KR20140083739A - 연료전지차량의 수소 누출 판단 시스템 제어 방법 - Google Patents

연료전지차량의 수소 누출 판단 시스템 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20140083739A
KR20140083739A KR1020120153812A KR20120153812A KR20140083739A KR 20140083739 A KR20140083739 A KR 20140083739A KR 1020120153812 A KR1020120153812 A KR 1020120153812A KR 20120153812 A KR20120153812 A KR 20120153812A KR 20140083739 A KR20140083739 A KR 20140083739A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hydrogen
vehicle
fuel cell
sensor
key
Prior art date
Application number
KR1020120153812A
Other languages
English (en)
Inventor
원찬희
Original Assignee
현대모비스 주식회사
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 현대모비스 주식회사 filed Critical 현대모비스 주식회사
Priority to KR1020120153812A priority Critical patent/KR20140083739A/ko
Publication of KR20140083739A publication Critical patent/KR20140083739A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0069—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to the isolation, e.g. ground fault or leak current
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0053—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2250/00—Driver interactions
    • B60L2250/10—Driver interactions by alarm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/90—Driver alarms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

연료전지차량의 수소 누출 판단 시스템 제어 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 누출 판단 시스템 제어 방법은 차량 내부에 설치되어 수소 누출을 감지하는 복수개의 수소감지센서와, 수소라인의 압력을 감지하는 압력센서와, 연료전지 시스템을 제어하는 제어부를 포함하는 연료전지차량의 수소 누출 판단 시스템을 제어하기 위한 수소 누출 판단 시스템 제어 방법에 있어서, 차량이 키-오프(key-off) 상태인지 여부를 판단하는 1단계; 차량이 키-오프 상태인 경우에 수소감지센서를 주기적으로 동작시켜 수소 누출 여부를 판단하는 2단계; 2단계에서 수소 누출이 감지되지 않으면 상기 1단계부터 재수행하고, 수소 누출이 감지되면 대응 프로세스를 가동시키는 3단계를 포함한다.

Description

연료전지차량의 수소 누출 판단 시스템 제어 방법{CONTROL METHOD FOR HYDROGEN LEAK DETECTING SYSTEM OF FUEL CELL VEHICLE}
본 발명은 수소 누출 판단 시스템 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연료전지차량의 정차(Key-off)시의 수소 누출 판단 시스템 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 연료전지차량의 연료전지 시스템은 크게 공기 공급시스템(APS, Air Process System), 수소 공급시스템(FPS, Fuel Process System) 및 물/열 관리시스템(TMS, Thermal Management System), 벤트 시스템(Vent System)으로 구분될 수 있다.
공기 공급시스템은 연료전지 스택에 수소와 반응을 할 공기(산소)를 공급하는 시스템이고, 수소 공급시스템은 상기 연료전지 스택에 수소를 공급하는 시스템이다. 한편, 물/열 관리시스템은 전체 시스템에서 필요로 하는 물 균형을 유지하는 기능과 더불어, 반응 시에 연료전지 스택에서 발생하는 열을 적절한 온도로 유지하는 시스템이고, 벤트 시스템은 연료전지 스택에서 반응한 공기, 수소 및 물을 배출하는 시스템이다.
이와 같은 연료전지 시스템은 저장된 수소와 산소의 화학반응을 통하여 차량 구동에 필요한 전력을 생산하게 된다. 이 때, 연료로 사용되는 수소의 경우 무색, 무미, 무취의 폭발성이 강한 기체이므로 아주 미세한 정전기에도 쉽게 발화하는 성질을 가지고 있다. 따라서, 연료전지 차량에서 상기 수소의 누출시의 감지 및 조치는 안전상 매우 중요한 부분에 해당한다.
수소 누출을 판단하기 위하여, 종래에는 수소감지센서를 차량 내부에 설치하고 상기 수소감지센서를 제어하는 시스템(수소 누출 판단 시스템)을 설치하였다. 즉, 수소감지센서를 주요 수소라인부, 수소탱크, 연료전지 스택 등에 설치하여 수소 누출을 판단하고 수소 누출이 감지되는 경우에는 안전 조치를 취하는 등의 프로세스가 그것이다.
그런데, 상술한 종래 수소 누출 판단 시스템에서는 차량의 운행시의 수소 노출만을 감지할 수 있을 뿐, 차량이 운행하지 않을 시(즉, 차량의 시동이 꺼져 있는 경우)에는 수소 노출을 감지할 수 없다는 문제점이 있었다. 따라서 차량의 비운행시에도 수소 노출을 감지할 수 있는 시스템 개량이 필요하다.
본 발명의 실시예들에서는 차량의 키-오프(key-off) 상태에서도 수소 누출을 감지하고 조치할 수 있는 수소 누출 판단 시스템 제어 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 차량 내부에 설치되어 수소 누출을 감지하는 복수개의 수소감지센서와, 수소라인의 압력을 감지하는 압력센서와, 연료전지 시스템을 제어하는 제어부를 포함하는 연료전지차량의 수소 누출 판단 시스템을 제어하기 위한 수소 누출 판단 시스템 제어 방법에 있어서, 상기 차량이 키-오프(key-off) 상태인지 여부를 판단하는 1단계; 상기 차량이 키-오프 상태인 경우에 상기 수소감지센서를 주기적으로 동작시켜 수소 누출 여부를 판단하는 2단계; 상기 2단계에서 수소 누출이 감지되지 않으면 상기 1단계부터 재수행하고, 수소 누출이 감지되면 대응 프로세스를 가동시키는 3단계를 포함하는 수소 누출 판단 시스템 제어 방법이 제공될 수 있다.
이 때, 상기 3단계의 대응 프로세스는, 상기 차량 내부의 환기 시스템을 작동시키고, 알람 및 경고등을 작동시켜 운전자에게 알리는 것일 수 있다.
한편, 상기 1단계에서 상기 차량이 키-온(key-off) 상태인 경우에는, 상기 수소감지센서의 고장 유무를 확인하는 단계; 상기 수소감지센서가 고장으로 판단되는 경우에는 상기 압력센서의 출력값에 근거하여 수소 누출을 판단하고, 상기 수소감지센서가 정상으로 판단되는 경우에는 상기 수소감지센서의 출력값에 근거하여 수소 누출을 판단하는 단계; 및 수소 누출이 감지되면 안전 프로세스를 가동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 안전 프로세스는, 알람 및 경고등을 작동시켜 운전자에게 알리거나, 상기 연료전지 시스템을 비상 정지시킬 수 있다.
또한, 상기 2단계에서 상기 차량이 키-오프 상태인 경우에는 연료전지 스택으로부터 전력을 공급받는 적어도 하나의 차량 보조 배터리로부터 전원을 공급받을 수 있다.
본 발명의 실시예들은 차량의 키-오프(key-off) 상태에서도 수소감지센서를 주기적으로 동작시켜 수소 누출 여부를 판단함으로써, 수소 누출시에 신속한 대응이 가능한 바 안전 사고를 예방할 수 있다.
또한, 차량의 키-오프 상태에서 상기 수소감지센서의 전원 공급을 보조 배터리를 통해 수행하므로, 차량의 운행 여부와 무관하게 수소 누출 감지가 가능하다.
도 1은 수소 누출 판단 시스템이 적용된 연료전지 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 노출 판단 시스템 제어 방법의 순서도이다.
도 3은 도 2에서 차량의 키-오프 상태에서의 보조 전원 공급을 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 1은 수소 누출 판단 시스템이 적용된 연료전지 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다. 수소 누출 판단 시스템이 적용된 연료전지 시스템은 공지된 구성인 바, 이하에서는 도 1을 참조하여 수소 누출 판단 시스템이 적용된 연료전지 시스템에 대하여 간략하게 설명하도록 한다.
연료전지 시스템은 공기 공급시스템, 수소 공급시스템, 물/열 관리시스템, 벤트 시스템으로 크게 구분될 수 있다.
연료전지 스택(10)은 수소와 산소의 화학적 반응을 통해 전기를 생산하는 연료전지 복수개가 적층되어 구성된 것이다.
공기 공급시스템은 연료전지 스택(10)에 수소와 반응을 할 공기(산소)를 공급하는 시스템이다.
공기 공급시스템은 에어 컴프레서(1)와 공기가습기(2)를 포함하여 구성될 수 있다. 에어 컴프레서(1)는 공기를 연료전지 스택(10)에 공급하는 장치이고, 공기가습기(2)는 공급된 공기를 가습하는 장치이다. 공기는 에어 컴프레서(1), 공기가습기(2)를 거쳐 연료전지 스택(10)에서 반응되고 벤트 시스템(17)을 거쳐 배출된다.
수소 공급시스템은 연료전지 스택(10)에 수소를 공급하는 시스템으로, 연료전지 스택(10)에서 미 반응된 수소를 재순환시키는 구성까지 포함하는 개념이다.
수소 공급시스템은 수소저장탱크(3), 레귤레이터(4), 수소차단밸브(5), 가변제어밸브(6), 이젝터(8), 수소가습기(11), 수소재순환블로어(9)를 포함하여 구성될 수 있다.
수소저장탱크(3)는 연료전지 스택(10)에 공급되는 수소를 저장하는 탱크이며, 레귤레이터(4)는 고압으로 압축되어 있는 수소를 감압하는 장치이다. 수소차단밸브(5)는 비상시에 상기 수소 공급을 차단하는 밸브이며, 가변제어밸브(6)는 연료전지 스택(110)에 공급되는 수소의 압력을 조절하는 밸브이다. 이젝터(8)는 상기 수소저장탱크(3), 레귤레이터(4), 수소차단밸브(5) 및 가변제어밸브(6)를 거친 수소를 연료전지 스택(10)에 고압으로 공급하는 기능을 한다.
한편, 연료전지 스택(10)에서는 수소 및 공기가 적당량이 공급된다 하더라도 모든 수소가 반응하지는 못하므로, 연료전지 스택(10)의 배출구는 다시 연료전지 스택(10)의 수소 입구와 연결되는 구성을 갖는 것이 일반적이다. 이를 수소재순환장치라고 한다. 상기 수소재순환장치는 상기 배출구와 연결되어 재순환되는 수소를 가습시키는 수소 가습기(11)와, 재순환 수소를 공급하는 수소재순환블로어(9)를 포함하여 구성된다. 이 때, 수소재순환블로어(9)를 통해 공급된 재순환 수소는 다시 이젝터(8)를 통해 연료전지 스택(10)에 재공급되어 재활용될 수 있다.
물/열 관리시스템은 전체 시스템에서 필요로 하는 물 균형을 유지하는 기능과 더불어, 반응 시에 연료전지 스택(10)에서 발생하는 열을 적절한 온도로 유지하는 기능을 하는 시스템이다.
물/열 관리시스템은 냉각펌프(12), 써모스탯(13), 라디에이터(14), 3웨이 밸브(15) 및 이온 필터(16)를 포함하여 구성될 수 있다.
냉각펌프(12)는 냉각수를 순환시켜주는 장치이고, 써모스탯(13)은 상기 냉각수의 온도를 조절하는 장치이다. 라디에이터(14)는 냉각수를 냉각시키는 장치이고, 3웨이 밸브(15)는 연료전지 스택(10)을 순환하는 냉각수의 온도에 따라 유로 변경을 시켜주는 장치이다. 또한, 이온 필터(16)는 연료전지 스택(10)을 순환하는 냉각수에 존재하는 이온을 걸러주는 기능을 한다.
상기와 같이, 냉각수가 냉각펌프(12), 써모스탯(13), 라디에이터(14), 3웨이 밸브(15) 및 이온 필터(16)를 거침으로써, 전체 시스템에서 필요로 하는 물 균형을 유지시키거나 발생하는 열의 온도를 유지할 수 있다.
벤트 시스템(17)은 연료전지 스택(10)에서 반응한 공기, 수소 및 물을 배출하는 시스템으로, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
상기와 같이 구성되는 연료전지 시스템에서 수소 누출 판단 시스템은 차량 내부에 설치되어 수소 누출을 감지하는 복수개의 수소감지센서(18)와, 연료전지 시스템을 제어하는 제어부(19)를 포함한다.
또한, 상기 수소 누출 판단 시스템은 상기 수소 공급시스템의 각 구성을 제어하는 연료 제어부(7)를 더 포함한다. 이 때, 연료 제어부(7)는 제어부(19)에 의해 제어될 수 있다. 즉, 연료전지 시스템 제어와 관련하여 제어부(19)는 상위 제어에 해당하고, 연료 제어부(7)는 하위 제어에 해당한다.
보다 구체적으로 제어부(19)는 연료전지 시스템을 구성하는 각 시스템을 전체적으로 제어하는 기능을 수행할 수 있으며, 수소 누출 판단 시스템과 관련해서는 수소감지센서(18)로부터 수소 누출 정보를 수신받고, 상기 수소 누출 정보에 근거하여 연료전지 시스템의 각 시스템들을 제어할 수 있다.
한편, 제어부(19)는 연료 제어부(7) 역시 제어할 수 있으며, 연료 제어부(7)는 가변제어밸브(6)와 같은 수소라인에 설치된 각종 밸브, 수소재순환블로워(9)와 같이 수소재순환라인에 설치된 장치를 제어할 수 있으며, 벤트 시스템(17)을 제어하는 것도 가능하다.
수소감지센서(18)는 차량 내부에 복수개 설치될 수 있다. 수소감지센서는 수소라인에 설치된 각종 밸브, 수소탱크, 연료전지 스택 등에 설치될 수 있다. 관련하여 도 1에서는 수소감지센서(18)가 수소탱크(3), 가변제어밸브(6) 및 연료전지 스택(10)에 설치된 경우를 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 수소감지센서(18)는 차량 실내에 설치되어 차량 실내의 수소 누출을 감지할 수도 있다.
한편, 도 1에 도시되지는 않았으나, 수소 누출 판단 시스템은 수소라인의 압력을 감지하는 압력센서(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 압력센서는 수소라인의 압력을 감지하여 상기 압력 변화로부터 수소 누출 여부를 판단할 수 있다. 이와 같은 압력센서는 후술하는 바와 같이, 수소감지센서(18)의 고장시에 임시적으로 수소 누출을 감지하는 기능을 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 노출 판단 시스템 제어 방법의 순서도이다. 도 2를 참조하여 이하에서 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 노출 판단 시스템 제어 방법의 각 단계에 대하여 설명하도록 한다.
(1) 차량의 상태 판단
1단계(S110)는 차량이 키-오프(key-off) 상태인지 여부를 판단한다. 본 명세서에서 차량이 키-오프 상태에 있다 함은 차량의 시동이 꺼져 있는 상태로 차량이 운행되고 있지 않은 상태를 의미한다. 반대로, 차량이 키-온(key-on) 상태에 있다 함은 차량이 운행되고 있는 상태를 의미한다.
종래 수소 노출 판단 시스템 제어 방법에서는 차량이 키-오프 상태에 있는 경우에는 수소 노출 감지하는 로직이 존재하지 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 노출 판단 시스템 제어 방법에서는 차량의 키-오프 상태에서도 수소 노출을 감지할 수 있는 로직을 추가 구현하였다는 점에 일 특징이 있다(이상 S110).
(2) 차량 상태가 키-오프(key-off)인 경우
차량이 키-오프 상태인 경우에는 수소감지센서를 주기적으로 동작시켜 수소 누출 여부를 판단하게 된다. 상기 수소 누출 여부는 상기 수소감지센서로부터의 출력값으로 확인할 수 있다(이상 S120).
상기 수소감지센서로부터 수소 누출이 감지되지 않는 경우에는 이상이 없는 것이므로, 다시 1단계(S110)부터 재수행하게 된다. 반면, 상기 수소감지센서로부터 수소 누출이 감지되는 경우에는 대응 프로세스를 가동시키게 된다.
여기에서 상기 대응 프로세스는 상기 차량 내부의 환기 시스템을 작동시키고, 알람 및 경고등을 작동시켜 운전자에게 알리는 것을 의미한다. 구체적으로는 제어부(19, 도 1참조)-연료 제어부(7)를 거쳐 벤트 시스템(17)을 제어함으로써 차량 내부의 환기 시스템을 작동시킬 수 있으며, 차량에 탑재되는 알람 및 경고등(미도시)를 작동시킴으로써 운전자에게 수소 누출을 경고할 수 있다(이상 S130).
(3) 차량 상태가 키-온(key-on)인 경우
차량이 키-온 상태인 경우에는 수소감지센서의 고장 유무를 확인한다. 사익 고장 유무의 확인은 상기 수소감지센서의 루프 신호 등을 확인하는 방법등을 이용하여 이루어질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다(이상 S111).
상기 수소감지센서가 고장으로 판단되는 경우에는 수소라인에 설치되는 압력센서(미도시)의 출력값에 근거하여 수소 누출을 판단한다. 상술한 것과 같이 상기 압력센서는 수소라인의 압력을 상시 감시함으로써 수소 누출을 감지할 수 있다. 즉, 상기 압력센서는 상기 수소감지센서가 고장이 났을 경우에 임시적으로 상기 수소감지센서의 기능을 대체하는 역할을 수행할 수 있다.
상기 수소감지센서가 정상으로 판단되는 경우에는 상기 수소감지센서의 출력값에 근거하여 수소 노출을 판단한다(이상 S112).
상기 압력센서 또는 수소감지센서로부터 수소 누출이 감지되지 않는 경우에는 이상이 없는 것이므로, 다시 S111 단계부터 재수행하게 된다. 반면, 상기 압력센서 또는 수소감지센서로부터 수소 누출이 감지되는 경우에는 안전 프로세스를 가동시키게 된다.
여기에서 상기 안전 프로세스는 알람 및 경고등을 작동시켜 운전자에게 알리거나, 상기 연료전지 시스템을 비상 정지시키는 것을 의미한다. 구체적으로는 제어부(19, 도 1 참조)를 통해 차량에 탑재되는 알람 및 경고등(미도시)를 작동시킴으로써 운전자에게 수소 누출을 경고하거나, 연료전지 시스템을 비상 정지시켜 운전자가 위험 상황을 인지할 수 있도록 할 수 있다(이상 S113).
(4) 차량이 키-오프 상태일 때의 전원 공급
상기(1), (2)에서 설명한 바와 같이, 차량 상태가 키-오프인 경우에도 상기 수소감지센서 및 제어부 등을 구동시켜야 하므로, 이들 부품들에는 상시적으로 전원 공급이 이루어져야 한다.
이와 관련하여, 도 3은 도 2에서 차량의 키-오프 상태에서의 보조 전원 공급을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 연료전지 시스템이 장착된 연료전지 차량에서의 전원 공급은 연료전지 스택으로부터 구동 모터에 구동 전력이 공급되고, 차량 보조 배터리 및 차량 동력 보조 배터리에 충전 전력이 공급된다.
상기 구동 모터는 차량 바퀴를 회전시키는 구동 장치를 의미하며, 상기 차량 보조 배터리는 차량의 키-온 상태부터 연료전지 스택의 발전 전까지 구동모터를 제외한 각종 센서, 센싱 장치 등에 사용되는 전력 공급을 위한 저장 장치를 의미한다.
또한, 상기 차량 동력 보조 배터리는 갑작스런 연료전지 스택 발전량을 초과하는 전력이 필요할 때에 부족한 전력을 공급하는 장치로 구동 모터에 구동 전력을 보조 공급하고, 상기 구동 모터로부터 충전 전력을 공급받을 수 있다. 필요에 따라 상기 차량 동력 보조 배터리는 차량 내의 각종 장치들에 보조 전력을 공급할 수 있다(전력 급증시).
한편, 연료전지 스택이 발전을 시작하면 상기 연료전지 스택으로부터 제어부, 각종 제어장치, 각종 센싱 장치, 각종 구동 장치, 각종 조명 장치, 기타(etc) 장치에 작동 전력이 공급될 수 있다.
여기에서 제어부는 도 1에서 언급한 제어부(19)와 동일한 것이고, 각종 제어장치는 각 부품 단품들을 제어하고 상위 제어기와 통신하는 하위 제어 장치를 의미한다. 예를 들어 도 1에서 언급한 연료 제어부(7)가 그것이다.
각종 센싱 장치는 온도센서, 압력센서, 수소감지센서 등의 각종 센싱에 사용되는 장치이고, 각종 구동 장치는 구동모터를 제외한 각종 구동부품(윈도우, 펌프류, 밸브류 등)을 의미한다.
각종 조명 장치는 계기판, 차량 실내등 등의 각종 조명에 사용되는 장치이고, 기타 장치는 상기 언급한 것들 이외의 기타 부품들을 의미한다.
상술한 전원 공급에 대한 설명은 차량이 키-온 상태에 있을 때에 해당하는 것인데, 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 노출 판단 시스템 제어 방법에서는 차량의 키-오프 상태인 경우에 연료전지 스택으로부터 전력을 공급받는 적어도 하나의 차량 보조 배터리로부터 전원을 공급받을 수 있다. 여기에서 차량 보조 배터리는 차량 보조 배터리 및 차량 동력 보조 배터리를 포함하는 의미로 사용된다.
상술하였듯이 차량 보조 배터리, 차량 동력 보조 배터리는 연료전지 스택으로부터 충전 전력을 공급받지만, 차량이 키-오프 인 경우에도 소정 정도의 전력을 구비한 상태에 있다. 따라서, 차량이 키-오프 상태에 있어서 연료전지 스택이 작동하지 않는 경우라도 차량 보조 배터리 및 차량 동력 보조 배터리를 통하여 수소 누출 감지에 필요한 전원을 공급받을 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들은 차량의 키-오프(key-off) 상태에서도 수소감지센서를 주기적으로 동작시켜 수소 누출 여부를 판단함으로써, 수소 누출시에 신속한 대응이 가능한 바 안전 사고를 예방할 수 있다. 또한, 차량의 키-오프 상태에서 상기 수소감지센서의 전원 공급을 보조 배터리를 통해 수행하므로, 차량의 운행 여부와 무관하게 수소 누출 감지가 가능하다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
1: 에어 컴프레서 2: 공기가습기
3: 수소저장탱크 4: 레귤레이터
5: 수소차단밸브 6: 가변제어밸브
7: 연료 제어부 8: 이젝터
9: 수소재순환블로어 10: 연료전지 스택
11: 수소 가습기 12: 냉각펌프
13: 써모스탯 14: 라디에이터
15: 3웨이 밸브 16: 이온 필터
17: 제어부 18: 수소감지센서

Claims (5)

  1. 차량 내부에 설치되어 수소 누출을 감지하는 복수개의 수소감지센서와, 수소라인의 압력을 감지하는 압력센서와, 연료전지 시스템을 제어하는 제어부를 포함하는 연료전지차량의 수소 누출 판단 시스템을 제어하기 위한 수소 누출 판단 시스템 제어 방법에 있어서,
    상기 차량이 키-오프(key-off) 상태인지 여부를 판단하는 1단계;
    상기 차량이 키-오프 상태인 경우에 상기 수소감지센서를 주기적으로 동작시켜 수소 누출 여부를 판단하는 2단계;
    상기 2단계에서 수소 누출이 감지되지 않으면 상기 1단계부터 재수행하고, 수소 누출이 감지되면 대응 프로세스를 가동시키는 3단계를 포함하는 수소 누출 판단 시스템 제어 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 3단계의 대응 프로세스는,
    상기 차량 내부의 환기 시스템을 작동시키고, 알람 및 경고등을 작동시켜 운전자에게 알리는 것인 수소 누출 판단 시스템 제어 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 1단계에서 상기 차량이 키-온(key-off) 상태인 경우에는,
    상기 수소감지센서의 고장 유무를 확인하는 단계;
    상기 수소감지센서가 고장으로 판단되는 경우에는 상기 압력센서의 출력값에 근거하여 수소 누출을 판단하고, 상기 수소감지센서가 정상으로 판단되는 경우에는 상기 수소감지센서의 출력값에 근거하여 수소 누출을 판단하는 단계; 및
    수소 누출이 감지되면 안전 프로세스를 가동시키는 단계를 더 포함하는 수소 누출 판단 시스템 제어 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 안전 프로세스는,
    알람 및 경고등을 작동시켜 운전자에게 알리거나, 상기 연료전지 시스템을 비상 정지시키는 수소 누출 판단 시스템 제어 방법.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 2단계에서 상기 차량이 키-오프 상태인 경우에는 연료전지 스택으로부터 전력을 공급받는 적어도 하나의 차량 보조 배터리로부터 전원을 공급받는 수소 누출 판단 시스템 제어 방법.
KR1020120153812A 2012-12-26 2012-12-26 연료전지차량의 수소 누출 판단 시스템 제어 방법 KR20140083739A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120153812A KR20140083739A (ko) 2012-12-26 2012-12-26 연료전지차량의 수소 누출 판단 시스템 제어 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120153812A KR20140083739A (ko) 2012-12-26 2012-12-26 연료전지차량의 수소 누출 판단 시스템 제어 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140083739A true KR20140083739A (ko) 2014-07-04

Family

ID=51734111

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120153812A KR20140083739A (ko) 2012-12-26 2012-12-26 연료전지차량의 수소 누출 판단 시스템 제어 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20140083739A (ko)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160071599A (ko) * 2014-12-12 2016-06-22 현대자동차주식회사 연료전지차량의 수소 누출 판단 시스템 제어방법
US20170010178A1 (en) * 2015-07-09 2017-01-12 Hyundai Motor Company Apparatus and method for detecting leakage in hydrogen tank of hydrogen fuel cell vehicle
CN109398345A (zh) * 2017-08-18 2019-03-01 郑州宇通客车股份有限公司 一种客车燃气安全控制系统及方法
US10468698B2 (en) 2016-07-29 2019-11-05 Hyundai Motor Company Method of eliminating leakage from fuel tank valve
US10647219B2 (en) 2017-05-25 2020-05-12 Hyundai Motor Company Method for controlling fuel cell system
CN111376797A (zh) * 2020-03-24 2020-07-07 东风汽车集团有限公司 一种氢燃料电池汽车氢泄露检测控制方法及其系统
CN112092627A (zh) * 2020-08-14 2020-12-18 东风柳州汽车有限公司 一种车用氢气泄漏检测系统
CN112416667A (zh) * 2020-10-21 2021-02-26 中国辐射防护研究院 基于预载程序动态信号检验的stm32总剂量效应测试方法
CN112590554A (zh) * 2020-12-23 2021-04-02 武汉格罗夫氢能汽车有限公司 一种氢能汽车燃气泄漏安全控制系统
KR102530581B1 (ko) * 2021-12-03 2023-05-10 아주대학교산학협력단 이상 상황 또는 위험 상황을 예측하기 위한 수소전기차량 모니터링 장치 및 그 방법

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9845014B2 (en) 2014-12-12 2017-12-19 Hyundai Motor Company Control method for hydrogen leak determining system of fuel cell vehicle
KR20160071599A (ko) * 2014-12-12 2016-06-22 현대자동차주식회사 연료전지차량의 수소 누출 판단 시스템 제어방법
US10598564B2 (en) 2015-07-09 2020-03-24 Hyundai Motor Company Apparatus and method for detecting leakage in hydrogen tank of hydrogen fuel cell vehicle
US10209158B2 (en) * 2015-07-09 2019-02-19 Hyundai Motor Company Apparatus and method for detecting leakage in hydrogen tank of hydrogen fuel cell vehicle
US20170010178A1 (en) * 2015-07-09 2017-01-12 Hyundai Motor Company Apparatus and method for detecting leakage in hydrogen tank of hydrogen fuel cell vehicle
US10468698B2 (en) 2016-07-29 2019-11-05 Hyundai Motor Company Method of eliminating leakage from fuel tank valve
US10647219B2 (en) 2017-05-25 2020-05-12 Hyundai Motor Company Method for controlling fuel cell system
CN109398345A (zh) * 2017-08-18 2019-03-01 郑州宇通客车股份有限公司 一种客车燃气安全控制系统及方法
CN111376797A (zh) * 2020-03-24 2020-07-07 东风汽车集团有限公司 一种氢燃料电池汽车氢泄露检测控制方法及其系统
CN112092627A (zh) * 2020-08-14 2020-12-18 东风柳州汽车有限公司 一种车用氢气泄漏检测系统
CN112416667A (zh) * 2020-10-21 2021-02-26 中国辐射防护研究院 基于预载程序动态信号检验的stm32总剂量效应测试方法
CN112416667B (zh) * 2020-10-21 2023-05-12 中国辐射防护研究院 基于预载程序动态信号检验的stm32总剂量效应测试方法
CN112590554A (zh) * 2020-12-23 2021-04-02 武汉格罗夫氢能汽车有限公司 一种氢能汽车燃气泄漏安全控制系统
KR102530581B1 (ko) * 2021-12-03 2023-05-10 아주대학교산학협력단 이상 상황 또는 위험 상황을 예측하기 위한 수소전기차량 모니터링 장치 및 그 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20140083739A (ko) 연료전지차량의 수소 누출 판단 시스템 제어 방법
KR101714128B1 (ko) 연료전지차량의 수소 누출 판단 시스템 제어방법
KR101679971B1 (ko) 연료전지시스템의 공기공급계 고장진단장치 및 그 고장진단방법
CN100557876C (zh) 燃料电池系统及其控制方法
US9666887B2 (en) Method for diagnosing current sensor of fuel cell system
KR101526807B1 (ko) 연료전지 차량의 공기 공급 제어방법
CN111169288A (zh) 检测车载供氢系统氢气泄露的方法、装置及燃料电池汽车
US20090053587A1 (en) Abnormality detecting device for a fuel cell powered industrial vehicle
KR20160061460A (ko) 연료전지 시스템의 수소 압력센서 고장 진단 방법
KR102274110B1 (ko) 연료전지 시스템의 비상 운전 방법
US11332835B2 (en) Hydrogen system
US20050158597A1 (en) Deterioration diagnosis of fuel cell seal member
KR100872649B1 (ko) 연료전지 차량의 비상 셧다운 제어방법
WO2008071402A1 (en) Leakage test in a fuel cell system
JP2006141122A (ja) 燃料供給装置、燃料供給装置の制御方法
JP6772467B2 (ja) 燃料電池システム
JP2009087652A (ja) 燃料電池システム
JP2006318817A (ja) 燃料電池システム
US20220311032A1 (en) Fuel cell system
KR101361515B1 (ko) 연료 전지 수소 공급 시스템 및 연료 전지 수소 공급 시스템의 제어 방법
KR20180129196A (ko) 연료전지 시스템 제어 방법
KR100941258B1 (ko) 연료전지용 수소 재순환 블로워 작동 시스템 및 그 제어방법
JP2008234969A (ja) 燃料電池システム
JP2019096533A (ja) 燃料電池システムのガス漏れ検知方法
JP6155795B2 (ja) 燃料電池システム

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination