KR20180022960A - 연료 전지 시스템 및 연료 전지 시스템의 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

차량에 탑재되고, 산화가스 및 연료 가스가 공급되어 발전하는 연료 전지(11)와, 컴프레서(12)의 오일 온도를 검출하는 오일 온도 센서(29)와, 컴프레서(12)의 구동을 제어하고, 또한 연료 전지(11)에 공급하는 산화가스의 압력, 및 연료 가스의 압력을 제어하는 컨트롤러(14)를 갖는다. 그리고, 컨트롤러(14)는, 오일 온도(Tc)가 오일 임계값 온도(T1)를 상회한 경우에는, 컴프레서(12)의 회전수를 저하시키는 제어를 실행하고, 나아가 산화가스의 압력과 연료 가스의 압력을 균형되게 하는 제어를 실행한다. 따라서, 연료 전지(11)를 안정적으로 작동시키는 것이 가능해진다.

Description

연료 전지 시스템 및 연료 전지 시스템의 제어 방법
본 발명은 연료 전지 시스템 및 연료 전지 시스템의 제어 방법에 관한 것이다.
연료 전지 시스템을 탑재한 차량은, 예를 들어 고지(高地) 등의 공기 밀도가 낮은 지역을 주행하는 경우에는 차량이 정지하여 아이들 운전 중이라도 연료 전지에 공기(산화가스)를 공급하기 위한 컴프레서 회전수가 높은 상태로 유지된다. 따라서, 컴프레서의 베어링, 기어를 윤활, 냉각하기 위한 오일 온도가 상승해버려서, 페일이 발생할 가능성이 있다.
특허문헌 1에는, 공기 밀도가 낮은 환경하에서 산화가스 공급 수단의 작동을 제한하는 것이 기재되어 있다. 그러나, 특허문헌 1에서는, 공기 압력이 저하되었을 때, 컴프레서의 회전수 상한을 제한하는 제어를 실시하여 소음을 줄이는 것을 목적으로 하고 있으며, 시스템에 발생하는 페일에 대하여 언급되어 있지 않다.
또한, 특허문헌 2에는, 연료 전지의 압력을 조정하기 위해서 수소 압력을 제어하고, 또한 컴프레서의 출력을 제한하는 것에 대하여 기재되어 있다. 그러나, 특허문헌 2에서는 공기 압력이 저하한 경우의 대처에 대하여 개시되어 있지 않다.
일본 특허공개 제2012-227044호 공보 일본 특허공개 제2003-173807호 공보
전술한 바와 같이, 특허문헌 1, 특허문헌 2에 개시된 종래예에서는, 연료 전지 시스템을 탑재한 차량이 고지 등의 공기 밀도가 낮은 지역을 주행할 때 컴프레서의 오일 온도가 상승하는 것에 기인하여 시스템이 정지한다고 하는 과제를 완전히 불식하는 것은 아니었다.
본 발명은, 이와 같은 종래의 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 점은, 공기 밀도가 낮은 환경에서 사용하는 경우라도, 컴프레서의 오일 온도의 상승을 억제하여 안정적으로 연료 전지를 작동시키는 것이 가능한 연료 전지 시스템 및 연료 전지 시스템의 제어 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은, 차량에 탑재되고, 산화가스 및 연료 가스가 공급되어 발전하는 연료 전지와, 컴프레서의 오일 온도를 검출하는 오일 온도 검출부와, 컴프레서의 구동을 제어하고, 또한 연료 전지에 공급하는 산화가스의 압력, 및 연료 가스의 압력을 제어하는 컨트롤러를 갖는다. 컨트롤러는, 오일 온도가 오일 임계값 온도를 상회한 경우에는, 컴프레서의 회전수를 저하시키는 제어를 실행하고, 나아가 산화가스의 압력과 연료 가스의 압력을 균형되게 하는 제어를 실행한다.
본 발명에서는, 컴프레서의 오일 온도가 높아진 경우에는, 컴프레서의 회전수를 저하시키고, 나아가 회전수 저하 후의 산화가스의 압력과 연료 가스의 압력을 균형되게 하는 제어를 실행하므로, 컴프레서의 오일 온도의 상승을 억제하여, 안정적으로 연료 전지를 작동시키는 것이 가능해진다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 연료 전지 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 연료 전지 시스템의 처리 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 3은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 연료 전지 시스템의, 오일 온도, 컴프레서 회전수, 캐소드 압력, 애노드 압력, 냉각수 펌프의 회전수, 냉각수 압력, 및 냉각수 온도의 시간 변동을 나타내는 타이밍 차트이다.
도 4는, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 연료 전지 시스템의 처리 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 5는, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 연료 전지 시스템의, 오일 온도, 컴프레서 회전수, 캐소드 압력, 애노드 압력, 냉각수 펌프의 회전수, 냉각수 압력, 및 냉각수 온도의 시간 변동을 나타내는 타이밍 차트이다.
도 6은, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 연료 전지 시스템의 처리 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 7은, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 연료 전지 시스템의, 오일 온도, 컴프레서 회전수, 캐소드 압력, 애노드 압력, 냉각수 펌프의 회전수, 냉각수 압력, 및 냉각수 온도의 시간 변동을 나타내는 타이밍 차트이다.
도 8은, 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 연료 전지 시스템의 처리 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 9는, 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 연료 전지 시스템의 처리 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 10은, 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 연료 전지 시스템의 처리 수순을 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명에 따른 연료 전지 시스템은, 차량 등의 이동체에 탑재되고, 산화가스 및 연료 가스를 전기 화학적으로 반응시켜, 모터를 구동시키기 위한 전력을 발생한다.
[제1 실시 형태의 설명]
도 1은, 제1 실시 형태에 따른 연료 전지 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 1에 도시한 바와 같이 제1 실시 형태에 따른 연료 전지 시스템(100)은, 주로 연료 전지(11)와, 냉각수 유로(16)와, 컨트롤러(14)와, 컴프레서(12)와, 수소 탱크(13)와, 라디에이터(15)와, 냉각수 펌프(17), 및 수소 순환 펌프(18)를 구비하고 있다.
연료 전지(11)는, 애노드(11a), 및 캐소드(11b)를 구비하고 있으며, 애노드(11a)에 공급되는 공기(산화가스)와 캐소드(11b)에 공급되는 수소(연료 가스)의 화학 반응에 의해 발전한다. 또한, 해당 연료 전지(11)는, 파워 매니저(19)에 접속되어 있다.
파워 매니저(19)는, 연료 전지(11)로부터 출력된 전력을 모터(21)에 공급한다. 또한, 파워 매니저(19)는, 이차 전지(20)로의 충전, 혹은 이차 전지(20)로부터 출력되는 전력을 모터(21)에 공급하는 제어를 행한다.
이차 전지(20)는, 연료 전지(11)에 의해 발전된 전력의 잉여분을 충전하는 것이며, 해당 이차 전지(20)의 충전량(만충전에 대한 충전량의 비율)인 SOC의 정보를 컨트롤러(14)로 출력한다.
애노드(11a)의 입구측 유로는, 수소 공급 밸브(22)를 통해 수소 탱크(13)에 접속되어 있다. 출구측 유로는 2 계통으로 분기되고, 첫 번째의 분기로는 수소 순환 펌프(18)에 의해 입구측 유로로 되돌려지고, 두 번째의 분기로는, 퍼지 밸브(24)를 통해 외기에 개방되어 있다. 애노드(11a)의 입구측 유로의 적소에는, 애노드(11a)의 내부의 압력을 검출하기 위한 애노드 압력 센서(27)가 설치되어 있다. 즉, 애노드 압력 센서(27)는, 수소 탱크(13)로부터 공급되는 수소(연료 가스)의 압력을 검출한다. 수소 공급 밸브(22), 및 애노드 압력 센서(27)는, 컨트롤러(14)에 접속되어 있다.
수소 공급 밸브(22)는, 컨트롤러(14)의 제어하에서 개방도가 제어되고, 애노드(11a)에 공급하는 수소량을 조정한다.
캐소드(11b)의 입구측 유로는, 컴프레서(12)에 접속되고, 출구측 유로는 공기 압력 조절 밸브(23)를 통해 외기에 개방되어 있다. 또한, 입구측 유로의 적소에는, 캐소드(11b) 내의 압력을 검출하기 위한 캐소드 압력 센서(26)가 설치되어 있다. 즉, 캐소드 압력 센서(26)는, 컴프레서(12)로부터 출력되는 공기(산화가스)의 압력을 검출한다. 캐소드 압력 센서(26)는, 컨트롤러(14)에 접속되어 있으며, 검출된 압력의 정보는 컨트롤러(14)로 출력된다.
컴프레서(12)는, 공기(산화가스)를 가압하여 캐소드(11b)에 공급한다. 해당 컴프레서(12)는, 컨트롤러(14)에 접속되고, 해당 컨트롤러(14)에 의해 구동, 정지, 및 구동 시의 회전수가 제어된다. 또한, 컴프레서(12)의 구동 기구를 냉각, 윤활하기 위한 오일 온도(이것을 「Tc」라 함)를 측정하는 오일 온도 센서(29)(오일 온도 검출부)가 설치되어 있다. 오일 온도 센서(29)에 의해 검출되는 오일 온도 Tc는, 컨트롤러(14)로 출력된다.
냉각수 유로(16)는, 냉각수를 순환시킴으로써 연료 전지(11)를 냉각한다. 냉각수 유로(16)의 출구측은 라디에이터(15)에 접속되고, 또한 냉각수 펌프(17)를 경유하여, 해당 냉각수 유로(16)의 입구측에 접속된다. 따라서, 냉각수 펌프(17)로부터 송출되는 냉각수는, 냉각수 유로(16) 내를 흐름으로써 연료 전지(11)를 냉각하고, 그 후, 라디에이터(15)에 의해 냉각되어, 다시 냉각수 유로(16)로 되돌려지게 된다.
냉각수 유로(16)의 출구측의 적소에는, 냉각수의 온도를 검출하기 위한 냉각수 온도 센서(25)(냉각수 온도 검출부)가 설치되어 있다. 해당 냉각수 온도 센서(25)에 의해 검출되는 냉각수 온도(이것을 「Tout」라 함)의 정보는, 컨트롤러(14)로 출력된다. 또한, 라디에이터(15)에는, 냉각용 라디에이터 팬(28)이 설치되어 있다.
컨트롤러(14)는, 연료 전지 시스템(100)을 총괄적으로 제어한다. 구체적으로는, 컴프레서(12)에 설치되는 오일 온도 센서(29)에 의해 검출되는 오일 온도 Tc가 상승하여 미리 설정한 오일 임계값 온도 T1에 도달했을 때, 컴프레서(12)의 회전수를 저하시키는 제어를 실행한다. 또한, 컴프레서(12)의 회전수를 저하시키는 것에 기인하여 캐소드(11b)의 압력이 저하된 경우에는, 애노드(11a)의 압력 및 냉각수 유로(16)에 흐르는 냉각수량이 캐소드(11b)의 압력에 균형되도록, 수소의 공급량 및 냉각수의 공급량을 제어한다. 또한, 냉각수 온도 센서(25)에 의해 검출되는 냉각수 온도 Tout를 취득하고, 해당 냉각수 온도 Tout가 미리 설정한 냉각수 임계값 온도 T2를 상회할 때에는, 컴프레서(12)의 회전수를 상승시키는 제어를 행한다.
또한, 컨트롤러(14)는, 예를 들어 중앙 연산 유닛(CPU)이나, RAM, ROM, 하드디스크 등의 기억 수단을 포함하는 일체형의 컴퓨터로서 구성할 수 있다.
다음으로, 전술한 바와 같이 구성된 제1 실시 형태에 따른 연료 전지 시스템(100)의 작용을, 도 2에 도시한 흐름도, 및 도 3에 도시한 타이밍차트를 참조하여 설명한다. 도 2는, 고지 등의 공기 밀도가 낮은 환경하를 차량이 주행하는 경우에, 특히 차량이 신호 대기 등에서 정차하고 있을 때, 컨트롤러(14)에 의해 실행되는 컴프레서(12)의 회전수 제어를 나타내는 흐름도이다.
초기적으로 연료 전지(11)는, 안정적으로 작동하고 있는 것으로 한다. 즉, 애노드(11a)의 압력, 캐소드(11b)의 압력이 정상 운전 시의 압력으로 되고, 냉각수의 온도가 정상 운전 시의 온도로 되어 있다.
도 2의 스텝 S11에 있어서, 컨트롤러(14)는, 오일 온도 센서(29)에 의해 검출되는 컴프레서(12)의 오일 온도 Tc를 취득한다. 그리고, 오일 온도 Tc와 전술한 오일 임계값 온도 T1을 비교하고, 오일 온도 Tc가 오일 임계값 온도 T1을 상회하고 있는지 여부를 판단한다. 즉, 「Tc>T1」인지 여부를 판단한다. 「Tc>T1」이 아닌 경우에는(스텝 S11에서 '아니오'), 본 처리를 종료한다. 즉, 오일 온도 Tc가 상승하지 않은 경우에는, 이대로 컴프레서(12)의 구동을 계속시켜도 문제는 없다고 판단하고, 컴프레서(12)의 회전수 제어를 실행하지 않는다.
한편, 「Tc>T1」인 경우에는(스텝 S11에서 '예'), 스텝 S12에 있어서, 컨트롤러(14)는, 컴프레서(12)의 회전수를 저하시키는 제어를 행한다. 즉, 예를 들어 차량이 고지를 주행하고 있는 경우 등, 주위의 공기 밀도가 낮은 경우에는, 연료 전지(11)에 원하는 양의 공기(산화가스)를 공급하기 위해서는 회전수를 높일 필요가 있다. 이에 수반하여 컴프레서(12)의 회전축계를 냉각, 윤활하는 오일의 오일 온도 Tc가 상승할 가능성이 있다. 그래서, 오일 온도 Tc와 오일 임계값 온도 T1을 비교하고, 「Tc>T1」이 된 경우에는, 컴프레서(12)의 회전수를 저하시키는 처리를 실행한다.
그 결과, 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 예를 들어 차량 정지 시에 오일 온도 Tc가 상승하고, 시각 t1에서 「Tc>T1」이 된 경우에는, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 컴프레서(12)의 회전수를 저하시킨다.
스텝 S13에 있어서, 컨트롤러(14)는, 연료 전지(11)의 운전 압력을 저감시키고, 발전량을 저하시키는 제어를 실행한다. 이 처리에서는, 컴프레서(12)의 회전수를 저하시킨 것에 기인하여 캐소드(11b)의 압력(산화가스의 압력)이 저하되므로, 이 캐소드 압력과 균형되도록, 애노드 압력(연료 가스의 압력)을 조정한다. 구체적으로는, 도 1에 도시한 수소 공급 밸브(22)의 개방도를 좁힘으로써 애노드(11a)에 공급되는 수소의 압력을 저하시켜, 캐소드 압력과 애노드 압력이 균형되도록 제어한다. 또한, 냉각수 펌프(17)에 의한 냉각수의 공급량을 저하시킨다.
그 결과, 도 3의 (c), (d)에 도시한 바와 같이, 시각 t1에서 캐소드 압력 및 애노드 압력이 저하되고, 도 3의 (e), (f)에 도시한 바와 같이, 시각 t1에서 냉각수 펌프(17)의 회전수가 저하되고, 이에 수반하여 냉각수 압력이 저하된다. 즉, 컨트롤러(14)(제어부)는, 오일 온도 Tc가 오일 임계값 온도 T1을 상회한 경우에는, 컴프레서(12)의 회전수를 저하시키는 제어를 실행하고, 나아가 산화가스의 압력(캐소드 압력)과 연료 가스의 압력(애노드 압력)을 균형되게 하는 제어를 실행한다.
스텝 S14에 있어서, 컨트롤러(14)는, 냉각수 온도 센서(25)에 의해 검출되는 냉각수 온도 Tout와, 미리 설정한 냉각수 임계값 온도 T2를 비교한다. 즉, 「Tout>T2」인지 여부를 판단한다. 그리고, 「Tout>T2」가 아닌 경우에는(스텝 S14에서 '아니오'), 스텝 S12로 처리를 되돌린다. 또한, 냉각수 온도가 상승하고, 「Tout>T2」로 된 경우에는(스텝 S14에서 '예'), 연료 전지(11)의 온도가 과열 상태로 될 가능성이 높아지므로, 이것을 방지하기 위해 스텝 S15에 있어서, 컨트롤러(14)는, 연료 전지(11)의 운전 압력을 상승시켜, 발전량을 상승시키는 제어를 실행한다. 구체적으로는, 컴프레서(12)의 회전수를 상승시키고, 캐소드 압력을 상승시킨다. 또한, 캐소드 압력의 상승에 대하여, 애노드 압력을 균형되게 하기 위해서, 수소 공급 밸브(22)의 개방도를 넓혀서 애노드 압력을 상승시킨다. 또한, 냉각수 펌프(17)의 출력을 상승시킴으로써, 냉각수 유로(16)에 공급하는 냉각수량을 증가시킨다.
즉, 도 3의 (g)에 도시한 바와 같이, 시각 t1에서 냉각수 온도 Tout가 상승을 개시하고, 시각 t3에서 냉각수 임계값 온도 T2에 도달하면, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 컴프레서(12)의 회전수를 상승시킨다. 이에 수반하여 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이 오일 온도 Tc가 상승으로 돌아선다. 또한, 도 3의 (c)에 도시한 바와 같이 캐소드 압력이 상승으로 돌아서고, 이 압력 변화에 대하여 균형되도록, 애노드 압력 및 냉각수 압력이 제어된다. 따라서, 애노드 압력은, 도 3의 (d)에 도시한 바와 같이 시각 t3에서 감소로부터 증가로 돌아서고, 냉각수 펌프 회전수는 도 3의 (e)에 도시한 바와 같이 시각 t3에서 저하로부터 증가로 돌아선다. 또한, 냉각수 압력은 도 3의 (f)에 도시한 바와 같이 시각 t3에서 감소로부터 증가로 돌아선다. 또한, 도 3의 (g)에 도시한 바와 같이, 냉각수 온도 Tout는, 시각 t3에서 온도의 상승률(기울기)이 저하된다.
스텝 S16에 있어서, 컨트롤러(14)는, 냉각수 온도 Tout가 미리 설정한 임계값 온도 T3(단, T3>T2)을 상회하였는지 여부를 판단한다. 즉, 「Tout>T3」인지 여부가 판단된다. 「Tout>T3」이 아닌 경우에는(스텝 S16에서 '아니오'), 스텝 S15로 처리를 되돌리고, 「Tout>T3」인 경우에는(스텝 S16에서 '예'), 스텝 S17로 처리를 진행시킨다.
스텝 S17에 있어서, 컨트롤러(14)는, 컴프레서(12)의 오일 온도 Tc가 오일 임계값 온도 T1 미만으로 되었는지 여부를 판단한다. 그리고, 「Tc<T1」이 아니라고 판단된 경우에는(스텝 S17에서 '아니오'), 스텝 S12로 처리를 되돌린다. 즉, 다시 컴프레서(12)의 회전수를 저하시키는 처리를 반복한다. 한편, 「Tc<T1」인 경우에는(스텝 S17에서 '예'), 본 처리를 종료한다. 이렇게 하여, 오일 온도 Tc가 상승한 경우에는, 컴프레서(12)의 회전수를 저하시키고, 또한 연료 전지(11)의 압력을 균형되게 하는 처리를 실행한다. 그 후, 냉각수 온도가 상승한 경우에는, 컴프레서(12)의 회전수를 상승시키고, 또한 연료 전지(11)의 압력을 균형되게 하는 처리를 실행한다. 그리고, 상기 2가지 처리를 반복함으로써, 연료 전지 시스템(100)을 안정적, 또한 연속적으로 운전시킬 수 있는 것이다.
이와 같이 하여, 제1 실시 형태에 따른 연료 전지 시스템(100)에서는, 컴프레서(12)의 오일 온도 Tc를 검출하고, 해당 오일 온도 Tc가 오일 임계값 온도 T1까지 상승한 경우에는, 컴프레서(12)의 회전수를 저하시킨다. 이에 의해, 오일 온도 Tc를 저하시킬 수 있으므로, 컴프레서가 과열 상태가 되는 것을 방지할 수 있고, 나아가서는 컴프레서(12)가 페일하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 컴프레서(12)의 회전수를 저하시킴으로써, 캐소드 압력이 저하된다. 이때, 컨트롤러(14)는, 저하되는 캐소드 압력에 균형되도록, 애노드 압력 및 냉각수 유량을 저하시킨다. 따라서, 컴프레서(12)의 회전수를 저하시킨 경우에도, 안정적으로 연료 전지(11)를 작동시킬 수 있다. 따라서, 연료 전지(11)를 정지시키지 않고, 연속적인 운전이 가능해진다. 또한, 컴프레서(12)의 회전수를 저하시킴으로써, 소음을 줄이고, 또한 소비 전력을 저감시킬 수 있다. 나아가, 수소의 소비량을 저감할 수 있다.
또한, 냉각수 온도 Tout가 상승하여 냉각수 임계값 온도 T2에 도달한 경우에는, 컴프레서(12)의 회전수를 증가시킨다. 이때, 캐소드 압력이 상승한다. 컨트롤러(14)는, 상승하는 캐소드 압력에 균형되도록, 애노드 압력 및 냉각수량을 증가시킨다. 따라서, 컴프레서(12)의 회전수가 증가로 돌아선 경우에도, 연료 전지(11)가 과열 상태가 되는 것을 방지할 수 있어, 해당 연료 전지(11)를 안정적으로 작동시키는 것이 가능해진다.
또한, 오일 임계값 온도 T1 및 냉각수 임계값 온도 T2를 원하는 온도로 설정할 수 있으므로, 차량의 주행에 영향을 미치지 않는 온도 조건을 설정할 수 있다.
[제2 실시 형태의 설명]
다음으로, 본 발명의 제2 실시 형태에 대하여 설명한다. 시스템 구성은, 전술한 도 1과 마찬가지이므로, 구성 설명을 생략한다. 이하, 제2 실시 형태에 따른 연료 전지 시스템(100)의 처리 수순을, 도 4에 도시한 흐름도, 및 도 5에 도시한 타이밍 차트를 참조하여 설명한다.
제1 실시 형태와 마찬가지로, 초기적으로 연료 전지(11)는, 안정적으로 작동하고 있는 것으로 한다. 즉, 애노드(11a)의 압력, 캐소드(11b)의 압력이 정상 운전 시의 압력으로 되고, 냉각수의 온도가 정상 운전 시의 온도로 되어 있다.
도 4의 스텝 S21에 있어서, 컨트롤러(14)는, 오일 온도 센서(29)에 의해 검출되는 컴프레서(12)의 오일 온도 Tc를 취득한다. 그리고, 오일 온도 Tc와 오일 임계값 온도 T1을 비교하고, 오일 온도 Tc가 오일 임계값 온도 T1을 상회하고 있는지 여부를 판단한다. 즉, 「Tc>T1」인지 여부를 판단한다. 「Tc>T1」이 아닌 경우에는(스텝 S21에서 '아니오'), 본 처리를 종료한다. 즉, 오일 온도 Tc가 상승하지 않은 경우에는, 이대로 컴프레서(12)의 구동을 계속시켜도 문제는 없다고 판단하여, 컴프레서(12)의 회전수 제어를 실행하지 않는다.
한편, 「Tc>T1」인 경우에는(스텝 S21에서 '예'), 스텝 S22에 있어서, 컴프레서(12)의 회전수를 저하시키는 제어를 행한다. 그 결과, 예를 들어 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 예를 들어 차량 정지 시에 오일 온도 Tc가 상승하고, 시각 t1에서 「Tc>T1」이 된 경우에는, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 컴프레서(12)의 회전수를 저하시킨다.
스텝 S23에 있어서, 컨트롤러(14)는, 연료 전지(11)의 운전 압력을 저감시키는 제어를 실행한다. 이 처리에서는, 컴프레서(12)의 회전수를 저하시킨 것에 기인하여 캐소드(11b)의 압력이 저하되므로, 이 캐소드 압력과 균형되도록, 애노드 압력을 조정한다. 구체적으로는, 수소 공급 밸브(22)의 개방도를 좁힘으로써 애노드(11a)에 공급되는 수소의 압력을 저하시키고, 캐소드 압력과 애노드 압력이 균형되도록 제어한다. 또한, 냉각수 펌프(17)에 의한 냉각수의 공급량을 저하시킨다.
그 결과, 도 5의 (c), (d)에 도시한 바와 같이, 시각 t1에서 캐소드 압력 및 애노드 압력이 저하되고, 도 5의 (e), (f)에 도시한 바와 같이, 시각 t1에서 냉각수 펌프(17)의 회전수가 저하되고, 이에 수반하여 냉각수 압력이 저하된다.
스텝 S24에 있어서, 컨트롤러(14)는, 냉각수 온도 센서(25)에 의해 검출되는 냉각수 온도 Tout와, 냉각수 임계값 온도 T2를 비교한다. 그리고, 「Tout>T2」가 아닌 경우에는(스텝 S24에서 '아니오'), 스텝 S28에 있어서, 컨트롤러(14)는, 연료 전지(11)의 운전 압력 저하 제어의 제어량을 증가하는 처리를 실행한다. 구체적으로는, 컴프레서(12)의 회전수를 보다 저하시키는 처리를 실행한다. 그 결과, 도 5의 (b)의 시각 t2에 도시한 바와 같이, 컴프레서(12)의 회전수가 더욱 저하된다. 이에 따라, 도 5의 (c) 내지 (f)에 도시한 바와 같이, 캐소드 압력, 애노드 압력, 냉각수 펌프(17)의 회전수 및 냉각수 압력이 저하된다. 또한, 도 5의 (g)에 도시한 바와 같이, 시각 t2에서 냉각수 온도의 상승률이 약간 상승한다. 그 후, 스텝 S22로 처리를 되돌린다.
냉각수 온도가 상승하고, 「Tout>T2」가 된 경우에는(스텝 S24에서 '예'), 스텝 S25에 있어서, 컨트롤러(14)는, 연료 전지(11)의 운전 압력을 상승시키고, 발전량을 상승시키는 제어를 실행한다. 구체적으로는, 컴프레서(12)의 회전수를 상승시켜, 캐소드 압력을 상승시킨다. 또한, 캐소드 압력의 상승에 대하여, 애노드 압력을 균형되게 하기 위해서, 수소 공급 밸브(22)의 개방도를 넓혀서, 애노드 압력을 상승시킨다. 또한, 냉각수 펌프(17)의 출력을 상승시킴으로써, 냉각수 유로(16)에 공급하는 냉각수량을 증가시킨다.
즉, 도 5의 (g)에 도시한 바와 같이, 시각 t1에서 냉각수 온도 Tout가 상승을 개시하고, 시각 t3에서 냉각수 임계값 온도 T2에 도달하면, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 컴프레서(12)의 회전수를 상승시킨다. 이에 수반하여 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이 오일 온도 Tc가 상승으로 돌아선다. 또한, 도 5의 (c)에 도시한 바와 같이 캐소드 압력이 상승으로 돌아서고, 이 압력 변화에 대하여 균형되도록, 애노드 압력 및 냉각수 압력이 제어된다. 따라서, 애노드 압력은, 도 5의 (d)에 도시한 바와 같이 시각 t3에서 감소로부터 증가로 돌아서고, 냉각수 펌프 회전수는 도 5의 (e)에 도시한 바와 같이 시각 t3에서 저하로부터 증가로 돌아선다. 또한, 냉각수 압력은 도 5의 (f)에 도시한 바와 같이 시각 t3에서 감소로부터 증가로 돌아선다. 또한, 도 5의 (g)에 도시한 바와 같이, 냉각수 온도 Tout는, 온도의 상승률(기울기)이 저하된다.
스텝 S26에 있어서, 컨트롤러(14)는, 냉각수 온도 Tout가 임계값 온도 T3을 상회한 것인지 여부를 판단한다. 즉, 「Tout>T3」인지 여부가 판단된다. 「Tout>T3」이 아닌 경우에는(스텝 S26에서 '아니오'), 스텝 S25로 처리를 되돌리고, 「Tout>T3」인 경우에는(스텝 S26에서 '예'), 스텝 S27로 처리를 진행시킨다.
스텝 S27에 있어서, 컨트롤러(14)는, 컴프레서(12)의 오일 온도 Tc가 오일 임계값 온도 T1 미만으로 되었는지 여부를 판단한다. 그리고, 「Tc<T1」이 아니라고 판단된 경우에는(스텝 S27에서 '아니오'), 스텝 S22로 처리를 되돌린다. 즉, 다시 컴프레서(12)의 회전수를 저하시키는 처리를 반복한다. 한편, 「Tc<T1」인 경우에는(스텝 S27에서 '예'), 본 처리를 종료한다.
이와 같이 하여, 제2 실시 형태에 따른 연료 전지 시스템(100)에서는, 컴프레서(12)의 오일 온도 Tc를 검출하고, 해당 오일 온도 Tc가 오일 임계값 온도 T1에 도달한 경우에는, 컴프레서(12)의 회전수를 저하시킨다. 이때, 냉각수 온도 Tout가 냉각수 임계값 온도 T2까지 저하되지 않는 경우에는, 도 4의 스텝 S28의 처리를 실행함으로써, 연료 전지(11)의 운전 압력 저하 제어의 제어량을 서서히 증가시킨다. 따라서, 응답성 좋게 컴프레서(12)의 회전수를 저하시킬 수 있으므로, 컴프레서(12)가 페일하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 컴프레서(12)의 회전수를 저하시킴으로써, 캐소드 압력이 저하된다. 이때, 컨트롤러(14)는, 저하되는 캐소드 압력에 균형되도록, 애노드 압력 및 냉각수 유량을 저하시킨다. 따라서, 컴프레서(12)의 회전수를 저하시킨 경우에도, 안정적으로 연료 전지(11)를 작동시킬 수 있다. 또한, 컴프레서(12)의 회전수를 저하시킴으로써, 소음을 줄일 수 있다.
또한, 냉각수 온도 Tout가 상승하여 냉각수 임계값 온도 T2에 도달한 경우에는, 컴프레서(12)의 회전수를 증가시킨다. 이때, 캐소드 압력이 상승한다. 컨트롤러(14)는, 상승하는 캐소드 압력에 균형되도록, 애노드 압력 및 냉각수 유량을 증대시킨다. 따라서, 컴프레서(12)의 회전수를 증가로 돌아선 경우에도, 연료 전지(11)를 안정적으로 작동시키는 것이 가능해진다.
[제3 실시 형태의 설명]
다음으로, 본 발명의 제3 실시 형태에 대하여 설명한다. 시스템 구성은, 전술한 도 1과 마찬가지이므로, 구성 설명을 생략한다. 이하, 제3 실시 형태에 따른 연료 전지 시스템(100)의 처리 수순을, 도 6에 도시한 흐름도 및 도 7에 도시한 타이밍 차트를 참조하여 설명한다.
제1, 제2 실시 형태와 마찬가지로, 초기적으로 연료 전지(11)는, 안정적으로 작동하고 있는 것으로 한다. 즉, 애노드(11a)의 압력, 캐소드(11b)의 압력이 정상 운전 시의 압력으로 되고, 냉각수의 온도가 정상 운전 시의 온도로 되어 있다.
도 6의 스텝 S31에 있어서, 컨트롤러(14)는, 오일 온도 센서(29)에 의해 검출되는 컴프레서(12)의 오일 온도 Tc를 취득한다. 그리고, 오일 온도 Tc와 오일 임계값 온도 T1을 비교하고, 오일 온도 Tc가 오일 임계값 온도 T1을 상회하고 있는지 여부를 판단한다. 즉, 「Tc>T1」인지 여부를 판단한다. 「Tc>T1」이 아닌 경우에는(스텝 S31에서 '아니오'), 본 처리를 종료한다. 즉, 오일 온도 Tc가 상승하지 않은 경우에는, 이대로 컴프레서(12)의 구동을 계속시켜도 문제는 없다고 판단하고, 컴프레서(12)의 회전수 제어를 실행하지 않는다.
한편, 「Tc>T1」인 경우에는(스텝 S31에서 '예'), 스텝 S32에 있어서, 컴프레서(12)의 회전수를 저하시키는 제어를 행한다. 그 결과, 예를 들어 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, 차량 정지 시에 오일 온도 Tc가 상승하고, 시각 t1에서 「Tc>T1」로 된 경우에는, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 컴프레서(12)의 회전수를 저하시킨다.
스텝 S33에 있어서, 컨트롤러(14)는, 연료 전지(11)의 운전 압력을 저감시켜 발전량을 저하시키는 제어를 실행한다. 이 처리에서는, 컴프레서(12)의 회전수를 저하시킨 것에 기인하여 캐소드(11b)의 압력이 저하되므로, 이 캐소드 압력과 균형되도록, 애노드 압력을 조정한다. 구체적으로는, 수소 공급 밸브(22)의 개방도를 좁힘으로써 애노드(11a)에 공급되는 수소의 압력을 저하시키고, 캐소드 압력과 애노드 압력이 균형되도록 제어한다. 또한, 냉각수 펌프(17)에 의한 냉각수의 공급량을 저하시킨다.
그 결과, 도 7의 (c), (d)에 도시한 바와 같이, 시각 t1에서 캐소드 압력, 및 애노드 압력이 저하되고, 도 7의 (e), (f)에 도시한 바와 같이, 시각 t1에서 냉각수 펌프(17)의 회전수가 저하되고, 이에 수반하여 냉각수 압력이 저하된다.
스텝 S34에 있어서, 컨트롤러(14)는, 냉각수 온도 센서(25)에 의해 검출되는 냉각수 온도 Tout와, 냉각수 임계값 온도 T2를 비교한다. 즉, 「Tout>T2」인지 여부를 판단한다. 그리고, 「Tout>T2」가 아닌 경우에는(스텝 S34에서 '아니오'), 스텝 S38에 있어서, 컨트롤러(14)는, 연료 전지(11)의 운전 압력 저하 제어의 제어량을 증가하는 처리를 실행한다. 구체적으로는, 컴프레서(12)의 회전수를 보다 저하시키는 처리를 실행한다. 그 결과, 도 7의 (b)의 시각 t2에 도시한 바와 같이, 컴프레서(12)의 회전수가 더욱 저하된다. 이에 수반되어, 도 7의 (c) 내지 (f)에 도시한 바와 같이, 캐소드 압력, 애노드 압력, 냉각수 펌프(17)의 회전수 및 냉각수 압력이 저하된다. 또한, 도 7의 (g)에 도시한 바와 같이, 시각 t2에서 냉각수 온도의 상승률이 약간 상승한다. 그 후, 스텝 S32로 처리를 되돌린다.
냉각수 온도가 상승하고, 「Tout>T2」로 된 경우에는(스텝 S34에서 '예'), 스텝 S35에 있어서, 컨트롤러(14)는, 연료 전지(11)의 운전 압력을 상승시켜, 발전량을 상승시키는 제어를 실행한다. 구체적으로는, 컴프레서(12)의 회전수를 상승시켜서 캐소드 압력을 상승시킨다. 또한, 캐소드 압력의 상승에 대하여, 애노드 압력을 균형되게 하기 위해서, 수소 공급 밸브(22)의 개방도를 넓혀서 애노드 압력을 상승시킨다. 또한, 냉각수 펌프(17)의 출력을 상승시킴으로써, 냉각수 유로(16)에 공급하는 냉각수량을 증가시킨다. 그리고, 발전량을 상승시킨다.
즉, 도 7의 (g)에 도시한 바와 같이, 시각 t1에서 냉각수 온도 Tout가 상승을 개시하고, 시각 t3에서 냉각수 임계값 온도 T2에 도달하면, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 컴프레서(12)의 회전수를 상승시킨다. 이에 수반하여 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이 오일 온도 Tc가 상승으로 돌아선다. 또한, 도 7의 (c)에 도시한 바와 같이 캐소드 압력이 상승으로 돌아서고, 이 압력 변화에 대하여 균형되도록, 애노드 압력 및 냉각수 압력이 제어된다. 따라서, 애노드 압력은, 도 7의 (d)에 도시한 바와 같이 시각 t3에서 감소로부터 증가로 돌아서고, 냉각수 펌프 회전수는 도 7의 (e)에 도시한 바와 같이 시각 t3에서 저하로부터 증가로 돌아선다. 또한, 냉각수 압력은 도 7의 (f)에 도시한 바와 같이 시각 t3에서 감소로부터 증가로 돌아선다. 또한, 도 7의 (g)에 도시한 바와 같이, 냉각수 온도 Tout는, 시각 t3에서 온도의 상승률(기울기)이 저하된다.
스텝 S36에 있어서, 컨트롤러(14)는, 냉각수 온도 Tout가 임계값 온도 T3을 상회하였는지 여부를 판단한다. 즉, 「Tout>T3」인지 여부가 판단된다. 「Tout>T3」이 아닌 경우에는(스텝 S36에서 '아니오'), 스텝 S39에 있어서, 컨트롤러(14)는, 연료 전지(11)의 운전 압력 상승 제어의 제어량을 증가하는 처리를 실행한다. 구체적으로는, 컴프레서(12)의 회전수를 보다 상승시키는 처리를 실행한다. 그 결과, 도 7의 (b)의 시각 t4에 도시한 바와 같이, 컴프레서(12)의 회전수가 더욱 상승한다. 이에 따라, 도 7의 (c) 내지 (f)에 도시한 바와 같이, 캐소드 압력, 애노드 압력, 냉각수 펌프(17)의 회전수, 및 냉각수 압력이 상승한다. 또한, 도 7의 (g)에 도시한 바와 같이, 시각 t4에서 냉각수 온도의 상승률이 약간 저하된다. 그 후, 스텝 S35로 처리를 되돌린다.
냉각수 온도가 상승하고, 「Tout>T3」이라고 판단된 경우에는(스텝 S36에서 '예'), 스텝 S37에 있어서, 컨트롤러(14)는, 컴프레서(12)의 오일 온도 Tc가 오일 임계값 온도 T1 미만으로 되었는지 여부를 판단한다. 그리고, 「Tc<T1」이 아니라고 판단된 경우에는(스텝 S37에서 '아니오'), 스텝 S32로 처리를 되돌린다. 한편, 「Tc<T1」인 경우에는(스텝 S37에서 '예'), 본 처리를 종료한다.
이와 같이 하여, 제3 실시 형태에 따른 연료 전지 시스템(100)에서는, 컴프레서(12)의 오일 온도 Tc를 검출하고, 해당 오일 온도 Tc가 오일 임계값 온도 T1에 도달한 경우에는, 컴프레서(12)의 회전수를 저하시킨다. 이때, 냉각수 온도 Tout가 냉각수 임계값 온도 T2까지 저하되지 않는 경우에는, 도 6의 스텝 S38의 처리를 실행함으로써, 연료 전지(11)의 운전 압력 저하 제어의 제어량을 서서히 증가시킨다. 따라서, 응답성 좋게 컴프레서(12)의 회전수를 저하시킬 수 있으므로, 컴프레서(12)이 페일하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 컴프레서(12)의 회전수를 저하시킴으로써, 캐소드 압력이 저하된다. 이때, 컨트롤러(14)는, 저하되는 캐소드 압력에 균형되도록, 애노드 압력 및 냉각수량을 저감한다. 따라서, 컴프레서(12)의 회전수를 저하시킨 경우에도, 안정적으로 연료 전지(11)를 작동시킬 수 있다. 또한, 컴프레서(12)의 회전수를 저하시킴으로써, 소음을 줄일 수 있다.
또한, 냉각수 온도 Tout가 상승하여 냉각수 임계값 온도 T2에 도달한 경우에는, 컴프레서(12)의 회전수를 증가시킨다. 이때, 냉각수 온도 Tout가 임계값 온도 T3까지 상승하지 않는 경우에는, 도 6의 스텝 S39의 처리를 실행함으로써, 연료 전지(11)의 압력 상승 제어의 제어량을 서서히 증가시킨다. 따라서, 응답성 좋게 냉각수량을 증가시킬 수 있어, 연료 전지(11)가 과열 상태가 되는 것을 회피할 수 있다.
또한, 컴프레서(12)의 회전수를 상승시킴으로써, 캐소드 압력이 상승한다. 컨트롤러(14)는, 상승하는 캐소드 압력에 균형되도록, 애노드 압력 및 냉각수량을 증대시킨다. 따라서, 컴프레서(12)의 회전수를 증가로 돌아선 경우에도, 연료 전지(11)를 안정적으로 작동시키는 것이 가능해진다.
[제4 실시 형태의 설명]
다음으로, 본 발명의 제4 실시 형태에 대하여 설명한다. 시스템 구성은, 전술한 도 1과 마찬가지이므로, 구성 설명을 생략한다. 이하, 제4 실시 형태에 따른 연료 전지 시스템(100)의 처리 수순을, 도 8에 도시한 흐름도를 참조하여 설명한다.
스텝 S40에서, 컨트롤러(14)는, 차량의 주행 속도인 차속 Vc를 취득하고, 해당 차속 Vc와 미리 설정한 임계값 속도 V1을 비교한다. 그리고, 차속 Vc가 임계값 속도 V1 미만인 경우에는, 스텝 S41로 처리를 이행하고, 차속 Vc가 임계값 속도 V1 이상인 경우에는, 본 처리를 종료한다. 즉, 차량이 정차하고 있는 경우나, 혹은 임계값 속도 V1 미만의 저속으로 주행하고 있는 경우에만, 컴프레서(12)의 회전수를 저하시키는 제어를 실행한다.
또한, 스텝 S41 내지 S49의 처리는, 도 6에 도시한 스텝 S31 내지 S39의 처리와 마찬가지이므로, 설명을 생략한다.
그리고, 제4 실시 형태에 따른 연료 전지 시스템(100)에서는, 차속 Vc가 임계값 속도 V1 미만인 경우에만, 컴프레서(12)의 회전수를 저감시키는 처리를 실행하므로, 차량이 통상으로 주행하고 있을 때에는, 컴프레서(12)의 회전수는 저하되지 않고, 안정적인 발전량을 얻을 수 있다. 그 결과, 차량을 안정적으로 주행시킬 수 있고, 또한 차량 정지 시나 저속 주행 시에는 컴프레서(12)의 오일 온도의 상승을 억제하는 것이 가능해진다.
[제5 실시 형태의 설명]
다음으로, 본 발명의 제5 실시 형태에 대하여 설명한다. 시스템 구성은, 전술한 도 1과 마찬가지이므로, 구성 설명을 생략한다. 이하, 제5 실시 형태에 따른 연료 전지 시스템(100)의 처리 수순을, 도 9에 도시한 흐름도를 참조하여 설명한다.
스텝 S50에서, 컨트롤러(14)는, 차량의 액셀러레이터 개방도 Rc를 취득하고, 해당 액셀러레이터 개방도 Rc와 미리 설정한 임계값 개방도 R1을 비교한다. 그리고, 액셀러레이터 개방도 Rc가 임계값 개방도 R1 미만인 경우에는, 스텝 S51로 처리를 진행시키고, 액셀러레이터 개방도 Rc가 임계값 개방도 R1 이상인 경우에는, 본 처리를 종료한다. 즉, 차량이 정차하고 있는 경우나 감속 시 등의, 액셀러레이터 개방도 Rc가 임계값 개방도 R1 미만의 상태에서 주행하고 있는 경우에만, 컴프레서(12)의 회전수를 저하시키는 제어를 실행한다.
또한, 스텝 S51 내지 S59의 처리는, 도 6에 도시한 스텝 S31 내지 S39의 처리와 마찬가지이므로, 설명을 생략한다.
그리고, 제5 실시 형태에 따른 연료 전지 시스템(100)에서는, 액셀러레이터 개방도 Rc가 임계값 개방도 R1 미만의 경우에만, 컴프레서(12)의 회전수를 저감시키는 처리를 실행하므로, 차량을 가속시키는 경우 등, 액셀러레이터 개방도 Rc가 큰 상태에서 주행하고 있을 때에는, 컴프레서(12)의 회전수는 저하되지 않고, 안정적인 발전량을 얻을 수 있다. 그 결과, 차량을 안정적으로 주행시킬 수 있고, 또한 차량 정지 시나 저속 주행 시 등의 액셀러레이터 개방도 Rc가 작은 경우에는, 컴프레서(12)의 오일 온도의 상승을 억제하는 것이 가능해진다.
[제6 실시 형태의 설명]
다음으로, 본 발명의 제6 실시 형태에 대하여 설명한다. 시스템 구성은, 전술한 도 1과 마찬가지이므로, 구성 설명을 생략한다. 이하, 제6 실시 형태에 따른 연료 전지 시스템(100)의 처리 수순을, 도 10에 도시한 흐름도를 참조하여 설명한다.
도 10에 도시한 흐름도는, 전술한 제3 실시 형태에서 도시한 도 6과 대비하여, 스텝 S64a, S64b의 처리가 추가되어 있는 점에서 상이하다. 그 이외의 처리는, 도 6에 도시한 흐름도와 마찬가지이다. 즉, 도 6에 도시한 S31 내지 S39의 처리는, 도 10에 도시한 S61 내지 S69의 처리와 마찬가지이므로, 설명을 생략한다.
이하, 도 10에 도시한 스텝 S64a, S64b의 처리에 대하여 설명한다. 스텝 S64에서, 「Tout>T2」라고 판단된 경우에는, 스텝 S64a에 있어서, 컨트롤러(14)는, 도 1에 도시한 이차 전지(20)의 SOC(Sc)가, 미리 설정한 임계값 SOC(S1) 미만인지 여부를 판단한다. 즉, 「Sc<S1」인지 여부를 판단한다. 그리고, 「Sc<S1」인 경우에는(스텝 S64a 에서 '예'), 스텝 S65로 처리를 진행시키고, 「Sc<S1」이 아닌 경우, 즉 임계값 충전량 이상인 경우에는(스텝 S64a 에서 '아니오'), 스텝 S64b로 처리를 진행시킨다.
스텝 S65의 처리는, 도 6에서 설명한 바와 같다. 또한, 스텝 S64b에 있어서, 컨트롤러(14)는, 아이들 스톱 제어를 실행한다. 상세하게는, 연료 전지(11)를 정지시키는 제어를 실행한다.
즉, 컴프레서(12)의 회전수를 저하시킴으로써, 냉각수 온도 Tout가 상승하여 냉각수 임계값 온도 T2에 도달했을 때, SOC(Sc)와 임계값 SOC(S1)를 비교하고, 「Sc>S1」인 경우에는, 이차 전지(20)에 충분한 전력이 충전되어 있다고 판단하여, 연료 전지(11)를 정지시킨다. 따라서, 컴프레서(12)의 오일 온도 Tc가 과열 상태가 되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이 경우에는 이차 전지(20)에 충전되어 있는 배터리를 사용하여 차량을 주행시킬 수 있으므로, 연료 전지(11)를 정지시켜도 차량의 주행에 영향을 미치는 일은 없다고 판단할 수 있다.
이상, 본 발명의 연료 전지 시스템, 및 연료 전지 시스템의 제어 방법을 도시한 실시 형태에 기초하여 설명하였지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것이 아니라, 각 부의 구성은, 마찬가지의 기능을 갖는 임의의 구성의 것으로 치환할 수 있다.
11: 연료 전지
11a: 애노드
11b: 캐소드
12: 컴프레서
13: 수소 탱크
14: 컨트롤러
15: 라디에이터
16: 냉각수 유로
17: 냉각수 펌프
18: 수소 순환 펌프
19: 파워 매니저
20: 2차 전지
21: 모터
22: 수소 공급 밸브
23: 공기 압력 조절 밸브
24: 퍼지 밸브
25: 냉각수 온도 센서
26: 캐소드 압력 센서
27: 애노드 압력 센서
28: 라디에이터 팬
29: 오일 온도 센서
100: 연료 전지 시스템

Claims (7)

  1. 차량에 탑재되고, 산화가스 및 연료 가스가 공급되어 발전하는 연료 전지와,
    상기 산화가스를 공급하는 컴프레서의 오일 온도를 검출하는 오일 온도 검출부와,
    상기 컴프레서의 구동을 제어하고, 또한 상기 연료 전지에 공급하는 산화가스의 압력, 및 연료 가스의 압력을 제어하는 컨트롤러를 갖고,
    상기 컨트롤러는, 상기 오일 온도가 오일 임계값 온도를 상회한 경우에는, 상기 컴프레서의 회전수를 저하시키는 제어를 실행하고, 나아가 산화가스의 압력과 연료 가스의 압력을 균형되게 하는 제어를 실행하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 연료 전지의 냉각수 온도를 검출하는 냉각수 온도 검출부를 더 구비하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 컴프레서의 회전수를 저하시키고, 상기 냉각수 온도가 냉각수 임계값 온도로 상승할 때까지, 상기 컴프레서의 회전수의 저하를 계속하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연료 전지의 냉각수 온도를 검출하는 냉각수 온도 검출부를 더 구비하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 냉각수 온도가 냉각수 임계값 온도를 상회한 경우에는, 상기 컴프레서의 회전수를 상승시키고, 나아가 산화가스의 압력과 연료 가스의 압력을 균형되게 하는 제어를 실행하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨트롤러는, 상기 차량의 주행 속도를 취득하고, 상기 주행 속도가 미리 설정한 임계값 속도 미만인 경우에, 상기 컴프레서의 회전수를 저하시키는 제어를 실행하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨트롤러는, 차량의 액셀러레이터 개방도의 정보를 취득하고, 상기 액셀러레이터 개방도가 미리 설정한 임계값 개방도 미만인 경우에, 상기 컴프레서의 회전수를 저하시키는 제어를 실행하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연료 전지의 냉각수 온도를 검출하는 냉각수 온도 검출부를 더 구비하고, 상기 컨트롤러는, 차량에 탑재되는 이차 전지의 충전량을 취득하고, 상기 냉각수 온도가 냉각수 임계값 온도를 상회한 경우에는, 이차 전지의 충전량이 미리 설정한 임계값 충전량 이상인 경우에, 상기 연료 전지의 작동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템.
  7. 산화가스 및 연료 가스가 공급되어 발전하는 연료 전지를 구비하는 연료 전지 시스템을 제어하는 제어 방법으로서,
    상기 연료 전지에 산화가스를 공급하는 컴프레서의 오일 온도를 검출하는 공정과,
    상기 오일 온도가 오일 임계값 온도를 상회할 때, 상기 컴프레서의 회전수를 저하시키는 공정과,
    상기 컴프레서의 회전수를 저하시킬 때, 산화가스와 연료 가스의 압력을 균형되게 하는 제어를 실행하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템의 제어 방법.
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