KR20210066059A - 고중량물 운반기계용 하이브리드 파워팩 - Google Patents

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신인승
권경업
박정원
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Abstract

고중량물 운반기계용 하이브리드 파워팩을 개시한다. 실시예에 따른 고중량물 운반기계용 하이브리드 파워팩은 연료전지 이용률 및 배터리 제어를 통해 양방향 컨버터를 구동시키는 PMS(Power Management System) 시스템; 을 포함하고, PMS 시스템;은 해당 제어신호에 의하여 연료를 소모하고 소정 용량의 직류 전기를 발전하여 출력하는 연료전지; 연료전지의 직류 전기로 전압을 승압하거나 강압하여 출력하는 컨버터; 연료전지의 직류 전기를 해당 제어신호에 의하여 공급받아 충전되 거나 충전기에 의해 충전되고, 충전된 직류 전기를 방전으로 출력하는 이차전지; 를 포함한다.

Description

고중량물 운반기계용 하이브리드 파워팩{HYBRID POWER PACKS FOR HEAVY LOAD CARRIERS}
본 개시는 하이브리드 파워팩에 관한 것으로 구체적으로 배터리 연료전지 연계형 프로터 파워팩 개발을 위한 고중량 운반 기계용 하이브리드 파워팩에 관한 것이다.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.
파워팩(power pack)은 엔진과 클러치, 변속기, 감속기, 차동기 등의 주변기기가 한 묶음으로 된 장치로서, 전차, 자주포, 다목적 전술 차량 등의 동력 장치로 사용된다. 또한, 연료전지는 일종의 발전장치로서 기본적인 원리는 화학전지와 같이 산화·환원반응을 이용한 것이나, 구체적인 구성은 화학전지와 달리 반응물이 외부 에서 계속적으로 공급되는 것으로서 일반적인 연료전지에서는 수소를 공급하는 수소공급원을 구비하고 외부 공기로부터 산소를 공급받아 양극과 음극에서 각각 발생 하는 산화·환원 반응을 통하여 전기에너지를 발생시킨다.
이와 같은 연료전지를 이용한 연료전지 차량은 기존의 휘발유 등의 석유 자원을 사용하지 않고도 차량운행을 가능토록 하는바 고갈되어가는 석유 등의 화석연료의 대체자원으로서 각광받고 있으며, 환경오염의 주범인 화석원료를 대체 할 수 있는 점에서 저공해성 차량으로 주목 받고 있다. 또한, 발전 장치의 규모가 크지 않아도 되기 때문에 소규모로 여러 곳에 설치해서 송전 비용도 줄일 수 있다. 뿐만 아니라 사용 원료가 고갈될 염려도 없고, 전기를 생산한 후 발생하는 물질이 물뿐이므로 공해도 전혀 일으키지 않는다. 이렇게 장점이 많기 때문에 연료 전지는 초기에 자동차나 인공위성 등 이동용 장치의 독립 전원으로 개발되기 시작하였으며, 최근에는 대체 에너지원으로 사용하기 위한 대형 시스템이 개발되고 있다. 하지만, 대형시스템이나 고중량물에 에너지를 공급하기에는 에너지 효율과 연결 측면에서 해결 해야 할 문제들이 있다.
1. 공개특허공보 제10-2019-0060418호 (2019.06.03) 2. 등록특허공보 제10-2038201호 (2019.10.23)
실시예에 따른 고중량물 운반기계용 하이브리드 파워팩은 배터리 연료전지
연계형 프로토 파워팩 개발을 위한 구성품 및 제어기기, 제어프로그램을 설계한다. 이를 위해 리튬이온배터리와 연료전지의 양방향 컨버터에 대한 설계 및 프로토 타입을 제작, 평가 및 검증을 실시한다. 또한, 양방향 컨버터 또한 프로토 타입으로 제작하고 성능 평가를 실시하고, 최적화된 저압손 고효율 스택 개발을 위해 단위전지 설계 및 개발(제작/평가), 분리판 제조 기술 최적화 등을 수행한다.
실시예에 따른 고중량물 운반기계용 하이브리드 파워팩은 고중량물 운반기계용 하이브리드 파워팩은 연료전지 이용률 및 배터리 제어를 통해 양방향 컨버터를 구동시키는 PMS(Power Management System) 시스템; 을 포함하고, PMS 시스템; 은 해당 제어신호에 의하여 연료를 소모하고 소정 용량의 직류 전기를 발전하여 출력하는 연료전지; 연료전지의 직류 전기로 전압을 승압하거나 강압하여 출력하는 컨버터; 연료전지의 직류 전기를 해당 제어신호에 의하여 공급받아 충전되 거나 충전기에 의해 충전되고, 충전된 직류 전기를 방전으로 출력하는 이차전지; 를 포함한다.
이상에서와 같은 고중량물 운반기계용 하이브리드 파워팩은, 연료전지와 이차전지를 사용하되 연료전지를 소형으로 구성하고 이차전지는 일정 조건에서만 전기를 공급하게 함으로써 이차전지의 배터리 용량을 최소로 설계한다. 이를 통해, 배터리 전체 용량의 증가시켜 실시예에 따른 하이브리드 파워팩을 고중량물 운반기계에 이용할 수 있도록 한다.
또한, 실시예에 따른 고중량물 운반기계용 하이브리드 파워팩은 부품 별 용량의 증가, 암페어 증가 정도와 센서를 이용하여 연료전지의 단점인 부하변동에 따른 연료전지의 느린 출력특성을 이차 전지에서 보상할 수 있으므로, 연료전지 스택의 성능을 보장할 수 있고, 연료전지 스택을 주 전원으로 사용함으로써 하이브리드 파워팩에 의해 구동하는 부하부의 작동시간을 연장시킨다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 실시예에 따른 고중량물 운반기계용 하이브리드 파워팩 구성을 나타낸 도면
도 2는 실시예에 따른 고중량물 운반기계용 하이브리드 파워팩의 회로도
도 3은 실시예에 따른 PMS의 전동기기 구동모듈에서 연료전지 이용률 및 배터리 SOC 제어를 위한 양방향 컨버터 제어 흐름을 나타낸 흐름도
도 4는 실시예에 따른 고중량물 하이브리드 파워팩의 연료전지 운용 알고리즘
도 5는 실시예에 따른 소형 운반기계용 하이브리드 파워팩의 이차전지 운용 알고리즘
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 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.
도 1은 실시예에 따른 고중량물 운반기계용 하이브리드 파워팩 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 운반기계용 하이브리드 파워팩은 연료전지 이용률 및 배터리 제어를 통해 양방향 컨버터를 구동시키는 PMS(Power Management System) 시스템을 포함하교, 실시예에 따른 PMS는 연료전지(110), DC-DC 컨버터(120), 배터리 팩(130), 양방향 컨버터(140) 및 전도기기 구동모듈(150)을 포함하여 구성된다. 본 명세서에서 사용되는 '모듈' 이라는 용어는 용어가 사용된 문맥에 따라서, 소프트웨어, 하드웨어 또는 그 조합을 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 예를 들어, 소프트웨어는 기계어, 펌웨어(firmware), 임베디드코드(embedded code), 및 애플리케이션 소프트웨어일 수 있다. 또 다른 예로, 하드웨어는 회로, 프로세서, 컴퓨터, 집적 회로, 집적 회로 코어, 센서, 멤스(MEMS; Micro-Electro-Mechanical System), 수동 디바이스, 또는 그 조합일 수 있다.
연료전지(110)는 해당 제어신호에 의하여 연료를 소모하고 소정 용량의 직류 전기를 발전하여 출력한다.
DC-DC 컨버터(120)는 연료전지의 직류 전기로 전압을 승압하거나 강압하여 출력한다.
배터리 팩(130)는 연료전지(100)의 직류 전기를 해당 제어신호에 의하여 공급받아 충전되 거나 충전기(350)에 의해 충전되고, 충전된 직류 전기를 방전으로 출력한다.
양방향 컨버터(140)는 전력의 양방향 전달이 용이하도록 MOSFET 또는 역 병렬 다이오드와 결합된 Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) 그리고 필터 소자 등으로 구성된다. 양방향 dc-dc 컨버터(140)가 BESS용 PCS에 적용될 때에는 승압, 강압 제어로 배터리 충방전기의 역할을 수행한다. 양방향 dc-dc 컨버터(140)는 크게 절연형 컨버터와 비절연형 컨버터로 분류할 수 있다. 절연형 컨버터에는 DAB(Dual Active Bridge)컨버터, DHB(Dual half converter)및 플라이백 컨버터 등이 있다.
전동기기 구동모듈(150)은 연료전지 시스템의 정상 여부, 연료전지(100)의 수동모드 여부, 연료전지 (100)의 기본모드 여부, 및 연료전지(100)의 저전압모드 여부에 따라 연료전지(100)의 출력을 제어하고, 상기 컨버터(200)의 모드를 제어하며, 상기 이차전지 (300)의 정상 여부, 이차전지(300)의 저전압 여부, 충전기 사용 여부에 따라 상기 이차전지(300)의 출력을 제어하는 제어기(400); 및 연료전지(100) 및/또는 상기 이차전지(300)의 전원을 소모하는 부하부; 를 더 포함한다.
또한, 실시예에 따른 전동기기 구동모듈(150)은 배터리 용량의 증가, 부품 별 용량의 증가, 암페어 증가 정도를 산출하고, 센서를 통해 입출력 전력량을 감지하여 컨버터의 동작을 추가적으로 제어한다.
또한, 실시예에 따른 전동기기 구동모듈(150)은 고중량물 운반기계 및 전동기기 적용을 위한 파워팩 설계 최적화를 위해, 고중량물 운반기계 및 전동기의 동력 요구 패턴을 분석하여, 분석된 동력요구 패턴 특성을 적용한 파워팩 운전모드를 제공한다. 또한, 연료전지 부하 별 운전 로직, 동력 특성 별 파워팩 운전 패턴 및 스택 냉각을 위한 운전 조건에 따른 열 가동 특성을 평가하고, 하이브리드 제어기기 최적화를 위해 배터리 및 연료 전지 제어기의 전력을 설계하고, 상기 연료전지에서의 수소 소모와 전력 소모를 최소화 할 수 있도록 한다.
도 2는 실시예에 따른 고중량물 운반기계용 하이브리드 파워팩의 회로도이다.
도2를 참조하면, 실시예에 따른 고중량물 하이브리드 파워팩은, 연료전지(100), 컨버터(200), 이차전지(300), 제어기 (400) 및 부하부(500)를 포함한다.
실시예에 따른 고중량물 하이브리드 파워팩은 이차전지 상태와 연료전지 상태를 수시로 점검하며 부하의 변화에 따른 이차전지 상태와 연료전지 발전을 통해 부하에 대응하고 이차전지를 충전하는 시스템으로 구성되어 있다.
연료전지(100)는 해당 제어신호에 의하여 연료를 소모하고 소정 용 량의 직류 전기를 발전하여 출력한다. 연료전지(100)는 연료로서 수소를 사용하고 산소와 화학반응을 시켜 직접 전기를 생산하는 수소연료전지일 수 있다. 컨버터(200)는 연료전지(100)의 직류 전기로 전압을 승압하거나 강압하여 출력한다. 컨버터(200)는 단방향 DC-DC컨버터와 양방향 DC-DC컨버터를 모 두 포함하여 이루어질 수 있다. 또한, 양방향 DC-DC컨버터(220)는 3상의 양방향 DC-DC컨버터로 이루어질 수 있다. 이는 3상의 양방향 DC-DC컨버터로 구성하면 기존의 단상 컨버터에 비해 인터리빙 효과의 증대로 인한 입출력 및 필터 사이즈 감소와 변압기의 이용률 증가로 인한 정격출력의 감소가 가능하기 때문이다.
한편, 상기 컨버터(200)는 연료전지(100)에서 출력되는 전기를 이용 하여 부하부(500)를 작동시키는 제1모드, 연료전지(100)에서 출력되는 전기를 이용 하여 부하부(500)를 작동시키고 또한 이차전지(300)를 충전시키는 제2모드, 연료전지(100)에서 출력되는 전기를 이용하여 이차전지(300)를 충전시키는 제3모드, 이차 전지(300)에서 출력되는 전기를 이용하여 부하부(500)를 작동시키는 제4모드, 및 연료전지(100)에서 출력되는 전기와 이차전지(300)에서 출력되는 전기를 이용하여 부하부(500)를 작동시키는 제5모드로 이루어져 제어된다. 연료전지(100)에서 출력되는 전기는 단방향 DC-DC컨버터를 거 치고, 상기 이차전지(300)에서 출력되는 전기는 양방향 DC-DC컨버터를 거치도록 구성될 수 있다. 이차전지(300)는 연료전지(100)의 직류 전기를 해당 제어신호에 의 하여 공급받아 충전되거나 충전기(350)에 의해 충전되고, 충전된 직류 전기를 방전으로 출력한다. 이차전지(300)는 소형화가 가능한 리튬 이온 전지로 이루어질 수 있다. 또한, 이차전지(300)는 용량이 큰 고전압용을 이용하거나 작은 저전압용을 이용할 수 있다. 저전압용의 이차전지를 사용하는 경우에는 초기 기동 시 양방향 DCDC 컨버터의 승압 동작으로 이차전지를 방전하여 연료전지의 기동에 필요한 주변장치에 전원을 공급하고, 연료전지가 동작하는 주행 시나 회생 동작 시에는 양방향 DCDC 컨버터의 강압 동작으로 이차전지를 충전하게 된다.
실시예에 따르면, 소형 운반기계의 이차전지(300) 충전상태가 기준 값 이하로 내려가면 연료전지(100)가 작동을 시작하여 이차전지를 충전시킨다.
이와 같은 연료전지(100)의 작동은 이차전지(300)의 충전상태를 모니터 하는 전압/전류 센서가 보낸 신호에 따라 시작되거나 정지되며, 전압/전류 센 서의 감지신호로부터 이차전지(300)의 충전상태가 미리 정해진 기준 값 이하인 경우, 이차전지(300)가 충전되도록 연료전지(100)의 동작을 제어할 수 있다.
제어기(400)는 연료전지 시스템의 정상 여부, 연료전지의 수동모드 여부, 연료전지의 기본모드 여부, 및 연료전지의 저전압모드 여부에 따라 연료전지 의 출력을 제어하고, 컨버터(200)를 제1모드 내지 제5모드 중의 어느 하나로 제어 하며, 이차전지의 정상 여부, 이차전지의 저전압 여부, 및 충전기 사용 여부에 따 라 이차전지(300)의 출력을 제어하는데, 이에 대해서는 후술한다.
또한, 제어기(400)는 연료전지의 전압/전류 측정값과 이차전지의 전 압/전류 측정값에 따라 연료전지 출력 릴레이(110)와 DC-DC 출력 릴레이(210)를 제어하게 된다. 부하부(500)는 전원을 소모하는 부하(load)이며 소형 운반기계의 구 동부 등이 포함될 수 있다.
도 3은 실시예에 따른 PMS의 전동기기 구동모듈에서 연료전지 이용률 및 배터리 SOC 제어를 위한 양방향 컨버터 제어 흐름을 나타낸 흐름도이다.
도 3을 참조하면, S10 단계에서는 전동기기 구동모듈에서 이용 가능한 전력(Pa), 연료전지 전력(Pf) 및 로드 전력(PL) 및 충전상태(SOC)를 입력한다.
S12 단계에서는 전동기기 구동모듈에서 로드 전력(PL)이 연료전지 전력(Pf) 값 이하인지 판단하고, 로드 전력(PL)이 연료전지 전력(Pf) 값을 초과하는 경우, S14 단계로 진입한다. 만일, 로드 전력(PL)이 연료전지 전력(Pf) 값 이하인 경우, S34 단계로 진입한다. S14 단계에서는 충전상태(SOC)가 제1설정값(예컨대, 0.2)이상인지 파악한다. 충전상태가 기설정값 이상인 경우, S16 단계로 진입하여 로드 전력(PL)과 이용 가능한 전력(Pa)을 비교하고, 충전상태가 기설정값 미만인 경우, S22 단계로 진입하여, 명령 가능한 양방향 컨버터의 전력(P*b)을 제로 값으로 설정한다. S28 단계에서는 명령 가능한 연료 전지의 이용가능 전력(P*a)를 이용 가능한 전력 최대값(Pa(max))로 설정하고, S32 단계로 진입한다.
S16 단계에서 로드 전력(PL)과 이용 가능한 전력(Pa)을 비교하여 로드전력이 이용 가능한 전력 이상인 경우, S18 단계에서는 명령 가능한 양방향 컨버터의 전력(P*b)을 로드 전력(PL)과 연료전지 전력(Pf)을 곱한 값으로 설정한다.
로드전력이 이용 가능한 전력 미만인 경우, S20 단계에서 명령 가능한 양방향 컨버터의 전력(P*b)값을 0으로 설정한다. 이후 S26 단계에서는 단계에서는 명령 가능한 연료 전지의 이용가능 전력(P*a)값을 연료전지 전력 값(Pf)을 0.8로 나눈 값으로 설정한 후 S32 단계로 진입한다.
S24 단계에서는 가능한 연료 전지의 이용가능 전력(P*a)값을 로드 전력(PL)을 0.8로 나눈 값으로 설정한 후 S30 단계로 진입한다.
S12 단계에서는 전동기기 구동모듈에서 로드 전력(PL)이 연료전지 전력(Pf) 값을 초과하는 경우, S34 단계로 진입하여 충전상태가 제 2설정값(예컨대, 0.97) 이하인지 파악한다.
제2설정값 이하인 경우, S36 단계로 진입하여 충전상태가 제3설정값 (예컨대, 0.85) 미만인지 파악한다. 제3설정값미만인 경우, S40 단계로 진입하여 명령 가능한 양방향 컨버터의 전력(P*b)을 이용 가능한 전력값(Pa)과 로드 된 전력값(PL)을 곱한 수치로 설정한다. 이후 S46 단계로 진입하여 명령 가능한 연료 전지의 이용가능 전력(P*a)값을 이용가능 전력 값의 최대 수치로 설정한다.
S34 단계에서 충전상태가 제 2설정값 (예컨대, 0.97)을 초과하는 경우, S38 단계로 진입하여 명령 가능한 양방향 컨버터의 전력(P*b)값을 0으로 설정한다. 이후, S44 단계에서는 명령 가능한 이용가능 전력값(P*a)을 연료전지 전력값을 0.8로 나눈 값으로 설정한 후 종료한다.
S36 단계에서 충전상태가 제3설정값(예컨대, 0.85)를 초과하는 경우, S42 단계로 진입하여 명령 가능한 양방향 컨버터의 전력(P*b)값을 200와트로 설정하고, S48 단계에서는 명령 가능한 양방향 컨버터의 전력(P*b)값을 수학식 1에따라 설정한다.
수학식 1: P*a=(PL+P*b)/0.8
(P*a: 명령 가능한 연료 전지의 이용가능 전력, PL: 로드 된 전력값, P*b: 명령 가능한 양방향 컨버터의 전력)
도 4는 실시예에 따른 고중량물 하이브리드 파워팩의 연료전지 운용 알고리즘이다.
연료전지(100)의 출력 제어는 다음과 같은 순서로 이루어진다.
S101 단계에서 연료전지 시스템이 정상인지 여부를 판단하여 정상인 경우 다음 단 계로 진행하고, 정상이 아닌 경우 오류 모드를 출력하거나 시스템을 종료한다. S102 단계에서 연료전지 시스템이 정상인 경우, 수동모드 여부를 판단하여 수동모드인 경우 수동으로 설정된 전압을 출력한다. S103 단계에서 수동모드가 아닌 경우, 기본모드 여부를 판단하여 기본모드 인 경우 다음 단계로 진행하고, 기본모드가 아닌 경우 저전압 모드를 실행한다. S104 단계에서는 기본모드인 경우 그리드 신호가 있는지 여부를 판단하여 신 호가 있는 경우 전원을 출력하고, 신호가 없는 경우 대기모드로 전환한다. S105 단계에서는 위에서 저전압 모드로 실행되는 경우 시스템 전압이 플롯 전압보다 작은지 여부를 판단하여 작은 경우 전원을 출력하고 작지 않은 경우 대기모드로 전환한다(S105).
도 5는 실시예에 따른 소형 운반기계용 하이브리드 파워팩의 이차전지 운용 알고리즘이다.
S301 단계에서는 이차전지(300)가 정상인지 여부를 판단하여 정상인 경우 다음 단계로 진행하고, 정상이 아닌 경우 이차전지(300)의 출력을 OFF시킨다.
S302 단계에서는 위에서 이차전지(300)가 정상인 경우, 이차전지(300)의 저전압 여부를 판단하여 저전압인 경우 다음 단계로 진행하고, 저전압이 아닌 경우 전력 공급릴레이를 ON시킨다. S303 단계에서는 이차전지(300)가 저전압인 경우, 충전기(350)의 사용 여부를 판단하여 사용하는 경우 DC-DC 출력 릴레이(210)를 OFF시켜 이차전지(300)를 충전 하고, 사용하지 않는 경우 연료전지 출력 릴레이(110)를 ON시켜 이차전지(300)를 충전한다.
이상에서와 같은 고중량물 운반기계용 하이브리드 파워팩은, 연료전지와 이차전지를 사용하되 연료전지를 소형으로 구성하고 이차전지는 일정 조건에서만 전기를 공급 하게 함으로써 이차전지의 배터리 용량을 최소로 설계한다. 이를 통해, 배터리 전체 용량의 증가시켜 실시예에 따른 하이브리드 파워팩을 고중량물 운반기계에 이용할 수 있도록 한다.
실시예에 따른 고중량물 운반기계용 하이브리드 파워팩은 부품 별 용량의 증가, 암페어 증가 정도와 센서를 이용하여 연료전지의 단점인 부하변동에 따른 연료전지의 느린 출력특성을 이차 전지에서 보상할 수 있으므로, 연료전지 스택의 성능을 보장할 수 있고, 연료전지 스택을 주 전원으로 사용함으로써 하이브리드 파워팩에 의해 구동하는 부하부의 작동시간을 연장시킨다.
개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 않는다.

Claims (6)

  1. 고중량물 운반기계용 하이브리드 파워팩에 있어서,
    연료전지 이용률 및 배터리 제어를 통해 양방향 컨버터를 구동시키는 PMS(Power Management System) 시스템; 을 포함하고,
    상기 PMS 시스템; 은
    해당 제어신호에 의하여 연료를 소모하고 소정 용량의 직류 전기를 발전하여 출력하는 연료전지;
    상기 연료전지의 직류 전기로 전압을 승압하거나 강압하여 출력하는 컨버터;
    상기 연료전지의 직류 전기를 해당 제어신호에 의하여 공급받아 충전되 거나 충전기에 의해 충전되고, 충전된 직류 전기를 방전으로 출력하는 이차전지; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 고중량물 운반기계용 하이브리드 파워팩.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 PMS 시스템;은
    연료전지 시스템의 정상 여부, 연료전지의 수동모드 여부, 연료전지의 기본모드 여부, 및 연료전지의 저전압모드 여부에 따라 연료전지의 출력을 제어하고, 상기 컨버터의 모드를 제어하며, 상기 이차전지의 정상 여부, 이차전지의 저전압 여부, 충전기 사용 여부에 따라 상기 이차전지의 출력을 제어하는 제어기; 및 상기 연료전지 또는 상기 이차전지의 전원을 소모하는 부하부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고중량물 운반기계용 하이브리드 파워팩.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 PMS 시스템;은
    배터리 용량의 증가, 시스템 구성 부품 별 용량의 증가, 암페어 증가 정도를 산출하고, 센서를 통해 입출력 전력량을 감지하여 컨버터의 동작을 추가적으로 제어하는 제어부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고중량물 운반기계용 하이브리드 파워팩.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 PMS 시스템;은
    고중량물 운반기계 및 전동기기 적용을 위한 파워팩 설계 최적화를 위해,
    고중량물 운반기계 및 전동기의 동력 요구 패턴을 분석하여, 분석된 동력요구 패턴 특성을 적용한 파워팩 운전모드를 제공하는 것을 특징으로 하는 고중량물 운반 기계용 하이브리드 파워팩.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 PMS 시스템; 은
    연료전지 부하 별 운전 로직, 동력 특성 별 파워팩 운전 패턴 및 스택 냉각을 위한 운전 조건에 따른 열 가동 특성을 평가하는 것을 특징으로 하는 고중량물 운반 기계용 하이브리드 파워팩.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 PMS 시스템;은
    하이브리드 제어기기 최적화를 위해 배터리 및 연료 전지 제어기의 전력을 설계하고, 상기 연료전지에서의 수소 소모와 전력 소모를 최소화 하는 것을 특징으로 하는 고중량물 운반 기계용 하이브리드 파워팩.
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Citations (2)

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KR20190060418A (ko) 2017-11-24 2019-06-03 (주)두산 모빌리티 이노베이션 드론용 연료전지 파워팩 및 그것의 상태정보 모니터링 방법
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