료가 가지고 있는 화학에너지를 연소에 의해 열로 바꾸지 않고 스택 내에서 전기화학적으로 반응시켜 전기에너지로 변환시키는 일종의 발전장치이며, 산업용, 가정용 및 차량 구동용 전력을 공급할 뿐만 아니라 소형의 전기/전자제품, 특히 휴대용 장치의 전력 공급에도 적용될 수 있다.Fuel cells are a kind of power generation system that converts chemical energy of fuel into electricity by reacting it electrochemically in the stack without converting it into heat by combustion. It is a power generation device that not only supplies electric power for industrial, It can also be applied to the power supply of electronic products, especially portable devices.

현재 차량 구동을 위한 전력공급원으로는 연료전지 중 가장 높은 전력밀도를 갖는 고분자 전해질막 연료전지(PEMFC:Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell, Proton Exchange Membrane Fuel Cell) 형태가 가장 많이 연구되고 있으며, 이는 낮은 작동온도로 인한 빠른 시동시간과 빠른 전력변환 반응시간을 갖는다.As a power source for driving a vehicle, a polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) having the highest power density among the fuel cells is most studied, And a fast power conversion reaction time.

이러한 고분자 전해질막 연료전지는 수소이온이 이동하는 고체 고분자 전해질막을 중심으로 막의 양쪽에 전기화학반응이 일어나는 촉매전극층이 부착된 막전극접합체(MEA:Membrane Electrode Assembly), 반응가스들을 고르게 분포시키고 발생된 전기에너지를 전달하는 역할을 수행하는 기체확산층(GDL:Gas Diffusion Layer), 반응가스들 및 냉각수의 기밀성과 적정 체결압을 유지하기 위한 가스켓 및 체결기구, 그리고 반응가스들 및 냉각수를 이동시키는 분리판(Bipolar Plate)을 포함하여 구성된다.The polymer electrolyte membrane fuel cell includes a membrane electrode assembly (MEA) having a catalytic electrode layer on both sides of the membrane, with a solid polymer electrolyte membrane on which hydrogen ions migrate, and a membrane electrode assembly (MEA) A gas diffusion layer (GDL) that serves to transfer electric energy, a gasket and a fastening mechanism for maintaining the airtightness of the reaction gases and the cooling water, an appropriate tightening pressure, and a separation plate for moving the reaction gases and the cooling water (Bipolar Plate).

이러한 단위 셀 구성을 이용하여 연료전지 스택을 조립할 때, 셀 내 가장 안쪽에 주요 구성부품인 막전극접합체 및 기체확산층의 조합이 위치하는데, 막전극접합체는 고분자 전해질막 양면에 수소와 산소가 반응할 수 있도록 촉매가 도포된 촉매전극층, 즉 애노드(Anode) 및 캐소드(Cathode)를 가지며, 애노드 및 캐소드가 위치한 바깥부분에 기체확산층, 가스켓 등이 적층된다.When assembling the fuel cell stack using such a unit cell configuration, a combination of a membrane electrode assembly and a gas diffusion layer, which are major components in the innermost part of the cell, is located. In the membrane electrode assembly, hydrogen and oxygen react on both sides of the polymer electrolyte membrane. A gas diffusion layer, a gasket, and the like are stacked on an outer portion where the anode and the cathode are located.

기체확산층의 바깥쪽에는 반응가스(연료인 수소와 산화제인 산소 또는 공기)를 공급하고 냉각수가 통과하는 유로(Flow Field)가 형성된 분리판이 위치된다.A diffusion plate on which a flow field through which the reaction gas (hydrogen as fuel and oxygen or air as the oxidant) is passed and the cooling water passes is disposed outside the gas diffusion layer.

이러한 구성을 단위 셀로 하여 복수의 단위 셀들을 적층한 뒤 가장 바깥쪽에 집전판(Current Collector) 및 절연판, 적층 셀들을 지지하기 위한 엔드플레이트(End Plate)를 결합하는데, 엔드플레이트 사이에 단위 셀들을 반복 적층하여 체결함으로써 연료전지 스택을 구성하게 된다.A plurality of unit cells are stacked on the unit cell, a current collector, an insulating plate, and an end plate for supporting the stacked cells are coupled to the outermost unit cell. Thereby forming a fuel cell stack.

실제 차량에서 필요한 전위를 얻기 위해서는 단위 셀을 필요한 전위만큼 적층해야 하며, 단위 셀들을 적층한 것이 스택이다. 1개의 단위 셀에서 발생하는 전위는 약 1.3V로서, 차량 구동에 필요한 전력을 생산하기 위해 다수의 셀을 직렬로 적층하고 있다.In order to obtain a necessary electric potential in a real vehicle, a unit cell must be stacked by a necessary potential, and a unit cell is stacked. The potential generated in one unit cell is about 1.3 V, and a plurality of cells are stacked in series to produce power required for driving the vehicle.

한편, 연료전지 차량에서는 셀의 전압을 스택 성능 및 운전상태, 고장 여부 등을 파악하는데 사용하고 있고, 더불어 반응가스의 유량 제어 등 시스템의 다양한 제어에 사용하고 있는바, 대표적으로 분리판을 커넥터 및 도선으로 셀 전압 측정장치에 연결하여 측정하고 있다.On the other hand, in the fuel cell vehicle, the cell voltage is used for grasping the stack performance, operation state, failure, etc., and is used for various control of the system such as flow rate control of the reaction gas. It is measured by connecting to cell voltage measuring device by lead wire.

종래의 셀 전압 측정장치(CVM:Cell Voltage Monitoring)는 스택 내의 모든 셀 또는 2개 셀의 전압을 직접 측정하는 것으로, 측정 정보를 모든 셀의 전압을 취합하는 주 제어기(상위 제어기)가 통합 처리하며, 고장 원인보다는 고장 결과로 인해 나타나는 전압 강하를 감시하는 방식이다.Conventional cell voltage measuring device (CVM) directly measures the voltage of all the cells or two cells in the stack. The main controller (host controller) which collects the measurement information of all the cells collectively processes the voltage , Which monitors the voltage drop caused by the failure result rather than the cause of the failure.

이러한 셀 전압 측정장치는 배터리에 대한 측정에도 사용되고 있다. 종래의 셀 전압 측정장치는 직접적으로 셀 전압을 측정하므로 고장 셀의 위치 측정이 가능한 장점은 있으나, 매우 복잡한 회로 구성을 가지므로 장치의 조립 및 유지에 어려움이 있을 뿐만 아니라 가격이 고가이고, 스택의 고장 원인을 파악하는 것이 불가능한 단점이 있다.Such a cell voltage measuring device is also used for measurement of a battery. Since the conventional cell voltage measuring device directly measures the cell voltage, it is possible to measure the position of the fault cell. However, since it has a very complicated circuit configuration, it is difficult to assemble and maintain the device, It is impossible to grasp the cause of the failure.

또한 종래 기술로 전기화학적 임피던스 분광법(EIS:Electrochemical Impedance Spectroscopy)이 이용되고 있는데, 이는 주로 전기화학분야에서 전극 반응이나 복합체의 특성을 파악하는데 이용되는 방법이다. 임피던스 분광법은 시스템 응답의 분석을 통해 복합체의 성질 및 구조, 반응에 관한 종합적인 정보를 얻을 수 있으며, 응용 화학분야나 의공학, 생체공학 분야에서도 매우 유용한 툴로 이용되고 있다.Also, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) has been used in the prior art, which is a method used mainly in the electrochemical field for characterizing electrode reactions or complexes. Impedance spectroscopy provides comprehensive information on the nature, structure, and response of complexes through analysis of system responses and is also a very useful tool in the fields of applied chemistry, biomedical engineering, and biotechnology.

그러나, 전기화학적 임피던스 분광법은 오프라인(Off-line)용으로 오랜 검사시간이 필요하고, 실시간 검출이 불가하며, 가격이 고가일 뿐만 아니라 단위 셀의 검사에만 사용이 가능하다.However, electrochemical impedance spectroscopy requires a long inspection time for off-line, can not be detected in real time, is expensive, and can be used only for inspection of a unit cell.

한편, 다중 주파수를 합성한 교류 전류를 연료전지 스택에 인가하여 연료전지 스택의 고장을 진단하는 방법이 있다. 하지만, 이 방법은 PWM(Pulse Width Modulation) 에 따라 다중 주파수를 합성한 교류 전류를 생성한다. 하지만, PWM에 의한 교류 전류에는 고조파 성분이 많이 발생한다는 문제점이 존재한다.
On the other hand, there is a method of diagnosing a failure of the fuel cell stack by applying an alternating current obtained by synthesizing multiple frequencies to the fuel cell stack. However, this method generates an alternating current in which multiple frequencies are synthesized according to PWM (Pulse Width Modulation). However, there is a problem that a large amount of harmonic components occur in the AC current generated by the PWM.

본 발명의 일 실시예는 서로 다른 주파수 영역에 해당하는 교류 전류를 복수의 필터들 각각에 통과시켜 제1 주파수 전류 및 제2 주파수 전류를 추출하고 제1 주파수 전류 및 제2 주파수 전류를 합성함으로써 고조파 성분이 제거된 합성 전류를 생성하여 연료전지 스택에 인가시킬 수 있는 연료전지 스택의 주입 전류 생성 방법 및 이를 실행하는 장치를 제공한다.
In one embodiment of the present invention, an alternating current corresponding to a different frequency region is passed through each of a plurality of filters to extract a first frequency current and a second frequency current, and a first frequency current and a second frequency current are synthesized, A method of generating an injection current of a fuel cell stack capable of generating a composite current from which a component is removed and applying the generated current to a fuel cell stack, and an apparatus for executing the injection current.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problem (s), and another problem (s) not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

실시예들 중에서, 연료전지 스택의 주입 전류 생성 장치에서 실행되는 연료전지 스택의 주입 전류 생성 방법은 교류 전류 발생기에 의해 발생된 서로 다른 주파수 영역에 해당하는 교류 전류를 복수의 필터들 각각에 통과시켜 제1 주파수 전류 및 제2 주파수 전류를 추출하는 단계, 상기 제1 주파수 전류 및 제2 주파수 전류를 합성된 형태의 합성 주파수 전류를 발생시키는 단계 및 상기 합성 주파수 전류를 상기 연료전지 스택에 인가시키는 단계를 포함한다.Among the embodiments, a method of generating an injection current of a fuel cell stack executed in an injection current generator of a fuel cell stack includes passing an alternating current corresponding to a different frequency range generated by an alternating current generator to each of a plurality of filters Generating a synthesized frequency current of a synthesized form of the first frequency current and the second frequency current, and applying the synthesized frequency current to the fuel cell stack .

일 실시예에서, 상기 복수의 필터들은 특정 주파수만 통과시키는 밴드 패스 필터(BPF: Band Pass Filter)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the plurality of filters may include a band pass filter (BPF) that passes only a specific frequency.

일 실시예에서, 상기 복수의 필터들은 고조파 왜곡률을 산출하는데 사용되는 제1 주파수를 추출하는 제1 주파수 필터 및 임피던스를 산출하는데 사용되는 제2 주파수를 추출하는 제2 주파수 필터를 포함할 수 있다.In one embodiment, the plurality of filters may include a first frequency filter for extracting a first frequency used to calculate the harmonic distortion rate and a second frequency filter for extracting a second frequency used to calculate the impedance.

일 실시예에서, 상기 제1 주파수 전류 및 제2 주파수 전류를 추출하는 단계는 상기 교류 전류를 제1 주파수 필터에 통과시켜 상기 제1 주파수 전류를 추출하는 단계 및 상기 교류 전류를 제2 주파수 필터에 통과시켜 제2 주파수 전류를 추출하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, extracting the first frequency current and the second frequency current comprises: extracting the first frequency current by passing the alternating current through a first frequency filter; and extracting the alternating current into a second frequency filter And extracting the second frequency current.

일 실시예에서, 상기 제1 주파수 전류 및 제2 주파수 전류 각각은 고조파 왜곡률(THD: Total Harmonic Distortion) 및 임피던스 중 적어도 하나를 산출하는데 사용되는 주파수를 포함할 수 있다.In one embodiment, each of the first frequency current and the second frequency current may include a frequency used to calculate at least one of a harmonic distortion (THD) and an impedance.

일 실시예에서, 연료전지 스택의 주입 전류 생성 방법은 상기 연료전지 스택의 출력 전압을 이용하여 상기 연료전지 스택의 고장여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, a method of generating an injection current of a fuel cell stack may include determining whether the fuel cell stack has failed using an output voltage of the fuel cell stack.

실시예들 중에서, 연료전지 스택의 주입 전류 생성 장치는 서로 다른 주파수 영역에 해당하는 교류 전류를 발생시키는 교류 전류 발생기, 상기 서로 다른 주파수의 교류 전류에서 제1 주파수 전류 및 제2 주파수 전류를 추출하는 복수의 필터들 및 상기 제1 주파수 전류 및 상기 제2 주파수 전류를 합성하여 합성 주파수 전류를 생성하여 상기 연료전지 스택에 인가시키는 전류 합성부를 포함한다.Among the embodiments, an injection current generator of a fuel cell stack includes an alternating current generator for generating alternating current corresponding to different frequency ranges, a first frequency current and a second frequency current from the alternating current of the different frequencies And a current synthesizer for synthesizing the plurality of filters and the first frequency current and the second frequency current to generate and apply a synthesized frequency current to the fuel cell stack.

일 실시예에서, 상기 복수의 필터들은 특정 주파수만 통과시키는 밴드 패스 필터(BPF: Band Pass Filter)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the plurality of filters may include a band pass filter (BPF) that passes only a specific frequency.

일 실시예에서, 상기 복수의 필터들은 고조파 왜곡률을 산출하는데 사용되는 제1 주파수를 추출하는 제1 주파수 필터 및 임피던스를 산출하는데 사용되는 제2 주파수를 추출하는 제2 주파수 필터를 포함할 수 있다.In one embodiment, the plurality of filters may include a first frequency filter for extracting a first frequency used to calculate the harmonic distortion rate and a second frequency filter for extracting a second frequency used to calculate the impedance.

일 실시예에서, 상기 제1 주파수 필터는 상기 교류 전류에서 특정 주파수만을 통과시켜 상기 제1 주파수 전류를 추출하고, 상기 제2 주파수 필터는 상기 교류 전류에서 특정 주파수만을 통과시켜 제2 주파수 전류를 추출할 수 있다.In one embodiment, the first frequency filter extracts the first frequency current by passing only a specific frequency from the alternating current, and the second frequency filter extracts a second frequency current by passing only a specific frequency from the alternating current can do.

일 실시예에서, 상기 제1 주파수 전류 및 제2 주파수 전류 각각은 고조파 왜곡률(THD: Total Harmonic Distortion) 및 임피던스 중 적어도 하나를 산출하는데 사용되는 주파수를 포함할 수 있다.In one embodiment, each of the first frequency current and the second frequency current may include a frequency used to calculate at least one of a harmonic distortion (THD) and an impedance.

일 실시예에서, 상기 연료전지 스택의 출력 전압을 이용하여 상기 연료전지 스택의 고장여부를 판단하는 연료전지 스택 고장 진단부를 더 포함할 수 있다.
In one embodiment, the apparatus may further include a fuel cell stack failure diagnosis unit for determining whether the fuel cell stack is broken using the output voltage of the fuel cell stack.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and the accompanying drawings.

본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and / or features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 서로 다른 주파수 영역의 전류를 합성한 합성 전류를 특정 주파수를 추출하는 복수의 필터들 각각에 통과시켜 제1 주파수 전류 및 제2 주파수 전류를 추출하고 제1 주파수 전류 및 제2 주파수 전류를 합성함으로써 고조파 성분이 제거된 합성 전류를 생성하여 연료전지 스택에 인가시킬 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, a combined current obtained by combining currents of different frequency ranges is passed through each of a plurality of filters for extracting a specific frequency to extract a first frequency current and a second frequency current, And synthesizing the second frequency current to generate a composite current from which the harmonic components have been removed and apply the composite current to the fuel cell stack.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택의 주입 전류 생성 과정을 수행하기 위한 연료전지 스택의 동작 장치의 연결 상태도이다.
도 2는 도 1에 있는 복수의 필터들에 입력되는 서로 다른 주파수 영역의 전류를 합성한 합성 전류를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1에 있는 도 1에 있는 복수의 필터에서 출력되는 전류의 각각 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 연료전지 스택의 주입 전류 생성 방법의 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.1 is a connection state diagram of an operation device of a fuel cell stack for performing an injection current generation process of a fuel cell stack according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a combined current obtained by combining the currents of different frequency ranges input to the plurality of filters shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 3 is a diagram showing the currents output from the plurality of filters shown in FIG. 1 in FIG. 1; FIG.
4 is a flowchart illustrating an embodiment of a method for generating an injection current of a fuel cell stack according to the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택의 동작 과정을 수행하기 위한 연료전지 스택의 동작 장치의 연결 상태도이고, 도 2는 도 1에 있는 복수의 필터들에 입력되는 서로 다른 주파수 영역의 전류를 합성한 합성 전류를 나타내는 도면이고, 도 3은 도 1에 있는 도 1에 있는 복수의 필터에서 출력되는 전류의 각각 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a connection diagram of an operation device of a fuel cell stack for performing an operation of a fuel cell stack according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross- FIG. 3 is a diagram showing the currents output from the plurality of filters shown in FIG. 1, respectively.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 연료전지 스택의 동작 장치(100)는 연료전지 스택(110), 전류 발생부(120), 제1 주파수 필터(130) 및 제2 주파수 필터(140)을 포함한다.1 to 3, an apparatus 100 for operating a fuel cell stack includes a fuel cell stack 110, a current generator 120, a first frequency filter 130, and a second frequency filter 140 do.

연료전지 스택(110)은 다수의 단위 셀 들이 연속적으로 배열되어 구성되며, 서로 다른 주파수 영역의 전류를 합성한 합성 전류를 인가 받으면 운행이 시작된다.The fuel cell stack 110 is configured such that a plurality of unit cells are continuously arranged, and operation starts when a combined current obtained by combining currents of different frequency ranges is applied.

일 실시예에서, 연료전지 스택(110)은 고조파 왜곡률(THD: Total Harmonic Distortion)을 산출하는데 사용되는 주파수 또는 임피던스를 산출하는데 사용되는 주파수가 합성된 형태의 합성 전류를 인가 받으면 운행이 시작될 수 있다.In one embodiment, the fuel cell stack 110 may start operating when a combined current of a combined form of frequencies used to calculate the THD (Total Harmonic Distortion) or impedance used to calculate the impedance is applied .

전류 발생부(120)는 서로 다른 주파수 영역의 전류를 합성하여 도 2의 그래프(200)와 같은 합성 전류를 발생시킨다.The current generating unit 120 generates currents such as the graph 200 of FIG. 2 by combining currents of different frequency ranges.

제1 주파수 필터(130) 및 제2 주파수 필터(140) 각각은 전류 발생부(120)에 의한 합성 전류에서 기 설정된 주파수를 추출하는 필터이다. 제1 주파수 필터(130) 및 제2 주파수 필터(140) 각각은 서로 다른 주파수가 필터되도록 설정될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 주파수 필터(130) 및 제2 주파수 필터(140) 각각은 기 설정된 주파수 각각을 추출하는 밴드 패스 필터(BPF: Band Pass Filter)일 수 있다.Each of the first frequency filter 130 and the second frequency filter 140 is a filter for extracting a predetermined frequency from the combined current by the current generator 120. Each of the first frequency filter 130 and the second frequency filter 140 may be set such that different frequencies are filtered. In one embodiment, each of the first frequency filter 130 and the second frequency filter 140 may be a band pass filter (BPF) for extracting each predetermined frequency.

일 실시예에서, 제1 주파수 필터(130)는 전류 발생부(120)에 의한 합성 전류에서 고조파 왜곡률을 산출하는데 사용되는 도 3의 그패프(310)와 같은 제1 주파수를 추출할 수 있다. 예를 들어, 제1 주파수 필터(130)는 합성 전류에서 10Hz에 해당하는 전류를 추출할 수 있다. In one embodiment, the first frequency filter 130 may extract a first frequency, such as the pap 310 of FIG. 3, used to calculate the harmonic distortion rate in the combined current by the current generator 120. For example, the first frequency filter 130 may extract a current corresponding to 10 Hz from the combined current.

일 실시예에서, 제2 주파수 필터(140)는 전류 발생부(120)에 의한 합성 전류에서 임피던스를 산출하는데 사용되는 도 3의 그패프(320)와 같은 제2 주파수를 추출할 수 있다. 예를 들어, 제2 주파수 필터(130)는 합성 전류에서 300Hz에 해당하는 전류를 추출할 수 있다. In one embodiment, the second frequency filter 140 may extract a second frequency, such as that of the FEP 320 of FIG. 3, used to calculate the impedance from the combined current by the current generator 120. For example, the second frequency filter 130 may extract a current corresponding to 300 Hz from the combined current.

제1 주파수 필터(130) 및 제2 주파수 필터(140) 각각에서 추출된 제1 주파수 전류 및 제2 주파수 전류는 합성되어 연료전지 스택(110)에 인가될 수 있다.
The first frequency current and the second frequency current extracted from the first frequency filter 130 and the second frequency filter 140 may be synthesized and applied to the fuel cell stack 110.

도 4는 본 발명에 따른 연료전지 스택의 주입 전류 생성 방법의 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating an embodiment of a method for generating an injection current of a fuel cell stack according to the present invention.

도 4를 참조하면, 연료전지 스택의 동작 장치(100)는 서로 다른 주파수 영역의 전류를 합성한 합성 전류를 특정 주파수를 추출하는 복수의 필터들 각각에 통과시켜 제1 주파수 전류 및 제2 주파수 전류를 추출한다(단계 S410). 연료전지 스택의 동작 장치(100)는 제1 주파수 전류 및 제2 주파수 전류를 합성된 형태의 합성 주파수 전류를 발생시킨다(단계 S420). 연료전지 스택의 동작 장치(100)는 합성 주파수 전류를 상기 연료전지 스택에 인가시킨다(단계 S430).
Referring to FIG. 4, the operation device 100 of the fuel cell stack passes a synthesized current obtained by synthesizing currents of different frequency ranges to each of a plurality of filters for extracting a specific frequency to generate a first frequency current and a second frequency current (Step S410). The operation device 100 of the fuel cell stack generates a synthesized frequency current of a synthesized form of the first frequency current and the second frequency current (step S420). The operating device 100 of the fuel cell stack applies a synthesized frequency current to the fuel cell stack (step S430).

지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 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, but, on the contrary, Modification is possible. Accordingly, the spirit of the present invention should be understood only in accordance with the following claims, and all equivalents or equivalent variations thereof are included in the scope of the present invention.

100: 연료전지 스택 고장 진단 장치
110: 연료전지 스택
120: 전류 발생부
130: 제1 주파수 필터
140: 제2 주파수 필터100: Fuel cell stack fault diagnosis device
110: Fuel cell stack
120:
130: first frequency filter
140: second frequency filter

Claims (12)

연료전지 스택의 주입 전류 생성 장치에서 실행되는 연료전지 스택의 주입 전류 생성 방법에 있어서,
교류 전류 발생기에 의해 발생된 서로 다른 주파수 영역에 해당하는 교류 전류를 복수의 필터들 각각에 통과시켜 제1 주파수 전류 및 제2 주파수 전류를 추출하는 단계;
상기 제1 주파수 전류 및 제2 주파수 전류를 합성된 형태의 합성 주파수 전류를 발생시키는 단계; 및
상기 합성 주파수 전류를 상기 연료전지 스택에 인가시키는 단계를 포함하는 연료전지 스택의 주입 전류 생성 방법.
A method for generating an injection current of a fuel cell stack, which is executed in an injection current generating apparatus of a fuel cell stack,
Extracting a first frequency current and a second frequency current by passing an alternating current corresponding to a different frequency region generated by the alternating current generator through each of the plurality of filters;
Generating a synthesized frequency current of the synthesized type of the first frequency current and the second frequency current; And
And applying the synthesized frequency current to the fuel cell stack.
제1항에 있어서, 상기 복수의 필터들은
특정 주파수만 통과시키는 밴드 패스 필터(BPF: Band Pass Filter)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 주입 전류 생성 방법.
The apparatus of claim 1, wherein the plurality of filters
And a band pass filter (BPF) that passes only a specific frequency.
제2항에 있어서, 상기 복수의 필터들은
고조파 왜곡률을 산출하는데 사용되는 제1 주파수를 추출하는 제1 주파수 필터 및 임피던스를 산출하는데 사용되는 제2 주파수를 추출하는 제2 주파수 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 주입 전류 생성 방법.
3. The apparatus of claim 2, wherein the plurality of filters
A first frequency filter for extracting a first frequency used to calculate a harmonic distortion rate, and a second frequency filter for extracting a second frequency used for calculating an impedance.
제3항에 있어서, 상기 제1 주파수 전류 및 제2 주파수 전류를 추출하는 단계는
상기 교류 전류를 제1 주파수 필터에 통과시켜 상기 제1 주파수 전류를 추출하는 단계; 및
상기 교류 전류를 제2 주파수 필터에 통과시켜 제2 주파수 전류를 추출하는 단계를 포함하는 연료전지 스택의 주입 전류 생성 방법.
4. The method of claim 3, wherein extracting the first frequency current and the second frequency current comprises:
Passing the alternating current through a first frequency filter to extract the first frequency current; And
And passing the alternating current through a second frequency filter to extract a second frequency current.
제4항에 있어서, 상기 제1 주파수 전류 및 제2 주파수 전류 각각은
고조파 왜곡률(THD: Total Harmonic Distortion) 및 임피던스 중 적어도 하나를 산출하는데 사용되는 주파수를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 주입 전류 생성 방법.
5. The method of claim 4, wherein the first and second frequency currents
And a frequency used to calculate at least one of a harmonic distortion (THD) and an impedance of the fuel cell stack.
제1항에 있어서,
상기 연료전지 스택의 출력 전압을 이용하여 상기 연료전지 스택의 고장여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 주입 전류 생성 방법.
The method according to claim 1,
And determining whether the fuel cell stack is faulty using an output voltage of the fuel cell stack.
서로 다른 주파수 영역에 해당하는 교류 전류를 발생시키는 교류 전류 발생기;
상기 서로 다른 주파수의 교류 전류에서 제1 주파수 전류 및 제2 주파수 전류를 추출하는 복수의 필터들; 및
상기 제1 주파수 전류 및 상기 제2 주파수 전류를 합성하여 합성 주파수 전류를 생성하여 상기 연료전지 스택에 인가시키는 전류 합성부를 포함하는 연료전지 스택의 주입 전류 생성 장치.
An alternating current generator for generating alternating current corresponding to different frequency ranges;
A plurality of filters for extracting a first frequency current and a second frequency current at alternating currents of the different frequencies; And
And a current synthesizer for synthesizing the first frequency current and the second frequency current to generate a synthetic frequency current and applying the synthesized frequency current to the fuel cell stack.
제7항에 있어서, 상기 복수의 필터들은
특정 주파수만 통과시키는 밴드 패스 필터(BPF: Band Pass Filter)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 주입 전류 생성 장치.
8. The apparatus of claim 7, wherein the plurality of filters
And a band pass filter (BPF) that passes only a specific frequency.
제8항에 있어서, 상기 복수의 필터들은
고조파 왜곡률을 산출하는데 사용되는 제1 주파수를 추출하는 제1 주파수 필터 및 임피던스를 산출하는데 사용되는 제2 주파수를 추출하는 제2 주파수 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 주입 전류 생성 장치.
9. The apparatus of claim 8, wherein the plurality of filters
A first frequency filter for extracting a first frequency used for calculating a harmonic distortion rate, and a second frequency filter for extracting a second frequency used for calculating an impedance.
제9항에 있어서,
상기 제1 주파수 필터는 상기 교류 전류에서 특정 주파수만을 통과시켜 상기 제1 주파수 전류를 추출하고, 상기 제2 주파수 필터는 상기 교류 전류에서 특정 주파수만을 통과시켜 제2 주파수 전류를 추출하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 주입 전류 생성 장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the first frequency filter extracts the first frequency current by passing only a specific frequency from the alternating current and the second frequency filter extracts the second frequency current by passing only a specific frequency from the alternating current An injection current generator for a fuel cell stack.
제10항에 있어서, 상기 제1 주파수 전류 및 제2 주파수 전류 각각은
고조파 왜곡률(THD: Total Harmonic Distortion) 및 임피던스 중 적어도 하나를 산출하는데 사용되는 주파수를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 주입 전류 생성 장치.
11. The method of claim 10, wherein each of the first and second frequency currents
And a frequency used to calculate at least one of a harmonic distortion (THD) and an impedance of the fuel cell stack.
제7항에 있어서,
상기 연료전지 스택의 출력 전압을 이용하여 상기 연료전지 스택의 고장여부를 판단하는 연료전지 스택 고장 진단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 주입 전류 생성 장치.
8. The method of claim 7,
Further comprising a fuel cell stack failure diagnosis unit for determining whether the fuel cell stack has failed by using an output voltage of the fuel cell stack.
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