KR20210129756A

KR20210129756A - Fuel cell system driving control method

Info

Publication number: KR20210129756A
Application number: KR1020200047125A
Authority: KR
Inventors: 정주해; 동현배; 조선희; 김원중; 조민경
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2020-04-20
Filing date: 2020-04-20
Publication date: 2021-10-29

Abstract

The present invention includes: a variable driving step in which a controller varies a current output from a fuel cell module over time; a first stopping step in which the controller stops the fuel cell module for a predetermined first reference time when the number of times that the output voltage of the fuel cell module reaches a first reference voltage is equal to or greater than the first reference number of times during the variable driving step; and a constant current driving step of constantly controlling the current output from the fuel cell module over time after the first stopping step.

Description

Fuel cell system operation control method {FUEL CELL SYSTEM DRIVING CONTROL METHOD}

본 발명은 연료전지 시스템의 운전을 제어하는 방법에 관한 기술이다.The present invention relates to a method for controlling the operation of a fuel cell system.

연료전지는 일정한 전류를 출력하는 정전류 운전을 기본으로 하며, 장시간 운전이 지속됨에 따라 점차 성능이 감소하게 된다.A fuel cell is based on a constant current operation that outputs a constant current, and the performance gradually decreases as the operation continues for a long time.

연료전지의 저전류 영역 운전 시, 캐소드 촉매에 산화피막이 형성되고, 이러한 산화피막이 쌓이면 촉매가 응집하여 산소환원 반응의 감소로 수명이 감소하게 되는 경향이 있다.When the fuel cell operates in a low current region, an oxide film is formed on the cathode catalyst, and when the oxide film is accumulated, the catalyst aggregates and the lifespan tends to decrease due to the reduction of the oxygen reduction reaction.

또한, 연료전지의 고전류 영역 운전 시, 캐소드에서 생성되는 물이 범람하는 현상이 발생할 수 있고, 이에 의해 촉매에 가스 공급이 불균일하게 이루어지면, 연료전지의 성능이 저하되고, 이러한 상황이 장기적으로 발생하게 되면, 촉매를 담지하고 있는 탄소체를 산화시키는 부반응에 의해 연료전지의 성능 및 수명이 감소하게 되는 경향이 있다.In addition, when the fuel cell operates in a high current region, a phenomenon in which water generated at the cathode overflows may occur. Accordingly, if the gas supply to the catalyst is non-uniform, the performance of the fuel cell deteriorates, and this situation occurs for a long time. When this is done, the performance and lifespan of the fuel cell tend to decrease due to a side reaction of oxidizing the carbon body carrying the catalyst.

상기 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.The matters described as the background technology of the invention are only for enhancing the understanding of the background of the present invention, and should not be taken as acknowledging that they correspond to the prior art already known to those of ordinary skill in the art. will be

KR 1020160007826 AKR 1020160007826 A

본 발명은 복수개의 연료전지 모듈로 구성된 연료전지 시스템에 있어서, 시스템을 구성하는 각 연료전지 모듈이 보다 오랜 시간 동안 가급적 우수한 성능으로 운전될 수 있도록 하여, 연료전지 시스템의 수명을 향상시킬 수 있도록 하는 연료전지 시스템 운전 제어 방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention is a fuel cell system composed of a plurality of fuel cell modules, each fuel cell module constituting the system can be operated with the best possible performance for a longer period of time, thereby improving the lifespan of the fuel cell system. An object of the present invention is to provide a method for controlling operation of a fuel cell system.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 연료전지 시스템 운전 제어 방법은,The fuel cell system operation control method of the present invention for achieving the above object,

컨트롤러가 연료전지 모듈이 출력하는 전류를 시간의 경과에 따라 가변시키는 가변구동단계;a variable driving step in which the controller varies the current output from the fuel cell module over time;

상기 가변구동단계 수행 중, 상기 연료전지 모듈의 출력전압이 소정의 제1기준전압에 도달하는 회수가 소정의 제1기준회수 이상이 되면, 상기 컨트롤러가 상기 연료전지 모듈을 소정의 제1기준시간 동안 정지시키는 제1정지단계;During the variable driving step, when the number of times the output voltage of the fuel cell module reaches the first reference voltage is greater than or equal to the first reference number of times, the controller operates the fuel cell module for a predetermined first reference time. a first stopping step of stopping during;

상기 제1정지단계 후, 상기 연료전지 모듈이 출력하는 전류를 시간의 경과에 대하여 일정하게 제어하는 정전류구동단계;a constant current driving step of constantly controlling the current output from the fuel cell module over time after the first stopping step;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it comprises a.

상기 가변구동단계 수행 중, 소정의 제2기준시간이 경과하면, 상기 연료전지 모듈의 운전을 소정의 제3기준시간 동안 정지시키는 제2정지단계를 수행 후, 다시 상기 가변구동단계를 수행하도록 할 수 있다.When a second predetermined time period elapses during the variable driving step, a second stopping step of stopping the operation of the fuel cell module for a third predetermined time period is performed, and then the variable driving step is performed again. can

상기 정전류구동단계 수행 중, 상기 연료전지 모듈의 출력전압이 소정의 제2기준전압에 도달하는 회수가 소정의 제2기준회수 이상이 되면, 상기 컨트롤러가 상기 연료전지 모듈의 운전을 중지하고, 알람을 발생시키는 제3정지단계를 수행하도록 할 수 있다.When the number of times the output voltage of the fuel cell module reaches a predetermined second reference voltage during the constant current driving step is equal to or greater than the second predetermined reference number, the controller stops the operation of the fuel cell module, and an alarm A third stopping step for generating

상기 정전류구동단계 수행 중, 소정의 제4기준시간이 경과하면, 상기 연료전지 모듈의 운전을 소정의 제5기준시간 동안 정지시키는 제4정지단계를 수행 후, 다시 상기 정전류구동단계를 수행하도록 할 수 있다.When a predetermined fourth reference time elapses during the constant current driving step, a fourth stopping step of stopping the operation of the fuel cell module for a predetermined fifth reference time is performed, and then the constant current driving step is performed again. can

상기 가변구동단계에서 상기 연료전지 모듈에서 출력되는 전류는 1000초 이하의 주기와 ±25%이상의 진폭으로 가변 제어되도록 할 수 있다.In the variable driving step, the current output from the fuel cell module may be variably controlled with a period of 1000 seconds or less and an amplitude of ±25% or more.

또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 연료전지 시스템 운전 제어 방법은,In addition, the fuel cell system operation control method of the present invention for achieving the above object,

상기 가변구동단계 수행 중, 소정의 제2기준시간이 경과하면, 상기 컨트롤러가 상기 연료전지 모듈의 운전을 소정의 제3기준시간 동안 정지시키는 제2정지단계;a second stopping step of, by the controller, stopping the operation of the fuel cell module for a third predetermined time period, when a second predetermined time period elapses during the variable driving operation;

본 발명은 상기 가변구동단계 수행 중, 상기 연료전지 모듈의 출력전압이 소정의 제1기준전압에 도달하는 회수가 소정의 제1기준회수 이상이 되면, 상기 컨트롤러가 상기 연료전지 모듈을 소정의 제1기준시간 동안 정지시키는 제1정지단계;In the present invention, when the number of times that the output voltage of the fuel cell module reaches a predetermined first reference voltage during the variable driving step is greater than or equal to a predetermined first reference number, the controller sets the fuel cell module to a predetermined number of times. A first stop step of stopping for one reference time;

를 더 포함하여 구성될 수 있다.It may be configured to further include.

본 발명은 연료전지 시스템을 구성하는 각 연료전지 모듈이 보다 오랜 시간 동안 가급적 우수한 성능으로 운전될 수 있도록 하여, 연료전지 시스템의 수명을 향상시킬 수 있도록 한다.The present invention enables each fuel cell module constituting the fuel cell system to be operated with the best possible performance for a longer period of time, thereby improving the lifespan of the fuel cell system.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 연료전지 시스템을 예시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 연료전지 시스템 운전 제어 방법의 실시예를 도시한 순서도,
도 3은 연료전지 모듈의 가변전류 제어를 정전류 제어와 비교하여 도시한 그래프,
도 4는 연료전지 모듈의 가변전류 제어와 정전류 제어에 대한, 시간의 경과에 따른 연료전지 모듈의 출력전압 변화를 도시한 그래프,
도 5는 도 4의 그래프로부터 7000시간 경과시의 정전류 제어와 가변전류 제어에 따른 연료전지 모듈의 성능을 비교한 도표,
도 6은 두 연료전지 모듈에 상호 보완적으로 가변전류 제어를 수행하는 예를 도시한 그래프,
도 7은 연료전지 모듈을 서로 다른 주기로 정지후 재시동시킨 경우에, 시간의 경과에 따른 연료전지 모듈의 출력전압 변화를 도시한 그래프이다.1 is a view illustrating a fuel cell system to which the present invention can be applied;
2 is a flowchart illustrating an embodiment of a fuel cell system operation control method according to the present invention;
3 is a graph showing the variable current control of the fuel cell module compared to the constant current control;
4 is a graph showing changes in output voltage of the fuel cell module over time for variable current control and constant current control of the fuel cell module;
5 is a chart comparing the performance of the fuel cell module according to the constant current control and the variable current control when 7000 hours have elapsed from the graph of FIG. 4;
6 is a graph showing an example of performing variable current control complementary to two fuel cell modules;
7 is a graph illustrating a change in output voltage of the fuel cell module over time when the fuel cell module is stopped at different intervals and then restarted.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 연료전지 시스템을 예시한 것으로서, 연료전지 시스템은 다수의 연료전지 모듈로 이루어지며, 각 연료전지 모듈은 하나의 인버터로 제어되는 2개의 연료전지를 구비한 구성이며, 통합제어기가 각 인버터를 제어하도록 구성되어 있다.1 illustrates a fuel cell system to which the present invention can be applied. The fuel cell system consists of a plurality of fuel cell modules, and each fuel cell module includes two fuel cells controlled by one inverter. , an integrated controller is configured to control each inverter.

물론, 상기 각 연료전지 모듈은 3개 이상의 연료전지로 구성될 수도 있을 것이며, 하나의 인버터가 하나의 연료전지를 제어하도록 각 모듈을 구성하는 것도 가능할 것이다.Of course, each of the fuel cell modules may be composed of three or more fuel cells, and it will be possible to configure each module such that one inverter controls one fuel cell.

이하에서 상기 통합제어기는 단순히 '컨트롤러'라 칭하기로 한다.Hereinafter, the integrated controller will be simply referred to as a 'controller'.

도 2를 참조하면, 본 발명 연료전지 시스템 운전 제어 방법은, 컨트롤러가 연료전지 모듈이 출력하는 전류를 시간의 경과에 따라 가변시키는 가변구동단계(S10); 상기 가변구동단계(S10) 수행 중, 상기 연료전지 모듈의 출력전압이 소정의 제1기준전압에 도달하는 회수가 소정의 제1기준회수 이상이 되면, 상기 컨트롤러가 상기 연료전지 모듈을 소정의 제1기준시간 동안 정지시키는 제1정지단계(S20); 상기 제1정지단계(S20) 후, 상기 연료전지 모듈이 출력하는 전류를 시간의 경과에 대하여 일정하게 제어하는 정전류구동단계(S30)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 2 , the method for controlling operation of a fuel cell system according to the present invention includes a variable driving step (S10) in which a controller varies a current output from a fuel cell module over time; During the variable driving step (S10), when the number of times the output voltage of the fuel cell module reaches a predetermined first reference voltage is equal to or greater than the predetermined first reference number, the controller sets the fuel cell module to a predetermined number of times. a first stopping step of stopping for one reference time (S20); After the first stopping step (S20), a constant current driving step (S30) of constantly controlling the current output from the fuel cell module with respect to the lapse of time is included.

즉, 본 발명은 상기 가변구동단계(S10)에 의해 상기 연료전지 모듈이 출력하는 전류를 시간에 따라 점차 변화시키는 가변전류 제어를 수행하다가, 상기 제1기준회수의 조건이 충족되어 상기 제1정지단계(S20)가 수행된 이후에는 상기 정전류구동단계(S30)로 전환하여, 상기 연료전지 모듈이 출력하는 전류를 일정한 정전류로 제어하는 정전류 제어를 수행하도록 하는 것이다.That is, in the present invention, the variable current control for gradually changing the current output by the fuel cell module according to time by the variable driving step (S10) is performed, and the condition of the first reference number of times is satisfied and the first stop After the step (S20) is performed, the constant current driving step (S30) is switched to perform constant current control for controlling the current output by the fuel cell module to a constant constant current.

도 3은 상기 가변구동단계(S10)에서 사용될 수 있는 연료전지 모듈의 가변전류 제어를 정전류 제어와 비교하여 도시한 것으로서, 도시된 바와 같이 상기 연료전지 모듈에서 출력되는 전류는 1000초 이하의 주기와 ±25%이상의 진폭으로 가변 제어되도록 할 수 있다.3 is a diagram illustrating the variable current control of the fuel cell module that can be used in the variable driving step (S10) compared with the constant current control. It can be variably controlled with an amplitude of ±25% or more.

상기와 같이 연료전지 모듈을 가변전류로 제어하게 되면, 연료전지 모듈을 정전류로 제어하게 되는 경우에 비하여, 성능저하가 덜 발생된다는 것이 도 4와 도 5에 표시된 바와 같이 실험적으로 밝혀졌다.As shown in Figs. 4 and 5, it has been experimentally found that when the fuel cell module is controlled with a variable current as described above, less performance degradation occurs compared to when the fuel cell module is controlled with a constant current.

이는 상기와 같이 연료전지 모듈에서 출력되는 전류가 가변되도록 제어하게 되면, 그에 따라 연료전지 모듈의 전압이 상승과 하강을 반복하면서, 캐소드에서 발생하는 물의 분배 및 배출이 보다 용이해져서, 종래 물 범람에 의해 초래되던 연료전지 모듈의 성능 저하 현상이 줄어들기 때문인 것으로 확인되고 있다.This is because when the current output from the fuel cell module is controlled to be variable as described above, the voltage of the fuel cell module repeats rising and falling accordingly, and the distribution and discharge of water generated from the cathode becomes easier, thereby preventing water overflow in the prior art. It is confirmed that this is because the deterioration of the performance of the fuel cell module caused by this is reduced.

즉, 본 발명은 상기한 바와 같은 실험적 결과를 반영하여, 연료전지 모듈의 전체 수명에 있어서, 초기에는 상기와 같은 가변구동단계(S10)의 수행에 의하여, 연료전지 모듈의 성능 저하를 가급적 늦추도록 하는 것이다.That is, the present invention reflects the experimental results as described above, in the entire life of the fuel cell module, by performing the variable driving step (S10) as described above in the initial stage, to slow down the performance degradation of the fuel cell module as much as possible. will do

그런데, 상기한 바와 같은 연료전지 모듈의 가변전류 제어는 상기와 같은 수명 개선 효과가 있으나, 장시간 운전으로 인하여 상기 인버터가 허용하는 전압 이하로 연료전지 모듈의 전압이 떨어지게 되면, 더 이상 가변전류 제어를 계속할 수 없게 되므로, 이러한 상황이 되면, 상술한 바와 같이 상기 제1기준회수를 판단하여 상기 제1정지단계(S20)를 수행한 후, 정전류구동단계(S30)로 전환하도록 하는 것이다.However, the variable current control of the fuel cell module as described above has the effect of improving the lifespan as described above. However, if the voltage of the fuel cell module falls below the voltage allowed by the inverter due to long-time operation, the variable current control is no longer possible. Since it is impossible to continue, in this situation, as described above, the first reference number is determined and the first stop step (S20) is performed, and then the constant current driving step (S30) is switched to.

따라서, 상기 제1기준전압은 상기한 바와 같이 연료전지 모듈을 제어하는 인버터가 허용하는 하한 전압을 고려하여 다수의 실험 및 해석에 의해 설계적으로 설정되는 것이 바람직하며, 예컨대 0.55V 등과 같이 설정될 수 있을 것이다.Therefore, the first reference voltage is preferably set by design by a number of experiments and analysis in consideration of the lower limit voltage allowed by the inverter controlling the fuel cell module as described above, and may be set, for example, 0.55V. will be able

참고로, 상기 연료전지 모듈의 성능 및 수명의 판단은 상기 연료전지 모듈의 출력전압을 상기 인버터가 허용하는 하한 전압과 비교함에 의해 이루어지는 것으로서, 연료전지 모듈의 출력전압이 상기 하한 전압에 보다 가깝게 저하될수록 해당 연료전지 모듈의 성능 및 수명은 저하된 것으로 볼 수 있는 것이다.For reference, the performance and lifetime of the fuel cell module are determined by comparing the output voltage of the fuel cell module with a lower limit voltage allowed by the inverter, and the output voltage of the fuel cell module is lowered closer to the lower limit voltage. As it increases, the performance and lifespan of the corresponding fuel cell module can be seen to be reduced.

한편, 상기 제1기준회수도 상기한 바와 같이 더 이상 가변전류 제어를 계속하는 것이 불가능하거나 바람직하지 않다고 판단되는 정도를 고려하여 다수의 실험 및 해석에 의해 설계적으로 결정될 수 있으며, 예컨대 5회 등과 같이 설정될 수 있는 것이다.On the other hand, the first reference number of times may also be determined by design by a number of experiments and analysis in consideration of the degree to which it is judged that it is impossible or undesirable to continue the variable current control as described above, for example, 5 times, etc. can be set together.

참고로, 본 발명의 구체적인 제어 대상은 연료전지 시스템을 구성하고 있는 각 개별적인 연료전지 모듈이다.For reference, a specific control target of the present invention is each individual fuel cell module constituting the fuel cell system.

즉, 상기한 바와 같은 가변구동단계(S10)와 정전류구동단계(S30) 및 후술하는 다수의 정지단계들의 구체적인 대상은 연료전지 시스템을 구성하는 개별적인 연료전지 모듈에 대한 것으로서, 상기 컨트롤러는 이러한 다수의 연료전지 모듈이 서로 상호 보완적으로 본 발명에 따라 상기 가변구동단계(S10) 및 정전류구동단계(S30) 등을 수행하도록 함으로써, 각 연료전지 모듈의 수명을 향상시켜서 전체적인 연료전지 시스템의 수명 증대를 도모하면서도, 연료전지 시스템 전체의 출력은 안정된 상태를 형성하도록 하는 것이다.That is, the specific objects of the variable driving step ( S10 ) and the constant current driving step ( S30 ) as described above and a plurality of stopping steps described below are for individual fuel cell modules constituting the fuel cell system, and the controller By allowing the fuel cell modules to perform the variable driving step (S10) and the constant current driving step (S30) according to the present invention to complement each other, the lifespan of each fuel cell module is improved, thereby increasing the lifespan of the overall fuel cell system. At the same time, the overall output of the fuel cell system is to form a stable state.

예컨대, 도 6은 두 연료전지 모듈에 대해 상호 보완적으로 가변전류 제어를 수행함에 의해 전체적으로 출력되는 전류는 일정하게 안정된 상태를 형성할 수 있음을 나타내고 있다.For example, FIG. 6 shows that by performing variable current control complementary to two fuel cell modules, the current output as a whole can form a constant stable state.

한편, 상기 가변구동단계(S10) 수행 중, 소정의 제2기준시간이 경과하면, 상기 연료전지 모듈의 운전을 소정의 제3기준시간 동안 정지시키는 제2정지단계(S40)를 수행 후, 다시 상기 가변구동단계(S10)를 수행하도록 한다.On the other hand, when a second predetermined time period elapses during the variable driving step (S10), the second stopping step (S40) of stopping the operation of the fuel cell module for a third predetermined time period is performed, and then again The variable driving step (S10) is performed.

이는 상기 연료전지 모듈을 비상 정지 등과 같은 긴급 상황 이외에는 기본적으로 중간에 종료함이 없이 지속적으로 운전하도록 하는 종래의 경우에 비하여, 연료전지 모듈의 운전 중 운전을 정지하는 휴지의 시간을 갖도록 하면, 연료전지 모듈의 성능저하가 상대적으로 적어진다는 실험 결과에 기반하여, 연료전지 모듈의 수명을 향상시키기 위한 것이다.This is compared to the conventional case in which the fuel cell module is continuously operated without stopping in the middle except in emergency situations such as emergency stop, etc. Based on the experimental result that the performance degradation of the battery module is relatively small, it is to improve the lifespan of the fuel cell module.

도 7은 연료전지 모듈을 300시간을 주기로 정지시켰다가 재시동시킨 경우와, 1000시간을 주기로 정지시켰다가 재시동시킨 경우를 비교 실험한 결과로서, 5000시간을 기준으로 볼 때, 300시간을 주기로 재시동시킨 경우가 1000시간을 주기로 재시동시킨 경우에 비하여, 연료전지 모듈의 출력측 전압이 3배 정도 덜 저하되어, 연료전지 모듈의 수명이 그만큼 덜 저하되었음을 나타낸다.7 is a comparison experiment result of a case in which the fuel cell module is stopped and restarted at a cycle of 300 hours and a case where the fuel cell module is stopped and restarted at a cycle of 1000 hours. In this case, the output voltage of the fuel cell module is lowered by about 3 times compared to the case where the cycle is restarted for 1000 hours, indicating that the lifespan of the fuel cell module is reduced by that much.

이는 연료전지 모듈의 정지 후 재시동에 의해 각 연료전지의 캐소드 촉매에 형성되었던 산화피막이 일부 제거되는 효과가 발생하기 때문으로 확인되고 있다.This is confirmed because the effect of partially removing the oxide film formed on the cathode catalyst of each fuel cell occurs by restarting the fuel cell module after stopping.

이를 반영하여 본 발명은 상기 제2기준시간 마다 상기 제2정지단계(S40)를 상기 제3기준시간 동안 수행함에 따라, 연료전지 모듈의 수명 저하가 저감되도록 하는 효과를 얻을 수 있도록 하는 것이다.Reflecting this, the present invention is to achieve the effect of reducing the lifetime deterioration of the fuel cell module by performing the second stopping step (S40) for the third reference time every second reference time.

따라서, 상기 제2기준시간과 제3기준시간은 각각 해당 연료전지 모듈과 동일한 종류의 것들을 이용하여 다수의 실험 및 해석에 의해 연료전지 모듈의 수명 향상에 보다 적합한 시간들로 설정하는 것이 바람직할 것이다.Therefore, it is preferable to set the second reference time and the third reference time to times more suitable for improving the lifespan of the fuel cell module through a number of experiments and analysis using the same types of fuel cell modules, respectively. .

또한, 상기 제1정지단계(S20)도 상기한 바와 같은 취지에 따라, 상기 가변구동단계(S10)로부터 정전류구동단계(S30)로 넘어가기 전에 상기 제1기준시간 동안 수행하도록 하여, 연료전지 모듈의 수명 연장에 도움이 되도록 하기 위한 것으로서, 상기 제1기준시간도 상기한 바와 같이 다수의 실험 및 해석에 의해 적절한 시간으로 설정될 수 있으며, 상기 제3기준시간과 동일하게 설정될 수도 있고, 이를 달리 설정할 수도 있을 것이다.In addition, the first stopping step (S20) is also performed for the first reference time before moving from the variable driving step (S10) to the constant current driving step (S30) according to the same effect as described above, so that the fuel cell module In order to help extend the life of the You could set it up differently.

상기 정전류구동단계(S30)에서는 상기 연료전지 모듈이 출력하는 전류가 시간의 경과에 대하여 일정한 값을 가지도록 제어하는 바, 상기 가변구동단계(S10)에서의 평균전류로 일정하게 연료전지 모듈을 제어하도록 할 수 있다.In the constant current driving step (S30), the current output from the fuel cell module is controlled to have a constant value over time, and the fuel cell module is constantly controlled with the average current in the variable driving step (S10). can make it

상기와 같은 정전류구동단계(S30) 수행 중, 소정의 제4기준시간이 경과하면, 상기 연료전지 모듈의 운전을 소정의 제5기준시간 동안 정지시키는 제4정지단계(S50)를 수행 후, 다시 상기 정전류구동단계(S30)를 수행하도록 한다.During the constant current driving step (S30) as described above, when a predetermined fourth reference time elapses, the fourth stopping step (S50) of stopping the operation of the fuel cell module for a predetermined fifth reference time is performed, and then again The constant current driving step (S30) is performed.

이는 상기 제1정지단계(S20)나 제2정지단계(S40)와 마찬가지로 상기 제4정지단계(S50)를 통해 연료전지의 수명 향상을 도모하기 위한 것으로서, 상기 제4기준시간과 제5기준시간도 상기와 같은 취지에 따라 다수의 실험 및 해석에 의해 적절히 설정될 수 있다.This is to improve the lifespan of the fuel cell through the fourth stopping step (S50) like the first stopping step (S20) or the second stopping step (S40), and the fourth and fifth reference times Also may be appropriately set by a number of experiments and analysis in accordance with the above purpose.

상기 제4기준시간은 상기 제2기준시간과 동일하게 설정되거나 다르게 설정될 수 있을 것이며, 상기 제5기준시간은 상기 제1기준시간이나 제3기준시간과 같거나 다르게 설정될 수 있을 것이다. The fourth reference time may be set to be the same as or different from the second reference time, and the fifth reference time may be set to be the same as or different from the first reference time or the third reference time.

한편, 상기 정전류구동단계(S30) 수행 중, 상기 연료전지 모듈의 출력전압이 소정의 제2기준전압에 도달하는 회수가 소정의 제2기준회수 이상이 되면, 상기 컨트롤러가 상기 연료전지 모듈의 운전을 중지하고, 알람을 발생시키는 제3정지단계(S60)를 수행한다.On the other hand, when the number of times the output voltage of the fuel cell module reaches a predetermined second reference voltage during the constant current driving step S30 is greater than or equal to the predetermined second reference number, the controller operates the fuel cell module , and a third stopping step (S60) of generating an alarm is performed.

이는 실질적으로 상기 연료전지 모듈의 수명이 다한 경우에, 해당 연료전지 모듈의 운전을 최종적으로 중지하고 알람을 통해 적절한 후속조치를 유도하기 위한 것으로서, 상기 제2기준전압은 정전류로도 연료전지 모듈을 제어하는 것이 더 이상 불가능한 수준의 전압으로 설정될 수 있을 것이다.This is to finally stop the operation of the fuel cell module and induce an appropriate follow-up action through an alarm when the lifespan of the fuel cell module has expired. It could be set to a level that is no longer possible to control.

따라서, 상기 제2기준전압은 상기 제1기준전압과 동일하거나 다르게 설정될 수 있으며, 상기 제2기준회수는 최소 1회 이상의 값으로 설정되어, 상기 연료전지 모듈의 출력 전압이 상기 제2기준전압에 도달하면 바로 상기 제3정지단계(S60)를 수행하도록 하거나, 수회에 걸쳐 상기 제2기준전압에 도달하는지를 확인한 후 상기 제3정지단계(S60)를 수행하여, 보다 신중하게 해당 연료전지 모듈의 운전을 종료하도록 할 수 있을 것이다.Accordingly, the second reference voltage may be set to be the same as or different from the first reference voltage, and the second reference number is set to a value of at least one or more times, so that the output voltage of the fuel cell module is the second reference voltage. The third stop step (S60) is performed immediately upon reaching You may be able to stop driving.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Although the present invention has been shown and described with reference to specific embodiments, it is within the art that the present invention can be variously improved and changed without departing from the spirit of the present invention provided by the following claims. It will be obvious to those of ordinary skill in the art.

S10; 가변구동단계
S20; 제1정지단계
S30; 정전류구동단계
S40; 제2정지단계
S50; 제4정지단계
S60; 제3정지단계S10; variable drive stage
S20; 1st stop step
S30; Constant current driving stage
S40; 2nd stop step
S50; 4th stop
S60; 3rd stop

Claims

a variable driving step in which the controller varies the current output from the fuel cell module over time;
During the variable driving step, when the number of times the output voltage of the fuel cell module reaches the first reference voltage is equal to or greater than the first reference number of times, the controller operates the fuel cell module for a predetermined first reference time. a first stopping step of stopping during;
a constant current driving step of constantly controlling the current output from the fuel cell module over time after the first stopping step;
A fuel cell system operation control method comprising a.

The method according to claim 1,
Performing a second stopping step of stopping the operation of the fuel cell module for a third predetermined time period when a predetermined second reference time elapses during the variable driving step, and then performing the variable driving step again
A fuel cell system operation control method, characterized in that.

The method according to claim 1,
When the number of times the output voltage of the fuel cell module reaches a predetermined second reference voltage during the constant current driving step is greater than or equal to the second predetermined reference number, the controller stops the operation of the fuel cell module, and an alarm performing the third stop step that generates
A fuel cell system operation control method, characterized in that.

4. The method according to claim 3,
During the constant current driving step, when a predetermined fourth reference time elapses, performing a fourth stopping step of stopping the operation of the fuel cell module for a predetermined fifth reference time, and then performing the constant current driving step again
A fuel cell system operation control method, characterized in that.

The method according to claim 1,
In the variable driving step, the current output from the fuel cell module is variably controlled with a period of 1000 seconds or less and an amplitude of ±25% or more.
A fuel cell system operation control method, characterized in that.

a variable driving step in which the controller varies the current output from the fuel cell module over time;
a second stopping step of stopping, by the controller, the operation of the fuel cell module for a third predetermined time period, when a second predetermined time period elapses during the variable driving operation;
A fuel cell system operation control method comprising a.

7. The method of claim 6,
During the variable driving step, when the number of times the output voltage of the fuel cell module reaches the first reference voltage is equal to or greater than the first reference number of times, the controller operates the fuel cell module for a predetermined first reference time. a first stopping step of stopping during;
a constant current driving step of constantly controlling the current output from the fuel cell module over time after the first stopping step;
A fuel cell system operation control method, characterized in that it further comprises a.

8. The method of claim 7,
During the constant current driving step, when a predetermined fourth reference time elapses, performing a fourth stopping step of stopping the operation of the fuel cell module for a predetermined fifth reference time, and then performing the constant current driving step again
A fuel cell system operation control method, characterized in that.

8. The method of claim 7,
When the number of times the output voltage of the fuel cell module reaches a predetermined second reference voltage during the constant current driving step is greater than or equal to the second predetermined reference number, the controller stops the operation of the fuel cell module, and an alarm performing the third stop step that generates
A fuel cell system operation control method, characterized in that.