KR20160141420A - 연료전지 시스템의 운전 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연료전지 시스템의 운전 제어 방법에 관한 것으로서, 연료전지 자동차의 고지 운전시 연료전지 스택이 한계성능에 도달하였을 때 한계성능의 원인을 확인하여 해소해줌으로써 연료전지 스택의 출력을 증대시킬 수 있고, 이를 통해 스택 성능 및 차량의 동력 성능을 확보할 수 있는 연료전지 시스템의 운전 제어 방법을 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 연료전지 자동차에 탑재된 연료전지 스택의 현재 운전 상태 정보를 확인하여 상기 연료전지 스택의 운전 상태가 스택 출력의 제한이 발생할 수 있는 정해진 조건에 해당하는지를 판단하는 단계; 및 상기 연료전지 스택의 운전 상태가 스택 출력의 제한이 발생할 수 있는 상기 정해진 조건에 해당하는 경우 연료전지 운전 상태에 따른 제어 명령값으로 공기압력조절밸브의 개도량을 제어하여 연료전지 스택의 공기극 운전 압력을 조절하는 단계;를 포함하는 연료전지 시스템의 운전 제어 방법이 개시된다.

Description

연료전지 시스템의 운전 제어 방법{Operation control method of fuel cell system}
본 발명은 연료전지 시스템의 운전 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료전지 자동차의 고지 운전시 연료전지 스택이 한계성능에 도달하였을 때 한계성능의 원인을 확인하여 해소해줌으로써 연료전지 스택의 출력을 증대시킬 수 있고, 이를 통해 스택 성능 및 차량의 동력 성능을 확보할 수 있는 연료전지 시스템의 운전 제어 방법에 관한 것이다.
연료전지는 연료가 가지고 있는 화학에너지를 연소에 의해 열로 바꾸지 않고 전기화학적으로 반응시켜 전기에너지로 변환시키는 에너지 변환장치로서, 산업용, 가정용 및 차량용 전력을 공급할 뿐만 아니라 소형의 전기/전자제품, 휴대기기의 전력을 공급하는 데에도 이용될 수 있다.
현재 차량용 연료전지로는 높은 전력밀도를 갖는 고분자 전해질막 연료전지(PEMFC:Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)가 가장 많이 연구되고 있다.
고분자 전해질막 연료전지에서는 가장 안쪽에 주요 구성부품인 막전극접합체(MEA:Membrane-Electrode Assembly)가 위치하고, 상기 막전극접합체는 수소이온을 이동시켜 줄 수 있는 고체 고분자 전해질막과, 전해질막 양면에 수소와 산소가 반응할 수 있도록 촉매가 도포된 전극층인 캐소드(Cathode)(= 공기극) 및 애노드(Anode)(= 수소극)로 구성되어 있다.
또한, 막전극접합체의 바깥부분, 즉 캐소드 및 애노드가 위치한 바깥부분에 가스확산층(GDL:Gas Diffusion Layer)이 적층되고, 가스확산층의 바깥쪽에는 반응가스(연료 가스인 수소와 산화제 가스인 산소 또는 공기)를 공급하고 냉각수가 통과하는 유로(Flow Field)가 형성된 분리판(Bipolar Plate)이 위치된다.
또한, 분리판 사이에는 유체의 실(Seal)을 위한 가스켓 등이 개재되도록 적층되며, 이러한 구성을 단위 셀(Cell)로 하여 복수의 셀들을 적층한 뒤 가장 바깥쪽에는 셀들을 지지하기 위한 엔드 플레이트(End Plate)를 결합하고, 엔드 플레이트 사이에 셀들을 배열하여 체결함으로써 연료전지 스택을 구성하게 된다.
각 단위 셀은 운전시 낮은 전압을 유지하므로 전압을 높이기 위해 수십 ~ 수백 개의 셀들을 직렬로 적층하여 스택 형태로 제작한 뒤 발전장치로 사용한다.
연료전지 자동차에 적용되는 연료전지 시스템은 연료전지 스택 및 반응가스를 공급하기 위한 장치들로 구성되며, 도 1은 연료전지 시스템을 예시한 구성도이다.
도시된 바와 같이, 연료전지 시스템은 반응가스의 전기화학반응으로부터 전기에너지를 발생시키는 연료전지 스택(10), 연료전지 스택(10)에 연료인 수소를 공급하는 수소공급장치(20), 연료전지 스택(10)에 산소를 포함하는 공기를 공급하는 공기공급장치(30), 연료전지 스택(10)의 운전 온도를 제어하고 물 관리 기능을 수행하는 열 및 물 관리 시스템(40), 그리고 연료전지 시스템의 작동 전반을 제어하는 연료전지 시스템 제어기(미도시)를 포함한다.
통상의 연료전지 시스템에서 수소공급장치(20)는 수소저장부(수소탱크)(미도시), 레귤레이터(미도시), 수소압력조절밸브(21), 수소재순환장치(22) 등을 포함하고, 공기공급장치(30)는 공기블로워(상압형)나 공기압축기(가압형)(32), 가습기(33), 공기압력조절밸브(34) 등을 포함하며, 열 및 물 관리 시스템은 워터트랩(41), 그리고 미도시된 전동물펌프(냉각수 펌프)와 물탱크, 라디에이터 등을 포함한다.
수소공급장치(20)에서 수소탱크로부터 공급되는 고압의 수소는 레귤레이터에서 일정 압력으로 감압된 후 연료전지 스택(10)에 공급되는데, 이때 감압된 수소는 연료전지 스택의 운전 조건에 따라 압력 제어를 통해 공급량이 제어된 상태로 연료전지 스택에 공급된다.
즉, 수소탱크로부터 레귤레이터를 거친 수소는 스택 수소극 입구측의 수소압력조절밸브(21)에 의해 압력 조절된 후 연료전지 스택(10)으로 공급되며, 수소압력조절밸브(21)는 레귤레이터에 의해 감압된 수소를 스택 운전 조건에 적절한 압력으로 조절하도록 제어되고, 이때 제어기가 스택의 수소극 입, 출구측에 설치된 2개의 수소압력센서(25,26) 값을 피드백 받아 수소압력조절밸브(21)를 제어한다.
또한, 연료전지 스택(10)에서 반응 후 남은 수소는 스택의 수소극(애노드) 출구를 통해 배출되거나, 수소재순환장치(22)에 의해 스택의 수소극 입구로 재순환된다.
수소재순환장치(22)는 수소 공급의 신뢰성을 높이고 연료전지의 수명을 향상시킬 수 있는 장치로, 재순환 방법에 여러 가지가 있으나, 이젝터(23)를 이용하는 방식, 블로워를 이용하는 방식, 이젝터와 불로워를 함께 이용하는 방식 등이 알려져 있다.
이러한 수소재순환장치(22)는 연료전지 스택(10)의 수소극(애노드)에서 사용하고 남은 미반응 수소를 재순환 배관(24)을 통해 다시 수소극으로 재순환시킴으로써 수소의 재사용을 도모한다.
또한, 연료전지에서는 스택 내부의 전해질막을 통해 수소극으로 넘어오는 질소, 물 및 수증기 등의 이물질이 많아질수록 수소극 내의 수소량이 줄어들게 되어 반응효율이 떨어지며, 따라서 정해진 주기에 맞추어 퍼지밸브(27)를 열어 퍼지를 실시한다.
즉, 연료전지 스택(10)의 수소극 출구측 배관에 수소 퍼지를 위한 퍼지밸브(27)를 설치하여 수소극의 수소를 주기적으로 배출함으로써 연료전지 스택으로부터 질소, 물 등의 이물질을 함께 배출 및 제거하고, 수소 이용률을 높이는 것이다.
이와 같이 연료전지 스택 내 이물질의 배출시에는 수소 농도 증가, 수소 이용률 증대, 가스 확산도 및 반응성 향상의 장점이 있게 된다.
또한, 연료전지 시스템을 운전하는 방식은 크게 상압형 및 가압형으로 구분할 수 있고, 각 운전 방식에서 연료전지 스택의 운전 압력은 전체 성능에 지배적인 영향을 주는 요소 중 하나로 작용한다.
상압형 연료전지 시스템의 경우 스택의 공기극(cathode)에 상압의 공기를 공급하기 위해 일반적으로 공기블로워(air blower)를 이용하고 있으며, 가압형 연료전지 시스템의 경우 스택의 공기극에 상압보다 높은 압력의 공기를 공급할 수 있도록 공기압축기(air compressor)(32)를 이용하고 있다.
또한, 가압형 연료전지 시스템에서는 필터(31)를 통과한 공기를 공기압축기(32)를 이용하여 연료전지 스택(10)의 공기극에 공급함과 더불어, 스택 후단의 압력조절기, 즉 스택의 공기극 출구측 배관에 장착된 공기압력조절밸브(34)를 이용하여 공기극 출구 압력을 제어하도록 되어 있다.
일반적으로 연료전지 시스템의 운전 압력 제어는 연료전지 운전 조건에 따라 운전 압력 제어맵으로부터 수소극 및 공기극 입, 출구 압력의 목표값이 결정되고, 수소압력센서(25,26)와 공기압력센서(35,36)의 측정값을 피드백 받아 수소극 및 공기극 입, 출구 압력을 목표값으로 제어하게 된다.
이상으로 연료전지 시스템의 주요 구성에 대해 설명하였는바, 연료전지 시스템의 제어 방법과 관련한 선행기술문헌으로는 한국 공개특허공보 제10-2014-0022072호(2014.2.21), 한국 등록특허공보 제10-1394677호(2014.5.7), 한국 등록특허공보 제10-1405778호(2014.6.2), 한국 등록특허공보 제10-1103398호(2011.12.30)를 들 수 있다.
한편, 고지 환경 조건에서 연료전지 자동차에 탑재된 연료전지 시스템의 성능 저하는 1)공기극 운전 압력 감소로 인한 전반적인 연료전지 스택 성능 저하와 2)연료전지 스택의 최고 출력 감소로 구분할 수 있다.
이 중에서 공기극 운전 압력 감소로 인한 전반적인 스택 성능 저하의 문제점은 가압형 시스템, 즉 공기압축기를 적용하여 압축공기를 공급함으로써 연료전지 스택에 공급되는 공기의 압력을 상승시킬 경우 개선될 수 있다.
그러나, 최고 출력 감소의 문제점은 가압형 시스템의 적용만으로 개선이 불가하다.
최고 출력 저하로 스택의 출력이 제한되는 원인은 a)공기 유량 부족과 b)스택 성능 저하로 인한 최소 허용 전압 도달로 구분할 수 있으며, 스택이 좋은 상태일 경우 공기 유량 부족이 원인일 가능성이 높고, 스택의 열화가 어느 정도 진행된 상태일 경우에는 스택 성능 저하로 인한 최소 허용 전압 도달이 원인일 가능성이 높다.
이에 고지에서 연료전지 시스템이 운전될 때 능동적으로 스택의 상태를 판단하여 연료전지 스택의 최고 출력을 증대시킬 수 있는 운전 제어 방법이 요구되고 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 연료전지 자동차의 고지 운전시 연료전지 스택이 한계성능에 도달하였을 때 한계성능의 원인을 확인하여 해소해줌으로써 연료전지 스택의 출력을 증대시킬 수 있고, 이를 통해 스택 성능 및 차량의 동력 성능을 확보할 수 있는 연료전지 시스템의 운전 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, a) 연료전지 자동차에 탑재된 연료전지 스택의 현재 운전 상태 정보를 확인하여 상기 연료전지 스택의 운전 상태가 스택 출력의 제한이 발생할 수 있는 정해진 조건에 해당하는지를 판단하는 단계; 및 b) 상기 연료전지 스택의 운전 상태가 스택 출력의 제한이 발생할 수 있는 상기 정해진 조건에 해당하는 경우 연료전지 운전 상태에 따른 제어 명령값으로 공기압력조절밸브의 개도량을 제어하여 연료전지 스택의 공기극 운전 압력을 조절하는 단계;를 포함하는 연료전지 시스템의 운전 제어 방법을 제공한다.
바람직한 실시예에서, 차량의 대기압 센서에 의해 검출된 대기압이 설정압 이하인 연료전지 자동차의 고지 운전을 판단한 경우 상기 a) 및 b)의 단계를 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연료전지 스택의 현재 운전 상태 정보는 연료전지 스택에 산화제 가스인 산소를 포함하는 공기를 공급하는 공기압축기의 회전속도와 스택 전압인 것을 특징으로 한다.
또한, 현재의 스택 전압이 정해진 최소 허용 전압보다 높으나, 공기압축기의 현재 회전속도가 정해진 한계속도에 설정값1의 차이 이내로 근접한 경우, 연료전지 스택의 운전 상태가 스택 출력의 제한이 발생할 수 있는 조건인 공기 유량 부족 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 연료전지 스택의 운전 상태가 스택 출력의 제한이 발생할 수 있는 조건인 공기 유량 부족 상태인 것으로 판단한 경우, 공기압축기의 현재 회전속도에 따른 제어 명령값으로 공기압력조절밸브의 개도량을 증가시켜 연료전지 스택의 공기극 운전 압력을 낮추는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 현재의 스택 전압과 최소 허용 전압의 차이가 설정값2보다 큰 경우이면서 상기 공기압축기의 현재 회전속도가 한계속도에 설정값1의 차이 이내로 근접한 경우, 스택 출력의 제한이 발생할 수 있는 조건인 공기 유량 부족 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 공기압축기의 현재 회전속도가 정해진 한계속도보다 낮으나, 현재의 스택 전압이 정해진 최소 허용 전압에 설정값2의 차이 이내로 근접한 경우, 연료전지 스택의 운전 상태가 스택 출력의 제한이 발생할 수 있는 조건에 해당하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 연료전지 스택의 운전 상태가 스택 출력의 제한이 발생할 수 있는 조건에 해당하는 것으로 판단한 경우, 현재의 스택 전압에 따른 제어 명령값으로 공기압력조절밸브의 개도량을 감소시켜 연료전지 스택의 공기극 운전 압력을 높이는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공기압축기의 현재 회전속도와 한계속도의 차이가 설정값1보다 큰 경우이면서 상기 현재의 스택 전압이 최소 허용 전압에 설정값2의 차이 이내로 근접한 경우, 스택 출력의 제한이 발생할 수 있는 조건에 해당하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
이로써, 본 발명에 따른 연료전지 시스템의 운전 제어 방법에서는 연료전지 스택의 운전 상태로부터 스택의 출력 제한이 발생할 수 있는 조건을 확인하여 출력 제한 발생의 가능성이 있을 경우 시스템 운전 제어를 통해 출력 제한 발생의 원인을 해소하고, 스택의 최고 출력을 확보할 수 있게 된다.
특히, 스택 출력 제한이 발생할 수 있는 조건 중 하나인 공기 유량 부족 발생으로 인한 스택 출력 제한을 방지하기 위해 공기압축기의 회전속도가 한계속도에 근접한 경우 공기압력조절밸브의 개도량을 증가시켜 공기극 운전 압력을 하향 제어하고, 이를 통해 공기 유량을 확보하여 스택 출력을 증가시킬 수 있게 된다.
또한, 스택 전압이 최소 허용 전압에 도달함으로 인한 스택 출력 제한을 방지하기 위해 스택 전압이 최소 허용 전압에 근접한 경우 공기압력조절밸브의 개도량을 감소시켜 공기극 운전 압력을 상향 제어하고, 이를 통해 스택 전압을 높여 스택 출력을 증가시킬 수 있게 된다.
도 1은 가압형 연료전지 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 연료전지 시스템의 운전 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 본 발명에서 공기 유량 부족으로 인한 스택 출력 제한 발생 가능시 운전 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에서 스택의 최소 허용 전압 도달로 인한 스택 출력 제한 발생 가능시 운전 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 고지 운전 조건에서 연료전지 스택이 한계성능에 도달하였을 때 한계성능의 원인을 확인하여 해소해줌으로써 연료전지 스택의 출력을 증대시킬 수 있고, 연료전지 스택의 최고 출력을 확보할 수 있는 연료전지 시스템의 운전 제어 방법을 제공하고자 하는 것이다.
이를 위해, 본 발명에서는 연료전지 자동차의 운전 조건이 고지 운전 조건인지를 확인하고, 고지 운전 조건인 경우 연료전지 스택의 운전 상태가 스택 출력 제한 조건(즉, 스택 출력의 제한이 발생할 수 있는 조건)에 해당하는지를 확인한 후, 스택 출력 제한 조건에 해당할 경우 연료전지 스택의 출력을 증대시키기 위한 연료전지 시스템의 운전 제어를 수행하게 된다.
전술한 바와 같이, 연료전지 자동차의 고지 운전시 스택의 최고 출력 저하 및 출력 제한이 이루어지는 원인으로는, 1)스택에 반응가스로 공급되는 공기의 유량 부족과 2)스택 성능 저하로 인해 스택 전압이 최소 허용 전압에 도달하는 것을 들 수 있다.
이때, 공기 유량 부족으로 인한 최고 출력 제한 발생 가능시에는 공기극 운전 압력을 낮추는 방법으로 공기 유량을 확보하는 경우 스택 전류를 증가시켜 스택의 최고 출력을 확보할 수 있다.
또한, 스택 성능 저하로 인한 최소 허용 전압 도달시에는 공기극 운전 압력을 높이는 방법으로 스택 전압을 증가시킬 수 있고, 이를 통해 스택의 최고 출력을 확보할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 고지 운전시의 스택 출력 제한 조건으로 연료전지 스택의 운전 상태, 즉 공기 유량 부족 여부 및 최소 허용 전압 도달 여부를 확인하여, 스택 출력 제한 원인이 공기 유량 부족 상태인 경우 공기극 운전 압력 하향 제어를 통해 공기 유량을 확보하고, 스택 출력 제한 원인이 최소 허용 전압 도달인 경우 공기극 운전 압력 상향 제어를 통해 스택 전압을 높이게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 연료전지 시스템의 운전 제어 방법을 나타내는 순서도이고, 하기 표 1은 최고 출력 제한이 이루어질 때 출력 제한 원인에 따라 출력 제한을 해소하고 스택 출력을 증대시키기 위한 운전 제어 방법을 나타낸 것이다.
Figure pat00001
먼저, 제어기가 연료전지 자동차의 운전 조건이 고지 운전 조건인지를 확인하는데(S11), 차량의 대기압 센서에 의해 검출된 대기압이 설정압 이하인 경우 고지 운전 조건에 해당하는 것으로 판단한다.
이어, 제어기는 고지 운전 조건에 해당할 경우 연료전지 스택의 운전 상태 정보를 확인하여(S12) 연료전지 스택의 운전 상태가 스택 출력 제한 조건, 즉 스택 출력의 제한이 이루어질 수 있는 조건에 해당하는지를 판단한다.
이때, 운전 상태 정보로서 연료전지 스택에 산화제 가스인 압축공기를 공급하는 공기압축기의 현재 회전속도와 스택 전압을 확인하게 된다(S13,S14,S15).
여기서, 현재의 스택 전압이 미리 정해진 최소 허용 전압보다 높으나(스택 전압과 최소 허용 전압의 차이가 설정값2보다 큰 경우임), 공기압축기의 현재 회전속도가 미리 정해진 한계속도에 근접한 경우, 즉 현재의 회전속도와 한계속도의 차이가 설정값1 이하인 경우, 연료전지 스택의 운전 상태가 스택 출력 제한 조건인 공기 유량 부족 상태인 것으로 판단한다.
따라서, 공기 유량 부족 상태를 해소하고 충분한 공기 유량을 확보하기 위해 제어기는 공기압축기의 현재 회전속도에 따라 공기압력조절밸브의 개도량을 증가시키는 제어를 수행하여 공기극 운전 압력을 낮추고, 이를 통해 연료전지 스택에 공급되는 공기의 유량을 증대시킨다(S16).
반면, 공기압축기의 현재 회전속도가 미리 정해진 한계속도보다 낮으나(공기압축기의 현재 회전속도와 한계속도의 차이가 설정값1보다 큰 경우임), 현재의 스택 전압이 미리 정해진 최소 허용 전압에 근접한 경우, 즉 현재의 스택 전압과 최소 허용 전압의 차이가 설정값2 이하인 경우, 연료전지 스택의 운전 상태가 스택 출력 제한 조건인 최소 허용 전압 도달 상태인 것으로 판단한다.
따라서, 스택 전압을 높이기 위해 현재의 스택 전압에 따라 공기압력조절밸브의 개도량을 감소시키는 제어를 수행하여 공기극 운전 압력을 높이게 된다(S17).
표 1에서 Case#3은 공기압축기의 현재 회전속도가 한계속도에 근접한 수준에 도달하고(회전속도와 한계속도의 차이가 설정값1 이하임), 스택의 최소 허용 전압 수준이 발생한 상태를 나타내는 것으로(스택 전압과 최소 허용 전압의 차이가 설정값2 이하임), 이 경우는 스택에서 최소 허용 전압에 근접하는 수준까지 전류를 발생시키는 발전이 이루어지는 동시에 공기압축기의 성능이 한계성능에 근접할 때까지 스택의 최고 성능으로 운전되고 있는 상태이므로 현 상태를 유지하게 된다.
본 발명에서는 공기 유량 부족 상태이거나 최소 허용 전압 수준에 도달한 경우 상기와 같이 공기압력조절밸브의 개도량을 제어하여 공기극 운전 압력을 상향 또는 하향 제어함으로써 스택 출력 제한 조건, 즉 스택 출력 제한이 발생할 수 있는 조건을 해소하고, 이를 통해 표 1의 Case#3 또는 Case#4의 상태가 되도록 스택의 출력을 증대시킬 수 있게 된다.
표 1의 Case#1이나 Case#2의 스택 출력 제한 조건은 일례로 고지대 운전 조건에서 운전자가 가속페달을 급하게 조작하여 급가속 요구가 있을 경우에 발생할 수 있다.
도 3은 스택의 운전 상태가 표 1의 Case#1에 해당하는 스택 출력 제한 수준에 도달하였을 때를 나타내는 것으로, (a)에 나타낸 바와 같이 급가속 요구 등에 따라 공기압축기의 회전속도가 한계속도에 근접한 경우, 제어기는 스택의 현재 운전 상태에 따른 밸브 제어 명령값을 결정한다.
여기서, 스택의 현재 운전 상태를 나타내는 공기압축기의 현재 회전속도로부터 (b)와 같은 제어맵을 이용하여 회전속도에 따른 밸브 제어 명령값을 결정하고, 결정된 제어 명령값으로 공기압력조절밸브의 구동을 제어하게 된다.
이때, 밸브 개도량을 증가시켜 공기극 운전 압력을 낮출 수 있고, 이에 (c)에서와 같이 공기 유량(질량 유량)을 증대시킬 수 있으므로 충분한 공기 유량 확보를 통해 스택 전류를 증가시킬 수 있는바, 전류 증가를 통한 스택 출력 증가 및 최고 출력 확보가 가능해진다.
도 4는 스택의 운전 상태가 표 1의 Case#2에 해당하는 스택 출력 제한 수준에 도달하였을 때를 나타내는 것으로, (a)에 나타낸 바와 같이 스택 전압이 낮아져 최소 허용 전압 수준에 근접한 경우, 제어기는 스택의 현재 운전 상태에 따른 밸브 제어 명령값을 결정한다.
여기서, 스택의 현재 운전 상태를 나타내는 스택 전압으로부터 (b)와 같은 제어맵을 이용하여 스택 전압에 따른 밸브 제어 명령값을 결정하고, 결정된 제어 명령값으로 공기압력조절밸브의 구동을 제어하게 된다.
이때, 밸브 개도량을 감소시킴으로써 공기극 운전 압력을 높일 수 있고, 이에 (c)에 나타낸 바와 같이 스택 전압을 증가시킬 수 있으므로 스택의 출력 증가 및 최고 출력 확보가 가능해진다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였는바, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
10 : 연료전지 스택 20 : 수소공급장치
21 : 수소압력조절밸브 22 : 수소재순환장치
23 : 이젝터 24 : 재순환 배관
25, 26 : 수소압력센서 27 : 퍼지밸브
30 : 공기공급장치 31 : 필터
32 : 공기압축기 33 : 가습기
34 : 공기압력조절밸브 35 : 공기압력센서
36 : 공기압력센서 40 : 열 및 물 관리 시스템

Claims (9)

  1. a) 연료전지 자동차에 탑재된 연료전지 스택의 현재 운전 상태 정보를 확인하여 상기 연료전지 스택의 운전 상태가 스택 출력의 제한이 발생할 수 있는 정해진 조건에 해당하는지를 판단하는 단계; 및
    b) 상기 연료전지 스택의 운전 상태가 스택 출력의 제한이 발생할 수 있는 상기 정해진 조건에 해당하는 경우 연료전지 운전 상태에 따른 제어 명령값으로 공기압력조절밸브의 개도량을 제어하여 연료전지 스택의 공기극 운전 압력을 조절하는 단계;
    를 포함하는 연료전지 시스템의 운전 제어 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    차량의 대기압 센서에 의해 검출된 대기압이 설정압 이하인 연료전지 자동차의 고지 운전을 판단한 경우 상기 a) 및 b)의 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 운전 제어 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 연료전지 스택의 현재 운전 상태 정보는 연료전지 스택에 산화제 가스인 산소를 포함하는 공기를 공급하는 공기압축기의 회전속도와 스택 전압인 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 운전 제어 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    현재의 스택 전압이 정해진 최소 허용 전압보다 높으나, 공기압축기의 현재 회전속도가 정해진 한계속도에 설정값1의 차이 이내로 근접한 경우, 연료전지 스택의 운전 상태가 스택 출력의 제한이 발생할 수 있는 조건인 공기 유량 부족 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 운전 제어 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    연료전지 스택의 운전 상태가 스택 출력의 제한이 발생할 수 있는 조건인 공기 유량 부족 상태인 것으로 판단한 경우, 공기압축기의 현재 회전속도에 따른 제어 명령값으로 공기압력조절밸브의 개도량을 증가시켜 연료전지 스택의 공기극 운전 압력을 낮추는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 운전 제어 방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 현재의 스택 전압과 최소 허용 전압의 차이가 설정값2보다 큰 경우이면서 상기 공기압축기의 현재 회전속도가 한계속도에 설정값1의 차이 이내로 근접한 경우, 스택 출력의 제한이 발생할 수 있는 조건인 공기 유량 부족 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 운전 제어 방법.
  7. 청구항 3에 있어서,
    공기압축기의 현재 회전속도가 정해진 한계속도보다 낮으나, 현재의 스택 전압이 정해진 최소 허용 전압에 설정값2의 차이 이내로 근접한 경우, 연료전지 스택의 운전 상태가 스택 출력의 제한이 발생할 수 있는 조건에 해당하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 운전 제어 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    연료전지 스택의 운전 상태가 스택 출력의 제한이 발생할 수 있는 조건에 해당하는 것으로 판단한 경우, 현재의 스택 전압에 따른 제어 명령값으로 공기압력조절밸브의 개도량을 감소시켜 연료전지 스택의 공기극 운전 압력을 높이는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 운전 제어 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 공기압축기의 현재 회전속도와 한계속도의 차이가 설정값1보다 큰 경우이면서 상기 현재의 스택 전압이 최소 허용 전압에 설정값2의 차이 이내로 근접한 경우, 스택 출력의 제한이 발생할 수 있는 조건에 해당하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 운전 제어 방법.
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DE102015223716.8A DE102015223716A1 (de) 2015-06-01 2015-11-30 Verfahren zum Steuern des Betriebs eines Brennstoffzellensystems
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112670540A (zh) * 2020-12-23 2021-04-16 北京氢璞创能科技有限公司 一种燃料电池系统用有限状态机控制系统

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108091909B (zh) * 2017-12-14 2020-05-12 吉林大学 一种基于最佳过氧比的燃料电池空气流量控制方法
CN108177539B (zh) * 2017-12-28 2020-10-30 潍柴动力股份有限公司 一种燃料电池电动汽车的空气压缩系统及控制方法
CN110048144B (zh) * 2018-01-17 2020-12-18 郑州宇通客车股份有限公司 一种燃料电池系统及其空气供应控制方法
KR20190108302A (ko) * 2018-03-14 2019-09-24 현대자동차주식회사 연료전지의 가용출력 추정방법 및 추정시스템
KR20210012412A (ko) * 2019-07-25 2021-02-03 현대자동차주식회사 연료전지 스택의 출력 제어 방법
KR20210053360A (ko) * 2019-10-31 2021-05-12 현대자동차주식회사 연료전지 제어 방법
KR20210060684A (ko) * 2019-11-15 2021-05-27 현대자동차주식회사 연료전지 차량의 운전 제어시스템 및 제어방법
CN111169329A (zh) * 2019-12-19 2020-05-19 联创汽车电子有限公司 燃料电池控制系统
JP7456415B2 (ja) * 2021-04-23 2024-03-27 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム及び飛行体
US11749820B2 (en) * 2021-06-04 2023-09-05 Textron Innovations Inc. Fuel cell cathode air pressure management systems
CN114018588A (zh) * 2021-10-09 2022-02-08 中国汽车技术研究中心有限公司 燃料电池汽车高原测试的方法
CN114530615B (zh) * 2022-03-02 2023-06-16 北京亿华通科技股份有限公司 一种防氢空压差过大的燃料电池发动机及其控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002352833A (ja) * 2001-05-23 2002-12-06 Honda Motor Co Ltd 燃料電池の制御装置および燃料電池車両の制御装置
JP2003168467A (ja) * 2001-11-30 2003-06-13 Nissan Motor Co Ltd 車両用燃料電池システムの制御装置
JP2007087811A (ja) * 2005-09-22 2007-04-05 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2010003509A (ja) * 2008-06-19 2010-01-07 Honda Motor Co Ltd 燃料電池車両およびその高地における制御方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002352826A (ja) * 2001-05-23 2002-12-06 Honda Motor Co Ltd 燃料電池の制御装置
JP5092335B2 (ja) 2006-10-04 2012-12-05 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム及び燃料電池システム制御方法
JP4894481B2 (ja) 2006-11-28 2012-03-14 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
JP4751463B2 (ja) 2009-05-25 2011-08-17 本田技研工業株式会社 燃料電池システム
JP5273032B2 (ja) 2009-12-22 2013-08-28 トヨタ自動車株式会社 燃料電池の制御装置および燃料電池システム
WO2012172678A1 (ja) 2011-06-17 2012-12-20 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法
KR101405778B1 (ko) 2012-05-07 2014-06-10 현대자동차주식회사 연료전지 시스템 운전 방법
KR101394677B1 (ko) 2012-06-08 2014-05-13 현대자동차주식회사 연료전지 시스템 운전 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002352833A (ja) * 2001-05-23 2002-12-06 Honda Motor Co Ltd 燃料電池の制御装置および燃料電池車両の制御装置
JP2003168467A (ja) * 2001-11-30 2003-06-13 Nissan Motor Co Ltd 車両用燃料電池システムの制御装置
JP2007087811A (ja) * 2005-09-22 2007-04-05 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2010003509A (ja) * 2008-06-19 2010-01-07 Honda Motor Co Ltd 燃料電池車両およびその高地における制御方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112670540A (zh) * 2020-12-23 2021-04-16 北京氢璞创能科技有限公司 一种燃料电池系统用有限状态机控制系统

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