KR20160007798A - Apparatus and method for detecting overheating of heater for fuel cell vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 냉각수 압력 및 히터 전류를 이용하여 연료전지차량 내 히터 과열을 감지할 수 있도록 하는 연료전지차량의 히터 과열 감지 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for detecting a heater overheat of a fuel cell vehicle that can detect a heater overheat in a fuel cell vehicle using a coolant pressure and a heater current.
연료전지 자동차는 기존의 가솔린/디젤 엔진 대신 연료전지 파워크레인이 장착되며 주요 구성요소로는 연료전지 스택, 운전장치 시스템, 전기동력 시스템, 제어시스템 등이 장착된다. 이중에서 운전장치 시스템은 스택 운전에 필수적인 시스템으로, 열관리 시스템, 공기 공급 시스템, 수소 공급 시스템으로 구성된다.The fuel cell vehicle is equipped with a fuel cell power crane instead of a conventional gasoline / diesel engine. The main components are a fuel cell stack, a driving device system, an electric power system, and a control system. Of these, the operating system is an essential system for stack operation, and consists of a thermal management system, an air supply system, and a hydrogen supply system.
열관리 시스템(Thermal Management System, TMS)에는 냉각수를 순환시키는 펌프, 냉각수 온도에 따라 유로를 결정해주는 3방 밸브, 냉각수 전기 전도도 유지를 위한 냉각수 이온 필터, 실내 공조 장치, 냉각모듈, 스택 냉시동성(fuel cell cold start) 및 내구성 향상을 위한 COD(Cathode Oxygen Depletion) 히터 등으로 구성된다.The thermal management system (TMS) includes a pump for circulating cooling water, a three-way valve for determining the flow path according to the temperature of the cooling water, a cooling water ion filter for maintaining the cooling water electrical conductivity, an indoor air conditioning unit, a cooling module, cell cold start) and a COD (Cathode Oxygen Depletion) heater for improving durability.
기존의 COD 히터는 냉각수 유량이 부족하거나 냉각수가 순환하지 않을 경우 히터 표면이 과열되어 손상될 수 있다. 이에, 종래에는 히터 내부에 써모커플(Thermocouple, T/C)을 설치하여 각 히터 내부의 온도를 측정하고 그 측정된 온도데이터를 히터 제어기가 수신받아 과열 여부를 판단한다(특허문헌 1 참조).Conventional COD heaters can overheat the heater surface and become damaged if the cooling water flow rate is insufficient or the cooling water is not circulated. Conventionally, a thermocouple (T / C) is installed inside the heater to measure the temperature inside each heater, and the heater controller receives the measured temperature data to determine whether or not the heater is overheated (see Patent Document 1).
이러한 종래기술은 히터마다 내부 온도를 측정할 써모커플이 필요하며 과열 감지 제어기가 있어야 한다.This prior art requires a thermocouple to measure the internal temperature for each heater and must have an overheat detection controller.
또한, 종래기술은 히터내 장착된 써모커플이 온도를 측정할 수 있는 범위를 제외한 히터 부위 과열 시 과열 판단이 늦어질 수 있다.Further, in the prior art, the overheating judgment may be delayed when the heater portion is overheated, except in a range where the thermocouple mounted in the heater can measure the temperature.
또한, 종래기술은 냉각수 부족으로 냉각수 내 기포가 다수 존재할 경우 히터 과열 판단이 어려워질 수 있다.Further, in the prior art, when there are a large number of bubbles in the cooling water due to the shortage of cooling water, it may be difficult to judge the overheating of the heater.
본 발명은 상기한 배경기술을 감안하여 안출한 것으로서, 냉각수 압력 및 히터 전류를 이용하여 연료전지차량 내 히터 과열을 감지할 수 있도록 하는 연료전지차량의 히터 과열 감지 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for detecting a heater overheat in a fuel cell vehicle, which can detect a heater overheat in a fuel cell vehicle by using a cooling water pressure and a heater current. have.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 연료전지차량의 히터 과열 감지 장치는 열관리시스템 내 연료전지 스택의 입구와 연결된 냉각수 순환라인에 장착되어 냉각수 압력을 측정하는 압력센서와, 상기 스택과 냉각수 히터 사이에 장착되어 상기 냉각수 히터에 인가되는 전류를 측정하는 전류센서와, 상기 압력센서 및 상기 전류센서로부터 출력되는 압력 신호 및 전류 신호에 근거하여 히터 작동 상태를 판정하는 히터 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, a heater overheat sensing apparatus of a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention includes a pressure sensor mounted on a cooling water circulation line connected to an inlet of a fuel cell stack in a thermal management system, A current sensor mounted between the stack and the cooling water heater for measuring a current applied to the cooling water heater and a heater control unit for determining a heater operation state based on the pressure signal and the current signal output from the pressure sensor and the current sensor .
또한, 상기 히터 제어부는 상기 압력 신호의 변화폭 및 기울기 부호 변화 횟수로 냉각수 부족 여부를 결정하는 것을 특징으로 한다.Further, the heater control unit determines whether the cooling water is insufficient based on the variation width of the pressure signal and the number of slope code changes.
또한, 상기 히터 제어부는 상기 전류 신호에 근거하여 상기 냉각수 히터로 전류가 인가되는지 여부를 확인하는 것을 특징으로 한다.The heater control unit may determine whether a current is applied to the coolant heater based on the current signal.
또한, 상기 히터 제어부는 상기 냉각수 압력 이상이며 상기 냉각수 히터로 전류가 인가되면 히터 과열로 판정하는 것을 특징으로 한다.Further, the heater control unit determines that the heater is overheated when the cooling water pressure is higher than the cooling water pressure and current is applied to the cooling water heater.
또한, 상기 히터 제어부는 상기 히터 작동 상태 판정 시 연료전지 제어기로부터 히터 릴레이 작동명령 수신여부를 고려하는 것을 특징으로 한다.Further, the heater control unit may consider whether or not the heater relay operation command is received from the fuel cell controller when the heater operation state is determined.
또한, 상기 히터 제어부는 상기 히터 릴레이 작동명령 수신 시 상기 냉각수 압력 이상이며 상기 냉각수 히터로 전류가 인가되지 않으면 릴레이 또는 히터 고장으로 판정하는 것을 특징으로 한다.The heater control unit may determine that the relay or the heater is faulty if the cooling water pressure is higher than the cooling water pressure when the heater relay operation command is received and the current is not applied to the cooling water heater.
또한, 상기 히터 제어부는 상기 히터 릴레이 작동명령 미수신시 상기 냉각수 압력 이상이며 상기 냉각수 히터로 전류가 미인가되면 히터 정상으로 판정하는 것을 특징으로 한다.Further, the heater control unit determines that the heater is normal when the coolant pressure is higher than the coolant pressure when the heater relay operation command is not received and the current is not good to the coolant heater.
또한, 상기 히터 제어부는 상기 히터 릴레이 작동명령 수신시 상기 냉각수 압력 정상이며 상기 냉각수 히터로 전류가 인가되면 히터가 정상 발열으로 판정하는 것을 특징으로 한다.In addition, the heater control unit determines that the coolant pressure is normal when the heater relay operation command is received, and determines that the heater generates a normal heat when a current is applied to the coolant heater.
또한, 상기 히터 제어부는 상기 히터 릴레이 작동명령 미수신시 상기 냉각수 압력 정상이며 상기 냉각수 히터로 전류가 인가되면 릴레이 고장으로 판정하는 것을 특징으로 한다.Further, the heater control unit determines that the coolant pressure is normal when the heater relay operation command is not received, and determines that the relay fails if a current is applied to the coolant heater.
또한, 상기 히터 제어부는 상기 히터 릴레이 작동명령 수신시 상기 냉각수 압력 정상이며 상기 냉각수 히터로 전류가 인가되지 않으면 릴레이 또는 히터 고장으로 판정하는 것을 특징으로 한다.Further, the heater control unit determines that the coolant pressure is normal when the heater relay operation command is received, and determines that the relay or the heater has failed if no current is applied to the coolant heater.
또한, 상기 히터 제어부는, 상기 히터 릴레이 작동명령 미수신시 상기 냉각수 압력 정상이며 상기 냉각수 히터로 전류가 인가되지 않으면 히터 정상으로 판정하는 것을 특징으로 한다.Further, the heater control unit determines that the heater is normal if the coolant pressure is normal when the heater relay operation command is not received and the current is not applied to the coolant heater.
본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지차량의 히터 과열 감지 방법은 열관리시스템 상에 장착된 압력센서 및 전류센서를 통해 냉각수 압력 및 히터로 인가되는 전류를 측정하는 단계와, 상기 압력센서 및 전류센서를 통해 측정된 냉각수 압력 및 전류에 근거하여 냉각수 부족 여부 및 히터 발열 여부를 확인하는 단계와, 상기 냉각수 부족 여부 및 히터 발열 여부의 확인결과에 따라 히터 과열 여부를 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method of sensing a heater overheat of a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention includes the steps of measuring a coolant pressure and a current applied to a heater through a pressure sensor and a current sensor mounted on a thermal management system, And determining whether the heater is overheated in accordance with whether the coolant is insufficient and whether or not the heater is heated. According to another aspect of the present invention, do.
본 발명은 압력센서를 통해 냉각수 압력을 모니터링하여 냉각수 부족 여부를 감지하고 전류 센서를 통해 히터로 인가되는 전류를 측정하여 히터 발열 여부를 감지하여 냉각수 부족여부 및 히터 발열여부에 따라 히터 과열 여부를 감지할 수 있다. 즉, 본 발명은 압력센서 및 전류센서의 조합을 통해 히터 과열을 감지할 수 있다.The present invention monitors the coolant pressure by monitoring the coolant pressure through a pressure sensor and measures the current applied to the heater through the current sensor to detect whether the heater is heated so as to detect whether the heater is overheated can do. That is, the present invention can detect a heater overheat through a combination of a pressure sensor and a current sensor.
또한, 본 발명은 각 히터 내부에 장착되는 써모커플 및 과열 감지용 히터 제어기를 제거할 수 있어 열관리시스템의 제조원가 및 중량, 부피를 축소할 수 있다.In addition, the present invention can eliminate the thermocouple and the heater controller for detecting the overheat, which are installed in each heater, so that the manufacturing cost, weight, and volume of the thermal management system can be reduced.
또한, 본 발명은 전류센서에 의해 측정되는 히터 인가 전류를 연료전지 상위 제어기가 실시간 모니터링하므로 히터 발열 유무를 지속적으로 확인할 수 있어, 저유량 혹은 냉각수 미순환 시 히터 과열로 인한 화재 및 전기 안전성 확보가 가능하다.In addition, since the heater-applied current measured by the current sensor is monitored in real time by the host controller of the fuel cell, the presence or absence of the heater heating can be continuously checked, It is possible.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지차량의 히터 과열 감지 장치의 블록구성도.
도 2는 도 1에 도시된 압력센서 및 전류센서의 배치도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지차량의 히터 과열 감지 방법을 도시한 흐름도.1 is a block diagram of a heater overheat sensing apparatus of a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention;
Fig. 2 is a layout diagram of the pressure sensor and the current sensor shown in Fig. 1. Fig.
3 is a flowchart illustrating a method of detecting a heater overheat of a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지차량의 히터 과열 감지 장치의 블록구성도이다.1 is a block diagram of a heater overheat sensing apparatus of a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 연료전지차량의 히터 과열 감지 장치는 압력센서(10), 전류센서(20), 히터 제어부(30), 연료전지 제어기(40)를 포함한다.The heater overheat sensing apparatus of the fuel cell vehicle according to the present invention includes a
압력센서(10)는 열관리시스템(Thermal Management System, TMS) 내 냉각수 순환라인에 장착되어 냉각수 압력을 측정한다.The
전류센서(20)는 열관리시스템 내 장착된 냉각수 히터로 인가되는 전류를 측정한다. 전류센서에 의해 측정되는 전류값은 연료전지 상위 제어기가 실시간 모니터링하므로 히터 발열 유무를 지속적으로 확인할 수 있다.The
히터 제어부(30)는 압력센서(10) 및 전류센서(20)로부터 출력되는 압력 신호 및 전류 신호에 근거하여 히터 작동 상태를 판정한다.The
히터 제어부(30)는 압력 신호의 변화폭 및 기울기 부호 변화 횟수로 냉각수 부족 여부를 결정한다. 여기서, 히터 제어부(30)는 본 출원인이 특허출원한 제10-2012-0048192호에 개시된 냉각수 수위 감지 기술을 이용하여 냉각수 부족여부를 확인할 수 있다.The
히터 제어부(30)는 전류 신호에 근거하여 냉각수 히터로 전류가 인가되는지 여부를 확인한다. 즉, 히터 제어부(30)는 냉각수 히터의 발열 여부를 확인한다. 예컨대, 히터 제어부(30)는 냉각수 히터로 전류가 인가되면 냉각수 히터 발열 상태로 감지하고, 냉각수 히터로 전류가 인가되지 않으면 냉각수 히터 미발열 상태로 감지한다.The
히터 제어부(30)는 냉각수 압력에 이상이 있으며, 냉각수 히터로 전류가 인가되면 히터 과열 상태로 판정한다. 다시 말해서, 히터 제어부(30)는 냉각수 부족 및 냉각수 히터 발열이 감지되면 히터 과열로 판정한다.The
히터 제어부(30)는 히터 작동 상태 판정 시 연료전지 제어기(40)로부터 히터 릴레이 작동명령 수신여부를 고려한다. 즉, 히터 제어부(30)는 냉각수 부족여부 및 냉각수 히터 발열여부, 히터 릴레이 작동명령 수신여부에 근거하여 [표 1]과 같이 히터 작동 상태를 결정한다.The
[표 1]에 도시된 바와 같이, 히터 제어부(30)는 히터 릴레이 작동명령 수신 시 냉각수 압력 이상이며 냉각수 히터로 전류가 인가되지 않으면 릴레이 또는 히터 고장으로 판정한다. 즉, 히터 제어부(30)는 히터 릴레이 온 명령 수신 시 냉각수 부족이며 냉각수 히터 미발열이면 릴레이 또는 히터 고장으로 감지한다.As shown in Table 1, the
히터 제어부(30)는 히터 릴레이 작동명령 미수신시 냉각수 압력 이상이며 냉각수 히터로 전류가 미인가되면 히터 정상으로 판정한다. 다시 말해서, 히터 제어부(30)는 히터 릴레이 온 명령 미수신 시 냉각수 부족 및 냉각수 미발열이면 히터 정상으로 인식한다.The
히터 제어부(30)는 히터 릴레이 작동명령 수신시 냉각수 압력 정상이며 냉각수 히터로 전류가 인가되면 히터가 정상 발열으로 판정한다. 히터 제어부(30)는 히터 릴레이 온 명령 수신 시 냉각수가 충분하며 냉각수 히터 발열이면 히터 정상 발열로 감지한다.The
히터 제어부(30)는 히터 릴레이 작동명령 미수신시 냉각수 압력 정상이며 냉각수 히터로 전류가 인가되면 릴레이 고장으로 판정한다. 다시 말해서, 히터 제어부(30)는 히터 릴레이 온 명령 미수신시 냉각수가 충분하고 냉각수 히터 발열이면 릴레이 고장으로 인식한다.The
히터 제어부(30)는 히터 릴레이 작동명령 수신시 냉각수 압력 정상이며 냉각수 히터로 전류가 인가되지 않으면 릴레이 또는 히터 고장으로 판정한다. 히터 제어부(30)는 히터 릴레이 온 명령 수신 시 냉각수 충분 상태이고 냉각수 히터 미발열이면 릴레이 또는 히터 고장으로 감지한다.The
히터 제어부(30)는 히터 릴레이 작동명령 미수신시 냉각수 압력 정상이며 냉각수 히터로 전류가 인가되지 않으면 히터 정상으로 판정한다. 히터 제어부(30)는 히터 릴레이 온 명령이 미수신 시 냉각수가 충분하며 냉각수 히터가 발열상태가 아니면 히터 정상으로 인식한다.The
이와 같이, 히터 제어부(30)는 연료전지 제어기(40)로부터 전송되는 동작제어명령(히터 릴레이 작동명령)에 따라 냉각수 히터의 릴레이를 온 또는 오프하여 동작을 제어한다. 히터 제어부(30)는 릴레이 온/오프 제어 시 센서들(10, 20)를 통해 냉각수 압력 및 냉각수 히터 전류를 모니터링하여 냉각수 히터의 동작상태를 확인할 수 있다.In this way, the
도 2는 도 1에 도시된 압력센서 및 전류센서의 배치도를 도시한다.Fig. 2 shows a layout of the pressure sensor and the current sensor shown in Fig.
열관리시스템은 리저버(1), 가압캡(2), 라디에이터(3), 3방 밸브(4), 공조 히터(5), 이온 필터(6), 펌프(7), 냉각수 히터(8), 스택(9)를 포함한다.The heat management system includes a
리저버(reservoir)(1)는 냉각수를 저장하는 공간으로, 라디에이터(3)에서 넘치는 냉각수를 수용하거나 부족한 냉각수를 보충하는 역할을 한다.The
라디에이터(radiator)(3)는 스택(9)로부터 냉각을 마치고 배출된 냉각수를 냉각한다. 라디에이터(3)의 상단에는 가압캡(2)이 장착되어 라디에이터(3)을 가압한다.The
라디에이터(3)의 출구에는 3방 밸브(4) 및 펌프(7), 냉각수 히터(8)가 순차적으로 배열된다.A three-way valve (4), a pump (7), and a cooling water heater (8) are sequentially arranged at the outlet of the radiator (3).
3방 밸브(4)는 냉각수 온도에 따라 유로를 결정하고, 펌프(7)는 냉각수를 연료전지 스택(9)으로 순환시키는 역할을 한다. The three-
냉각수 히터(8)는 냉각수를 데워 냉각수 온도를 증가시키며 스택(9) 내 잔류하는 수소 및 산소를 제거한다. 이러한 냉각수 히터(8)는 COD(Cathode Oxygen Depletion) 히터로 구현된다. 냉각수 히터(8)는 연료전지 제어기(40)로부터 출력되는 히터 릴레이 작동명령에 따라 릴레이 온 또는 오프(ON 또는 OFF)를 통해 동작한다.A coolant heater (8) warms the coolant to increase the coolant temperature and removes residual hydrogen and oxygen in the stack (9). This cooling
공조 히터(5) 및 이온필터(6)는 펌프(7) 및 냉각수 히터(8)와 병렬로 배치된다.The air conditioning heater (5) and the ion filter (6) are arranged in parallel with the pump (7) and the cooling water heater (8).
공조 히터(5)는 차량 실내의 난방을 조절하는 HVAC(heating, ventilation, and air conditioning) 히터이다.The
이온필터(6)는 냉각수 전기 전도도를 유지하기 위하여 냉각수 내 이온을 필터링한다.The
연료전지 스택(9)은 수소와 산소의 화학반응을 통해 전기에너지를 생성한다. 연료전지 스택(9)은 화학반응 시 발생하는 열을 라디에이터(3)에서 냉각된 저온의 냉각수로 식힌다.The
연료전지 스택(9)의 상단부에는 압력센서(10)가 배치된다. 압력센서(10)는 연료전지 스택(9)의 입구와 연결된 냉각수 순환라인에 장착되어 냉각수 압력을 측정한다.At the upper end of the
냉각수 히터(8)과 연료전지 스택(9) 사이에는 전류센서(20)가 설치된다. 전류센서(20)는 냉각수 히터(8)로 인가되는 전류값을 측정한다.A
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지차량의 히터 과열 감지 방법을 도시한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a method of detecting a heater overheat of a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention.
먼저, 히터 제어부(30)는 열관리시스템 상에 장착된 압력센서(10) 및 전류센서(20)를 통해 냉각수 압력 및 냉각수 히터(8)로 인가되는 전류를 측정한다(S11).First, the
히터 제어부(30)는 압력센서(10) 및 전류센서(20)를 통해 측정된 냉각수 압력 및 전류에 근거하여 냉각수 부족 여부 및 히터 발열 여부를 확인한다(S12). 다시 말해서, 히터 제어부(30)는 압력센서(10) 및 전류센서(20)로부터 출력되는 측정데이터에 근거하여 냉각수 부족 여부 및 히터 발열 여부를 감지한다.The
그리고, 히터 제어부(30)는 감지한 냉각수 부족 여부 및 히터 발열 여부에 따라 히터 과열 여부를 판정한다(S13). 이때, 히터 제어부(30)는 냉각수 부족이며 히터 발열이면 히터 과열 상태로 감지한다.Then, the
10: 압력센서
20: 전류센서
30: 히터 제어부
40: 연료전지 제어기10: Pressure sensor
20: Current sensor
30:
40: Fuel cell controller
Claims (12)
상기 스택과 냉각수 히터 사이에 장착되어 상기 냉각수 히터에 인가되는 전류를 측정하는 전류센서와,
상기 압력센서 및 상기 전류센서로부터 출력되는 압력 신호 및 전류 신호에 근거하여 히터 작동 상태를 판정하는 히터 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지차량의 히터 과열 감지 장치.A pressure sensor mounted on a cooling water circulation line connected to an inlet of the fuel cell stack in the heat management system to measure cooling water pressure,
A current sensor mounted between the stack and the cooling water heater for measuring a current applied to the cooling water heater,
And a heater controller for determining a heater operation state based on the pressure signal and the current signal output from the pressure sensor and the current sensor.
상기 히터 제어부는,
상기 압력 신호의 변화폭 및 기울기 부호 변화 횟수로 냉각수 부족 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 연료전지차량의 히터 과열 감지 장치.The method according to claim 1,
The heater control unit,
Wherein the controller determines whether the cooling water is insufficient based on the variation of the pressure signal and the number of changes of the slope code.
상기 히터 제어부는,
상기 전류 신호에 근거하여 상기 냉각수 히터로 전류가 인가되는지 여부를 확인하는 것을 특징으로 하는 연료전지차량의 히터 과열 감지 장치.The method according to claim 1,
The heater control unit,
And determines whether or not current is applied to the cooling water heater based on the current signal.
상기 히터 제어부는,
상기 냉각수 압력 이상이며 상기 냉각수 히터로 전류가 인가되면 히터 과열로 판정하는 것을 특징으로 하는 연료전지차량의 히터 과열 감지 장치.The method according to claim 1,
The heater control unit,
Wherein the controller determines that the heater is overheated when the cooling water pressure is higher than the cooling water pressure and current is applied to the cooling water heater.
상기 히터 제어부는,
상기 히터 작동 상태 판정 시 연료전지 제어기로부터 히터 릴레이 작동명령 수신여부를 고려하는 것을 특징으로 하는 연료전지차량의 히터 과열 감지 장치.The method according to claim 1,
The heater control unit,
Wherein the control unit considers whether or not the heater relay operation command is received from the fuel cell controller when the heater operation state is determined.
상기 히터 제어부는,
상기 히터 릴레이 작동명령 수신 시 상기 냉각수 압력 이상이며 상기 냉각수 히터로 전류가 인가되지 않으면 릴레이 또는 히터 고장으로 판정하는 것을 특징으로 하는 연료전지차량의 히터 과열 감지 장치.6. The method of claim 5,
The heater control unit,
Wherein when the heater relay operation command is received and the cooling water pressure is higher than the cooling water pressure and the current is not applied to the cooling water heater, it is determined that the relay or the heater has failed.
상기 히터 제어부는,
상기 히터 릴레이 작동명령 미수신시 상기 냉각수 압력 이상이며 상기 냉각수 히터로 전류가 미인가되면 히터 정상으로 판정하는 것을 특징으로 하는 연료전지차량의 히터 과열 감지 장치.6. The method of claim 5,
The heater control unit,
Wherein the controller determines that the heater is normal if the cooling water pressure is higher than the cooling water pressure when the heater relay operation command is not received and the current is not good to the cooling water heater.
상기 히터 제어부는,
상기 히터 릴레이 작동명령 수신시 상기 냉각수 압력 정상이며 상기 냉각수 히터로 전류가 인가되면 히터가 정상 발열으로 판정하는 것을 특징으로 하는 연료전지차량의 히터 과열 감지 장치.6. The method of claim 5,
The heater control unit,
Wherein when the coolant pressure is normal and a current is applied to the coolant heater when the heater relay operation command is received, the heater determines that the coolant heater is in a normal heat generation state.
상기 히터 제어부는,
상기 히터 릴레이 작동명령 미수신시 상기 냉각수 압력 정상이며 상기 냉각수 히터로 전류가 인가되면 릴레이 고장으로 판정하는 것을 특징으로 하는 연료전지차량의 히터 과열 감지 장치.6. The method of claim 5,
The heater control unit,
Wherein when the temperature of the cooling water is normal at the time of not receiving the heater relay operation command and the current is applied to the cooling water heater, it is determined that the relay is faulty.
상기 히터 제어부는,
상기 히터 릴레이 작동명령 수신시 상기 냉각수 압력 정상이며 상기 냉각수 히터로 전류가 인가되지 않으면 릴레이 또는 히터 고장으로 판정하는 것을 특징으로 하는 연료전지차량의 히터 과열 감지 장치.6. The method of claim 5,
The heater control unit,
Wherein when the cooling water pressure is normal when the heater relay operation command is received and the current is not applied to the cooling water heater, the controller determines that the relay or the heater is faulty.
상기 히터 제어부는,
상기 히터 릴레이 작동명령 미수신시 상기 냉각수 압력 정상이며 상기 냉각수 히터로 전류가 인가되지 않으면 히터 정상으로 판정하는 것을 특징으로 하는 연료전지차량의 히터 과열 감지 장치.6. The method of claim 5,
The heater control unit,
Wherein the controller determines that the heater is normal when the coolant pressure is normal and the current is not applied to the coolant heater when the heater relay operation command is not received.
상기 압력센서 및 전류센서를 통해 측정된 냉각수 압력 및 전류에 근거하여 냉각수 부족 여부 및 히터 발열 여부를 확인하는 단계와,
상기 냉각수 부족 여부 및 히터 발열 여부의 확인결과에 따라 히터 과열 여부를 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지차량의 히터 과열 감지 방법.Measuring a coolant pressure and a current applied to the heater through a pressure sensor and a current sensor mounted on the thermal management system,
Determining whether the cooling water is insufficient and heating the heater based on the cooling water pressure and the current measured through the pressure sensor and the current sensor;
And determining whether or not the heater is overheat in accordance with a result of checking whether the cooling water is insufficient and whether the heater is heated.
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---|---|---|---|---|
KR20220072096A (en) * | 2020-11-24 | 2022-06-02 | (주) 존인피니티 | Heating module for stack warm-up of Fuel Cell Electric Vehicles |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20110012837A (en) | 2009-07-31 | 2011-02-09 | 현대자동차주식회사 | System and method for preventing heater of fuel cell vehicle from overheating |
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2014
- 2014-06-30 KR KR1020140081145A patent/KR20160007798A/en not_active Application Discontinuation
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---|---|---|---|---|
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