KR20180095984A - 연료전지 시스템 고압용기 압력센서 고장 진단 방법 - Google Patents

연료전지 시스템 고압용기 압력센서 고장 진단 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연료전지 시스템의 고압용기 압력센서의 고장 진단 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 고압용기, 외부로 연결되는 배기라인을 포함하는 충전소 및 상기 고압용기와 상기 충전소 사이를 연결하는 충전라인을 포함하는 연료전지 시스템에 있어서, 상기 충전라인은 상기 충전라인의 일단에 구비되는 고압용기 압력센서 및 상기 충전라인의 타단에 구비되는 충전소 압력센서를 포함하며, 상기 연료전지 시스템은 (a) 상기 배기라인을 개방하는 단계; (b) 상기 충전소 압력센서 값을 측정하여 소정의 값과 비교하는 단계; 및 (c) 상기 배기라인을 닫는 단계; 및 (d) 상기 충전소 압력센서 값과 상기 고압용기 압력센서의 값을 비교하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템 고압용기 압력센서 고장 진단 방법에 관한 발명이다.

Description

연료전지 시스템 고압용기 압력센서 고장 진단 방법 {The method for detecting malfunction of the high pressure cylinder disposed in a fuel cell system}
본 발명은 연료전지 시스템이 탑재될 수 있는 차량에 고압의 수소를 충전하는 경우, 충전소 압력센서 및/또는 고압용기 압력센서의 고장 여부를 판단할 수 있는 방법에 관한것으로서, 상세하게는 충전소 압력센서의 고장 발생 여부를 먼저 판단한 후, 정상이라고 판단된 충전소 압력센서를 기반으로, 고압용기 압력센서의 고장 여부를 판단할 수 있는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 연료 전지 시스템은 전기에너지를 발생시키는 연료 전지 스택, 연료 전지 스택에 연료(수소)를 공급하는 연료 공급 시스템, 연료 전지 스택에 전기 화학 반응에 필요한 산화제인 공기 중의 산소를 공급하는 공기 공급 시스템, 연료 전지 스택의 운전 온도를 제어하는 열 및 물관리 시스템 등을 포함하여 구성되어 있다. 상기 연료 공급 시스템, 즉 수소 공급계에 구비되는 고압용기(수소 용기)에는 700bar 정도의 고압 압축 수소가 저장되어 있으며, 이 저장된 압축 수소는 수소 용기 입구부에 장착된 고압 조절기의 온/오프(on/off)에 따라 고압 라인으로 방출된 후, 시동 밸브와 수소 공급 밸브를 거치면서 감압되어 연료전지 스택으로 공급된다.
한편, 연료전지 차량에서는 연료로 사용되는 수소를 수소저장탱크에 미리 충전시킨 뒤 수소저장탱크에 저장된 수소를 관련 배관을 통해 연료전지 스택으로 공급하여 전기를 생산하며, 연료전지 스택에서 생산된 전기로 모터를 구동시켜 차량을 주행시킨다. 특히, 연료전지 시스템의 고압용기로 수소가 충전되는 것과 관련하여, 고압용기의 압력센서가 고장이 나는 경우, 고압용기 내부로 충전되는 수소의 양이 그 적정 범위를 벗어나 과부족한 정도에 이를 수 있다. 이 경우, 실제 충전 압력이 낮아지거나 고압용기 내부로 충전되는 수소의 양이 정상치보다 낮아지므로, 차량의 연비 저하 등의 문제가 야기될 수 있다.
대한민국 등록 특허 제10-1361515호 (2014. 02. 03)
위와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 고압용기의 압력센서 고장 여부를 판단할 수 있는 로직이 필요하며, 이는 충전소 압력센서와 고압용기 압력센서를 비교함으로써 판단할 수 있다. 또한, 상기의 비교가 정확성을 가지려면, 충전소 압력센서가 오작동 여부가 선행하여 판단되어야 하므로, 충전소 압력센서의 고장 여부를 먼저 판단하여야 한다. 따라서, 본 발명에서는 우선적으로 충전소 압력센서의 고장 여부를 판단하고, 그에 기반하여 고압용기 압력센서의 고장 여부를 판단할 수 있는 연료전지 시스템 고압용기 압력센서의 고장 진단 방법을 제공한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 일 실시예로서, 고압용기, 외부로 연결되는 배기라인을 포함하는 충전소 및 상기 고압용기와 상기 충전소 사이를 연결하는 충전라인을 포함하는 연료전지 시스템에 있어서, 상기 충전라인은 상기 충전라인의 일단에 구비되는 고압용기 압력센서 및 상기 충전라인의 타단에 구비되는 충전소 압력센서를 포함하며, 상기 연료전지 시스템은 (a) 상기 배기라인을 개방하는 단계; (b) 상기 충전소 압력센서 값을 측정하여 소정의 값과 비교하는 단계; 및 (c) 상기 배기라인을 닫는 단계; 및 (d) 상기 충전소 압력센서 값과 상기 고압용기 압력센서의 값을 비교하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템 고압용기 압력센서 고장 진단 방법을 포함한다.
또한, 상기 (b)단계에서 측정한 상기 충전소 압력센서 값이 상기 소정의 값을 초과하는 경우, 상기 충전소 압력센서에 이상이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템 고압용기 압력센서 고장 진단 방법을 포함한다.
또한, 상기 (d)단계에서 측정한 상기 충전소 압력센서 값과 상기 고압용기 압력센서 값의 차이가 소정의 값 이상으로 차이나는 경우, 상기 고압용기 압력센서에 이상이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템 고압용기 압력센서 고장 진단 방법을 포함한다.
또한, 상기 (c)단계에서 측정한 상기 충전소 압력센서 값과 상기 고압용기 압력센서 값의 차이가 소정의 값 이상으로 차이나는 경우, (e) 상기 충전소의 충전 모드를 비통신 모드로 전환하는 단계; 및 (f) 상기 충전소로부터 상기 고압용기로 충전되는 수소의 유속이 느려지는 단계;를 더 포함하는 연료전지 시스템 고압용기 압력센서 고장 진단 방법을 포함한다.
또한, 상기 (c)단계에서 측정한 상기 충전소 압력센서 값과 상기 고압용기 압력센서 값의 차이가 소정의 값 이상인 경우, (g) 상기 고압용기 압력센서에서 출력하는 압력 값을 상기 차이만큼 보정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템 고압용기 압력센서 고장 진단 방법을 포함한다.
또한, 상기 (a) 내지 (d) 단계는 상기 고압용기의 충전 이전, 이후 중 적어도 어느 하나 이상의 시점에서 실시되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템 고압용기 압력센서 고장 진단 방법을 포함한다.
또한, 상기 충전라인은 일지점에 형성된 리셉터클 및 노즐을 더 포함하고, 상기 리셉터클과 상기 노즐의 체결 또는 분리에 의해 상기 고압용기와 상기 충전소 사이에서 상기 충전라인이 연결 또는 단절되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템 고압용기 압력센서 고장 진단 방법을 포함한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
본 발명에 따르면, 추가적인 부품 없이도 연료전지 시스템 고압용기 압력센서의 고장 진단을 할 수 있다. 따라서, 고장 진단을 위한 비용이 절감될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 고압용기 압력센서의 고장에 불구하고, 고압용기에 적정한 수준의 수소를 연료로써 충전할 수 있다. 즉, 고압용기 내부로 충전되는 수소의 압력이 감소하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 연비 저하 및 실 주행거리가 저감되는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 고압용기 압력센서가 이상 작동하는 경우, 비통신 모드로 전환하여 수소를 충전할 수 있다. 따라서, 차량의 상태와 무관하게 고압용기로 안전하게 수소를 충전할 수 있다. 그 결과 연료전지 시스템 전체의 안정성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고압용기, 충전라인, 충전 노즐, 리셉터클 및 배기라인을 포함하는 충전소의 연결관계를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시에에 따른 충전소 압력센서 및 고압용기 압력센서의 고장 진단을 위한 단계를 도시한 순서도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
차량에 탑재되는 연료 전지 시스템은 크게 전기 에너지를 발생시키는 연료 전지 스택, 연료 전지 스택에 연료(수소)를 공급하는 연료 공급 장치, 연료 전지 스택에 전기화학 반응에 필요한 산화제인 공기 중 산소를 공급하는 공기 공급 장치, 연료 전지 스택의 반응열을 시스템 외부로 제거하고 연료 전지 스택의 운전 온도를 제어하는 냉각 시스템과 연료전지 시스템에 구비되는 복수개의 밸브의 개방/폐쇄를 조절할 수 있는 제어부등을 포함하여 구성될 수 있다.
연료 전지 시스템의 연료 공급 장치 중, 가스(수소)를 충전 및 저장, 공급하는 부분의 구성에 대하여 상세히 살펴보면, 연료 공급계에는 가스를 충전하기 위한 충전소와 충전된 가스를 저장, 보관하였다가 스택으로 가스를 공급하기 위한 고압용기가 구비될 수 있다.
바람직한 일 실시예에 따르면, 고압용기의 일단부에 솔레노이드 밸브가 구비될 수 있다. 해당 솔레노이드 밸브의 제어에 의해 고압용기 내부로 가스가 유입되거나, 고압용기 내부로부터 가스가 배출될 수 있다. 즉, 솔레노이드 밸브는 고압용기와 고압용기와 연결되는 외부의 가스 라인 사이에서 고압용기로의 가스 유동을 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전소, 고압용기, 충전소와 고압용기를 연결하는 충전라인 및 충전라인 상에 구비될 수 있는 복수개의 압력센서의 구성 및 구성 간의 연결 관계를 도시한 도면이다.
도 1을 참고하면, 충전소는 외부 즉, 대기와 연결되는 배기라인을 포함할 수 있다. 배기라인은 그 일측이 충전소에 구비되는 고압 라인의 일 지점과 연결될 수 있으며, 타측은 외부, 즉 대기 중으로 연결될 수 있다. 따라서, 배기라인은 외기압 또는 대기압과 동일한 압력 상태를 형성할 수 있다. 그러므로 충전소에서 고압용기로 가스를 충전할 때 형성된 충전소의 고압 상태는 배기라인을 개방함에 따라 해소될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 고압용기와 충전소 사이에 고압용기와 충전소를 연결하는 충전라인이 구비될 수 있다. 따라서, 충전소로부터 충전라인을 통해 가스, 바람직하게는 수소가 고압용기로 이동하여 고압용기 내부로 충전될 수 있다. 이러한 충전이 이루어지는 원리는 차압에 의한 충전으로써, 충전소로부터 충전라인을 통해 고압용기 측으로 인가되는 충전 가스의 압력이 고압용기 내부의 압력보다 고압으로 인가되어 고압용기 내부로 가스가 충전될 수 있다.
또한, 충전라인을 상세하게 살펴보면, 충전소로부터 연장되는 충전라인의 일측에 충전 노즐이 형성될 수 있다. 이에 대응하여 고압용기로부터 연장되는 충전라인의 일측에는 리셉터클이 형성될 수 있다. 즉, 충전소와 고압용기 사이를 연결하는 충전라인에는 충전 노즐과 그에 대응되는 리셉터클이 일 지점에 형성될 수 있다. 따라서, 충전 노즐이 리셉터클과 체결되는 경우, 고압용기와 충전소 사이의 충전라인이 연결될 수 있으며, 충전 노즐과 리셉터클이 분리되는 경우, 고압용기와 충전소 사이의 충전라인은 단절, 분리된 상태를 유지할 수 있다.
한편, 고압용기로부터 연장될 수 있는 충전라인의 일 지점에는 고압용기 및 고압용기와 리셉터클 사이의 충전라인 압력을 측정하기 위한 고압용기 압력센서가 구비될 수 있다. 나아가, 충전소로부터 연장되는 충전라인의 일 지점에는 충전소와 충전 노즐 사이의 충전라인 압력을 측정하기 위한 충전소 압력센서가 구비될 수 있다. 따라서, 리셉터클과 고압용기, 상세하게는 리셉터클과 고압용기의 솔레노이드 밸브 사이의 충전라인 압력은 고압용기 압력센서에 의해 측정될 수 있다. 또한, 충전 노즐과 충전소 사이의 충전라인의 압력은 충전소 압력센서에 의해 측정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 1에 도시된 것과 같이, 고압용기와 리셉터클 사이의 충전라인의 압력은 0(bar) 내지 875(bar) 사이의 값을 유지할 수 있다. 나아가, 고압용기와 리셉터클 사이의 충전라인에 대한 차압 충전이 가능해야하므로, 충전 노즐과 충전소 사이의 충전라인 압력 역시, 적어도 0(bar) 내지 875(bar) 이상의 압력 수준을 유지할 수 있어야 한다.
이하에서는 도 2를 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 시스템의 고압센서 고장 진단 방법에 대하여 상세하게 기술하도록 한다.
본 발명의 고압센서 고장 진단 방법에 따르면, 우선 충전소에 구비될 수 있는 배기라인을 개방하는 단계(S100)를 포함할 수 있다. 즉, 충전소 및 충전소로부터 연장되는 충전라인의 압력을 대기압과 같아지도록 조절할 수 있다. 배기라인이 개방됨에 따라, 충전소와 충전 노즐 사이의 충전라인의 압력이 대기압과 동일해 질 수 있다.
배기라인이 개방된 시점에서 충전소 압력센서가 정상이라면, 대기압과 같은 수치를 나타내야하므로, 해당 시점에서 충전소 압력센서가 나타내는 수치 값에 기반하여 충전소 압력센서의 정상 작동 여부를 판단할 수 있다. 상세하게는 배기라인을 개방한 상태에서 충전소 압력센서의 값이 미리 설정된 소정의 값 범위 이내의 수치를 나타내는 경우, 정상 작동하는 것으로 판단할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 미리 설정된 소정의 값은 약 50(bar), 5(Mpa)의 값을 가질 수 있다. 바람직하게는 충전소 압력센서는 대기압과 동일한 압력으로써, 0(Bar)값을 출력할 수 있다.
반면, 배기라인이 개방된 상태에서 충전소 압력센서가 미리 설정된 소정의 값의 범위를 초과하는 수치를 나타내는 경우, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 충전소 압력센서가 정상적으로 작동하지 않는 이상 상태인 것으로 판단하는 단계(S200)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 후속 조치로서, 차량에 탑재된 디스플레이에 시각적으로 정보를 제공하거나, 경고음 등을 발생시켜 차량 운전자에게 충전소 압력센서의 고장 발생 정보를 제공할 수 있다.
이와 달리, 상기 단계에서 충전소 압력센서가 정상인 것으로 판단된 경우, 즉 배기라인을 개방한 상태에서 충전소 압력센서의 값이 미리 설정된 소정의 값 범위 이내를 유지하는 경우, 충전소 압력센서는 정상적으로 작동하는 것으로 판단할 수 있다. 충전소 압력센서가 정상적으로 작동하는 경우, 개방된 상태인 배기라인을 닫을 수 있으며, 후속 과정으로서 수소 충전 프로세스가 진행될 수 있다.
충전소 압력센서가 정상이라고 판단된 후, 충전소에서 고압용기에 대하여 충전을 시작하는 과정으로써, 충전 노즐과 리셉터클이 체결될 수 있다. 상세하게는 차량 조작자에 의해 충전소의 충전 노즐이 차량, 상세하게는 차량의 일측에 형성된 리셉터클에 체결될 수 있다.
충전 노즐이 리셉터클과 체결되는 경우, 충전라인을 통해 충전소로부터 충전라인에 대하여 충전 압력을 인가한 후 홀딩하는 시간이 존재할 수 있다. 바람직하게는 홀딩하는 시간은 수초 이내로 설정할 수 있으며, 그 시간은 시스템 설계에 의해 가변적으로 조절될 수 있다. 이러한 홀딩 시간은 충전라인의 리크 발생 여부를 점검하고, 고압용기 압력센서의 정상 작동 여부 판단을 위하여 필요할 수 있다. 즉, 충전 압력을 인가 후 일정 시간 홀딩하는 동안, 고압용기 압력센서가 정상 상태에 있는지 여부와 충전라인의 일지점에서 리크가 발생하고 있는지 여부를 판단할 수 있다.
우선, 고압용기 압력센서가 정상 상태에 있는지 여부를 판단하기 위하여, 리크를 점검하기 위해 홀딩하는 시간동안, 충전소 압력센서과 고압용기 압력센서 값을 비교할 수 있다. 충전 노즐과 리셉터클이 체결된 상태에서는 충전라인이 하나의 라인을 형성할 수 있으므로, 충전라인 전체에 걸쳐 동압이 형성될 수 있다. 나아가, 이전 단계에서 대기압과의 비교를 통해 충전소 압력센서가 이상이 없음을 확인하였으므로, 홀딩 시 충전소 압력센서와 고압용기 압력센서의 값을 비교함으로써 고압용기 압력센서의 이상 발생 여부, 나아가, 충전라인의 리크 발생 여부를 판단할 수 있다.
상세하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 고압센서(압력센서) 고장 진단 방법은 홀딩 시 충전소 압력센서과 고압용기 압력센서의 값을 비교하여 양 압력센서의 값이 미리 설정된 소정의 값 이상으로 차이나는 경우, 고압용기 압력센서에 이상이 발생한 것으로 판단하는 단계(S400)를 포함할 수 있다. 바람직하게는 충전소 압력센서와 고압용기 압력센서의 값이 5(Mpa) 또는 50(bar) 이하로 차이나는 경우, 고압용기 압력센서가 정상인 것으로 판단할 수 있으며, 양 센서 값의 차이가 5(Mpa) 또는 50(bar)를 초과하는 경우, 고압용기 압력센서에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 충전소 압력센서가 정상인 경우, 대기압과의 비교에서 0(bar) 수준의 값을 출력할 것이므로, 고압용기 압력센서에 이상이 발생하는 경우, 대체로 고압용기 압력센서가 충전소 압력센서보다 더 높은 값을 출력할 수 있다.
또한, 고압용기 압력센서와 충전소 압력센서가 미리 설정된 소정의 값 이하, 바람직하게는 5(Mpa) 이하의 차이가 존재하였다면, 이후 시간에 따라 양 센서 값이 변화하는 정도, 또는 추이에 기반하여 충전라인의 리크 발생 여부를 판단할 수 있다. 즉, 충전라인의 일 지점에 리크가 발생하는 경우, 리크가 발생한 지점을 통하여 충전라인의 고압이 외부로 배기되며, 이는 리크 발생 지점 인근의 압력센서 값을 떨어뜨릴 수 있다. 이에 따라, 고압용기 압력센서와 충전소 압력센서가 정상이라는 전제하에 양 센서 중 적어도 하나 이상의 센서가 시간에 따라 압력이 급격히 변화(바람직하게는 감소)하는 경우에는 충전라인에 리크가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
만일 충전라인에 리크가 발생한 것으로 판단되는 경우, 충전소 압력센서의 고장 판단 경우와 마찬가지로 후속 조치로서, 차량에 탑재된 디스플레이에 시각적으로 정보를 제공하거나, 경고음 등을 발생시켜 차량 운전자에게 충전라인의 리크 발생 정보를 제공할 수 있다.
한편, 상기 S400 단계에서, 고압용기 압력센서가 정상이라고 판단된 경우, 후속 프로세스로서 가스, 수소의 충전이 정상적으로 이루어질 수 있다. 반면, 상기 S400 단계에 의해 고압용기 압력센서가 이상 상태라고 판단된 경우, 충전소로부터의 충전 모드가 비통신 모드로 전환될 수 있다.
본 발명에서 충전 모드가 비통신 모드라는 것은 통신 모드의 반대 의미로 사용될 수 있다. 충전 모드 중 통신 모드는 고압용기의 압력 값, 압력 변화 값 및/또는 온도를 제어 변수로 하여 충전을 수행하는 모드를 의미할 수 있다. 바람직하게는 고압용기의 온도가 섭씨 85도(85℃)를 초과하지 않도록 제어하면서 고속 및 고압으로 가스를 주입하는 충전을 수행할 수 있는 모드를 의미한다.
즉, 통신 모드는 충전소에서 고압용기의 여러 정보를 실시간으로 수신하여 수신된 정보에 기반하여 충전 속도 및 유량을 제어할 수 있는 모드를 의미할 수 있다. 반면, 충전 모드 중 비통신 모드는 고압용기로부터 실시간으로 정보를 수신할 수 없거나 수신한 정보의 신뢰성을 의심해야하는 경우, 안전을 위하여 충전소에서 임의로 충전 속도 및 유량을 제어할 수 있는 모드를 의미한다.
따라서, 본 발명에서 충전 모드가 비통신 모드로 전환되면 충전소로부터 고압용기로 충전되는 가스의 속도(유속)가 감속되며, 미리 설정된 목표 압력(엔드 타켓, end target)에 이르도록 일정 유량으로 고압용기에 대하여 가스를 공급, 충전할 수 있다. 비통신 모드로 충전함에 따라, 차량의 압력 상태, 바람직하게는 고압용기의 압력 상태와 무관하게 안전한 충전이 가능 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 비통신 모드로 전환되는 것과는 독립적인 단계로서, 정상 상태의 충전소 압력센서와 이상 상태의 고압용기 압력센서 값의 차이 값만큼을 오프셋(Off-set)으로 설정할 수 있다.
나아가, 오프셋 값만큼 충전소에서 고압용기의 최종 충전 압력으로 설정한 값을 보정할 수 있다. 전술한대로, 고압용기 압력센서가 이상이 발생하는 경우, 고압용기 압력센서는 정상 상태의 충전소 압력센서보다 높은 값을 출력할 수 있으므로, 해당 출력 값을 반영하여, 고압용기의 최종 충전 목표 수치를 재설정, 보정할 수 있다.
다시 말하자면, 비통신 모드로 전환되어 수소가 느린 유속으로 고압용기로 충전되는 경우, 오프셋 값을 고압용기와 고압용기 압력센서에 반영하여 고압용기의 최종 충전 타켓 압력을 설정할 수 있다. 따라서, 오프셋 값이 반영되면, 실제로 고압용기 내부로 충전된 수소의 압력이 고압용기의 적절한 최종 충전 압력 범위 이내가 될 수 있다. 즉, 오프셋 값을 고압용기 압력센서에 반영하여 보정함에 따라 고압용기에 충전되는 수소 압력의 과/부족이 발생하지 않을 수 있으며, 적정한 수소 압력은 결국 수소의 양과 연결되므로, 수소 충전량이 줄어들어 차량의 주행거리가 줄어드는 등의 문제점을 방지할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 고압센서(충전소 압력센서 및 고압용기 압력센서)의 고장 진단의 정확성을 높이기 위해, 충전이 종료된 이후, 일정시간 동안 충전소 압력센서와 고압용기 압력센서의 값을 한 번 더 비교할 수 있다. 즉, 충전이 완료된 이후, 충전 노즐과 리셉터클이 분리되기 이전에, 하나로 연결된 충전라인은 동압 상태를 유지하고 있어야 하므로, 이 시점에서 충전소 압력센서와 고압용기 압력센서 값을 다시금 비교하여, 고압용기 압력센서의 정상 작동 여부를 재점검 할 수 있다. 나아가, 본 발명의 또 다른 일 실시예에서는 충전소 압력센서와 고압용기 압력센서의 값을 충전 완료 이후에만 비교할 수 있다. 다시 말하자면, 본 발명에 따른 고압센서 고장 진단 방법은 충전 시작 시점 이전, 충전 완료 시점 이후의 일정 시간에 실시할 수 있으며, 적어도 하나 이상의 시점에서 실시할 수 있다.
정리하자면, 본 발명의 핵심 사상은 먼저 충전소 압력센서와 대기압을 비교함으로써, 충전소 압력센서의 고장 여부를 판단하고, 정상으로 판단된 충전소 압력센서와 고압용기 압력센서를 비교함으로써, 고압용기 압력센서의 고장 여부를 판단할 수 있다는 것이 특징이다. 즉, 종래에는 복수개의 센서 중 어느 센서가 이상 값을 출력하는지 별도의 검사가 필요하였으나 본 발명에서는 하나의 로직에서 어떠한 센서가 이상이 있는 것인지를 바로 판단할 수 있다는 것이 본 발명의 특징임에 유의하여야 한다. 나아가, 본 발명에 의한 고장 진단 단계는 별도의 추가 장치 없이 실시될 수 있다는 점에서 효율적인 고장 진단 방법일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명, 기술하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경하여 실시할 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
나아가, 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하고 있다. 그리고 상기에서 사용된 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니며 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (7)

  1. 고압용기, 외부로 연결되는 배기라인을 포함하는 충전소 및 상기 고압용기와 상기 충전소 사이를 연결하는 충전라인을 포함하는 연료전지 시스템에 있어서,
    상기 충전라인은 상기 충전라인의 일단에 구비되는 고압용기 압력센서 및 상기 충전라인의 타단에 구비되는 충전소 압력센서를 포함하며, 상기 연료전지 시스템은
    (a) 상기 배기라인을 개방하는 단계;
    (b) 상기 충전소 압력센서 값을 측정하여 소정의 값과 비교하는 단계; 및
    (c) 상기 배기라인을 닫는 단계; 및
    (d) 상기 충전소 압력센서 값과 상기 고압용기 압력센서의 값을 비교하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템 고압용기 압력센서 고장 진단 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (b)단계에서 측정한 상기 충전소 압력센서 값이 상기 소정의 값을 초과하는 경우, 상기 충전소 압력센서에 이상이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템 고압용기 압력센서 고장 진단 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (d)단계에서 측정한 상기 충전소 압력센서 값과 상기 고압용기 압력센서 값의 차이가 소정의 값 이상으로 차이나는 경우, 상기 고압용기 압력센서에 이상이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템 고압용기 압력센서 고장 진단 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 (d)단계에서 측정한 상기 충전소 압력센서 값과 상기 고압용기 압력센서 값의 차이가 소정의 값 이상으로 차이나는 경우,
    (e) 상기 충전소의 충전 모드를 비통신 모드로 전환하는 단계; 및
    (f) 상기 충전소로부터 상기 고압용기로 충전되는 수소의 유속이 느려지는 단계;
    를 더 포함하는 연료전지 시스템 고압용기 압력센서 고장 진단 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 (d)단계에서 측정한 상기 충전소 압력센서 값과 상기 고압용기 압력센서 값의 차이가 소정의 값 이상인 경우,
    (g) 상기 고압용기 압력센서에서 출력하는 압력 값을 상기 차이만큼 보정하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템 고압용기 압력센서 고장 진단 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 (d) 단계는 상기 고압용기의 충전 이전, 이후 중 적어도 어느 하나 이상의 시점에서 실시되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템 고압용기 압력센서 고장 진단 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 충전라인은 일지점에 형성된 리셉터클 및 노즐을 더 포함하고, 상기 리셉터클과 상기 노즐의 체결 또는 분리에 의해 상기 고압용기와 상기 충전소 사이에서 상기 충전라인이 연결 또는 단절되는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템 고압용기 압력센서 고장 진단 방법.


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