KR20230016972A - 연료전지 운전시스템 및 운전제어방법 - Google Patents
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Abstract
급기라인에 마련되며, 연료전지 스택에 공급되는 산화가스를 압축하여 연료전지 입구측으로 압축공기를 공급하는 공기압축기;
연료전지 스택으로부터 산화가스를 배출하는 배기라인;
배기라인에서 밸브를 통해 분기되며 급기라인에 연결되어 배출된 산화가스를 연료전지 입구측으로 재공급하는 바이패스라인; 및
연료전지의 각 셀 중 제1전압 미만인 셀의 비율인 셀비율값을 기반으로 바이패스라인의 밸브를 제어함으로써 연료전지 스택에 공급되는 산화가스의 유량을 제어하는 제어부;를 포함하는 연료전지 운전시스템 및 운전제어방법이 소개된다.
연료전지 스택으로부터 산화가스를 배출하는 배기라인;
배기라인에서 밸브를 통해 분기되며 급기라인에 연결되어 배출된 산화가스를 연료전지 입구측으로 재공급하는 바이패스라인; 및
연료전지의 각 셀 중 제1전압 미만인 셀의 비율인 셀비율값을 기반으로 바이패스라인의 밸브를 제어함으로써 연료전지 스택에 공급되는 산화가스의 유량을 제어하는 제어부;를 포함하는 연료전지 운전시스템 및 운전제어방법이 소개된다.
Description
본 발명은 연료전지 시스템을 운용함에 있어서 전압상한 또는 전류상한 제어를 위한 저유량 제어를 실시함에 있어서 반응후 배출되는 배출가스를 활용하고, 이를 위해 단계적으로 배출가스를 재순환함으로써 연료전지의 물 배출성과 셀간 전압편차를 개선하고, 이를 통해 연료전지의 운전성능을 안정화하고 내구 성능 저하를 더욱 최소화하는 연료전지 운전시스템 및 운전제어방법에 관한 것이다.
연료전지 스택은 연료전지 시스템의 운전 중 고전압, 고온에 노출되는 시간이 길어질수록 연료전지 스택의 내구 성능은 저하되고, 이는 가속화된다. 이러한 현상은 공기 공급 측의 전극에 포함된 백금 등의 촉매가 산화 및 환원 반응을 통해 화학적으로 융해되고, 그로 인해 전극의 반응 면적이 감소하면서 발생한다. 따라서, 연료전지 시스템에서는 이러한 고전압에 노출되는 시간을 최소화하고자 전압 또는 전류를 제한하는 기술이 개시되어 있다. 이에 따른 전압/전류 제한에 맞추어, 연료전지 시스템은 공기 공급량을 연동하여 제한하는 기술도 개시되어 있다.
다만, 이러한 연료전지의 공기 공급량 제한 기술은 연료전지와 연료전지를 통해 구동되는 시스템의 상태를 고려하지 않고 적용될 경우 공기 공급량을 과도하게 줄일 수 있다. 이 경우, 연료전지가 수소-산소 반응에 의해 발생시키는 생성수가 원활하게 배출되지 못하고, 그에 따라 수소측의 수소가 역확산(back-diffusion)되는 현상이 야기된다. 이로 인해, 수소가 원활하게 공급되지 못하므로 수소 측 전극이 열화되는 현상이 발생된다. 따라서, 본 기술분야에서는 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 필요성이 제시된다.
상기 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 연료전지 시스템을 운용함에 있어서 전압상한 또는 전류상한 제어를 위한 저유량 제어를 실시함에 있어서 반응후 배출되는 배출가스를 활용하고, 이를 위해 단계적으로 배출가스를 재순환함으로써 연료전지의 물 배출성과 셀간 전압편차를 개선하고, 이를 통해 연료전지의 운전성능을 안정화하고 내구 성능 저하를 더욱 최소화하는 연료전지 운전시스템 및 운전제어방법을 제공하고자 함이다.
본 발명에 따른 연료전지 운전시스템은, 급기라인에 마련되며, 연료전지 스택에 공급되는 산화가스를 압축하여 연료전지 입구측으로 압축공기를 공급하는 공기압축기; 연료전지 스택으로부터 산화가스를 배출하는 배기라인; 배기라인에서 밸브를 통해 분기되며 급기라인에 연결되어 배출된 산화가스를 연료전지 입구측으로 재공급하는 바이패스라인; 및 연료전지의 각 셀 중 제1전압 미만인 셀의 비율인 셀비율값을 기반으로 바이패스라인의 밸브를 제어함으로써 연료전지 스택에 공급되는 산화가스의 유량을 제어하는 제어부;를 포함한다.
바이패스라인은 연료전지 입구측으로 재공급하는 산화가스를 압축하는 재순환블로워를 더 포함할 수 있다.
셀비율값은 제1비율 및 제1비율보다 작은 제2비율을 포함하고, 제어부는 셀비율값이 제1비율 이상인 경우 배출된 산화가스를 연료전지 입구측으로 재공급하도록 바이패스라인의 밸브를 제어하고, 셀비율값이 제1비율 미만 제2비율 이상인 경우 배출된 산화가스를 배기라인으로 공급하도록 바이패스라인의 밸브를 제어할 수 있다.
급기라인에는 연료전지 스택에 공급되는 산화가스의 공급량을 조절하는 공기조절기를 더 포함하고, 제어부는 셀비율값이 제1비율 이상인 경우 평균전압을 기반으로 공기조절기의 운전을 저유량으로 제어하고 셀비율값이 제1비율 미만인 경우 평균전류를 기반으로 공기조절기의 운전을 저유량으로 제어할 수 있다.
제어부는 연료전지의 각 셀 중 제1전압 미만인 셀의 비율인 셀비율값 및 연료전지의 운전온도를 기반으로 바이패스라인의 밸브를 제어할 수 있다.
제어부는 셀비율값이 제1비율 이상이고 연료전지의 운전온도가 제1온도 미만인 경우 배출된 산화가스를 연료전지 입구측으로 재공급하도록 바이패스라인의 밸브를 제어하고, 셀비율값이 제1비율 이상이고 연료전지의 운전온도가 제1온도 이상인 경우 또는 셀비율값이 제1비율 미만인 경우 배출된 산화가스를 배기라인으로 공급하도록 바이패스라인의 밸브를 제어할 수 있다.
공기압축기는 배출된 산화가스를 연료전지 입구측으로 재공급하도록 바이패스라인의 밸브를 제어한 이후 일정시간 동안 작동될 수 있다.
제1전압은 연료전지의 사용에 따라 누적되는 파라미터가 증가할수록 감소할 수 있다.
파라미터는 제1비율일 수 있다.
본 발명에 따른 연료전지의 운전제어방법은, 연료전지의 각 셀 중 제1전압 미만인 셀의 비율인 셀비율값을 기반으로 연료전지 스택에 공급되는 산화가스를 연료전지 입구측으로 재공급하는 바이패스라인의 밸브를 제어함으로써 연료전지 스택에 공급되는 산화가스의 유량을 제어하는 단계; 를 포함한다.
유량을 제어하는 단계는, 바이패스라인의 밸브를 제어하는 경우 재순환블로워에서 연료전지 입구측으로 재공급하는 산화가스를 압축하는 단계를 더 포함할 수 있다.
유량을 제어하는 단계에서, 셀비율값은 제1비율값 및 제1비율값보다 작은 제2비율값을 포함하고, 제어부에서 셀비율값이 제1비율값 이상인 경우 배출된 산화가스를 연료전지 입구측으로 재공급하도록 바이패스라인의 밸브를 제어하고, 셀비율값이 제1비율값 미만 제2비율값 이상인 경우 배출된 산화가스를 배기라인으로 공급하도록 바이패스라인의 밸브를 제어할 수 있다.
유량을 제어하는 단계는, 셀비율값이 제1비율 이상인 경우 평균전압을 기반으로 급기라인에 포함된 연료전지 스택에 공급되는 산화가스의 공급량을 조절하는 공기조절기의 운전을 제어하고, 셀비율값이 제1비율 미만인 경우 평균전류를 기반으로 공기조절기의 운전을 제어할 수 있다.
유량을 제어하는 단계는, 제어부에서 연료전지의 각 셀 중 제1전압 미만인 셀의 비율인 셀비율값 및 연료전지의 운전온도를 기반으로 바이패스라인의 밸브를 제어할 수 있다.
운전을 제어하는 단계는, 셀비율값이 제1비율 이상이고 연료전지의 운전온도가 제1온도 미만인 경우 배출된 산화가스를 연료전지 입구측으로 재공급하도록 바이패스라인의 밸브를 제어하고, 셀비율값이 제1비율 이상이고 연료전지의 운전온도가 제1온도 이상인 경우 또는 셀비율값이 제1비율 미만인 경우 배출된 산화가스를 배기라인으로 공급하도록 바이패스라인의 밸브를 제어할 수 있다.
본 발명의 연료전지 운전시스템 및 운전제어방법에 따르면, 연료전지 시스템을 운용함에 있어서 전압상한 또는 전류상한 제어를 위한 저유량 제어를 실시함에 있어서 반응후 배출되는 배출가스를 활용하고, 이를 위해 단계적으로 배출가스를 재순환함으로써 연료전지의 물 배출성과 셀간 전압편차를 개선하고, 이를 통해 연료전지의 운전성능을 안정화하고 내구 성능 저하를 더욱 최소화할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전시스템의 구성도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전시스템의 메커니즘을 나타낸 그래프.
도 5 내지 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전제어방법의 적용에 따른 순서도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전시스템의 메커니즘을 나타낸 그래프.
도 5 내지 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전제어방법의 적용에 따른 순서도.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전시스템의 구성도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전시스템의 메커니즘을 나타낸 그래프이고, 도 5 내지 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전제어방법의 적용에 따른 순서도이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전시스템의 구성도이다. 제어부는 공기조절기, 공기압축기, 바이패스라인에 있는 제1바이패스, 제2바이패스의 밸브의 운전을 제어한다. 공기조절기는 연료전지 스택에 공급되는 산화가스의 공급량을 조절한다. 공기압축기는 연료전지 스택에 공급되는 산화가스를 압축하여 연료전지 입구측으로 압축공기를 공급한다. 바이패스라인에 있는 제1바이패스는 연료전지 스택에서 배기되는 산화가스를 연료전지 입구측으로 재공급한다. 바이패스라인에 있는 제2바이패스는 연료전지 스택에서 배기되는 산화가스를 공기압축기 전단으로 재공급한다. 이는 밸브의 운전을 제어함으로써 제1바이패스 및/또는 제2바이패스로 재공급할 수 있다. 공기조절기는 목표공기SR(Stoichiometry Ratio)에 따른 공기량을 조절한다. 연료전지 스택의 열화 정도가 심한 경우 연료전지의 목표공기SR을 높이거나, 공기량을 늘릴 수 있다.
도 1의 제어부는 연료전지의 각 셀의 전압의 평균인 평균전압 및 각 셀의 전류의 평균인 평균전류를 기반으로 공기조절기의 운전을 저유량으로 제어한다. 그리고, 저유량 상태에서 제어부는 연료전지의 각 셀 중 제1전압 미만인 셀의 비율인 셀비율값을 기반으로 바이패스라인의 밸브를 제어함으로써 연료전지 스택에 공급되는 산화가스의 유량을 제어한다. 즉, 본 발명의 일 실시예는 전압 상한 또는 전류 상한 상태에서 불필요하게 생성되는 에너지를 줄이고 크로스오버되는 산소량을 최소화하기 위해 공기를 저유량으로 제어한다. 이와 동시에, 본 발명의 일 실시예는 저유량 상태에서 공기측 물배출성이 저하됨으로써 발생되는 연료전지의 각 셀간 전압 편차를 감지하고, 이에 따라 바이패스라인의 밸브를 제어함으로써 연료전지 스택에 공급되는 산화가스의 유량을 높인다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전시스템에서, 평균전압와 평균전류는 연료전지 전체의 성능 열화에 따른 저유량 상태가 필요한지를 나타내는 지표이다. 즉, 평균전압과 평균전류는 연료전지 각 셀의 전압과 각 셀의 전류에 따라 출력되는 연료전지의 출력이 감소되어 상한 제어가 필요한지를 나타낸다. 특히, 연료전지는 고전압 노출 시간이 길어질수록 성능 저하가 가속된다. 따라서, 성능열화된 정도에 따라 공기량이나 공기SR을 조절함으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전시스템은 전압상한제어 또는 전류상한제어와 연동된 공기를 제공할 수 있다.
이에 따라, 전압상한제어 또는 전류상한제어 기술이 연료전지에 적용된다. 이 때, 공기량을 줄이지 않으면 연료전지가 건조해질 수 있다. 또한, 높은 공기량은 수소측으로 크로스오버되는 산소량을 높여 연료전지의 내구를 열화시킨다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전시스템은 공기조절기를 통한 저유량 제어를 수행한다.
이와 동시에, 도 1의 제어부는 연료전지의 각 셀 중 제1전압 미만인 셀의 비율인 셀비율값을 기반으로 바이패스라인의 밸브를 제어한다. 이러한 제어는 산화가스를 바이패스라인에 있는 제1바이패스 및 제2바이패스 중 적어도 어느 하나를 통과시켜 재공급함으로써 이루어질 수 있다.
여기서 셀비율값은 연료전지 스택의 셀간 전압 편차를 반영한다. 즉, 셀비율값에서 제1전압 미만인 셀은 일시적으로 일정 출력을 낼 수 없는 셀로 판단하는 척도일 수 있다. 이는 단순히 연료전지 스택 전체의 성능 열화, 즉 셀 전체로서 일정 전압 이상 또는 일정 전류 이상의 출력을 내지 못하는 것과는 구별된다. 즉, 셀비율값은 연료전지의 성능이 떨어졌는지가 아니라, 공기측 물배출성이 저하되거나 수소측 수소의 역확산이 증가함으로써 연료전지의 연료공급이 순간적으로 저하된 상태를 반영한다.
이를 토대로, 본발명의 일 실시예에 따른 연료전지의 운전시스템은 저유량 상태에서 공기 공급이 너무 부족한 경우로 판단하고 바이패스라인의 밸브를 제어함으로써, 저유량 상태에서 발생되는 문제점을 해결한다. 이에 따라 본 발명의 일 실시예는 연료전지 스택의 안정성 및 내구 성능을 개선한다. 또한, 저유량 상태에서 공급된 공기를 통해 수소 퍼지에 이용함으로써 수소 농도를 개선하는데도 활용할 수 있다. 그리고, 일 실시예는 공기압축기의 소형화. 공기 출구측의 압력조절밸브(아래 설명)의 열고 닫는 정도의 조절 등에도 기여할 수 있다.
도 2 내지 도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전시스템의 구성도를 자세히 나타낸 것으로, 가습기와 압력조절밸브를 더 포함할 수 있다. 가습기는 연료전지의 건조를 막기 위한 습도 조절 장치로, 공기 압축기에 의해 압축된 공기가 연료전지스택에 유입되기 이전 단계에 위치할 수 있다. 압력조절밸브는 연료전지 공기극 출구측 배관에 장착되어 공기극 출구 압력을 제어한다. 이는 수소극 출구측 배관과의 차압을 이용하여 수소 퍼지를 할 때 이용된다. 그리고, 압력조절밸브도 공기조절기와 같이 공기 공급량을 조절하는데 이용될 수 있다.
도 2 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전시스템의 구성도이고, 특히 각각 바이패스라인에 있는 제1바이패스와 제2바이패스의 운전을 제어하는 것을 나타낸 것이다. 제1바이패스는 연료전지 스택에서 배기되는 산화가스를 연료전지 입구측으로 재공급하는 우회로이다. 공기압축기를 통과하지 않고 다시 연료전지 입구측으로 공급될 수도 있고, 재순환 블로워를 통해 압축공기로서 연료전지 입구측으로 공급될 수 있다. 이 경우, 바이패스되는 공기의 유량이 증가하여 생성수 배출에 더 유리하다. 제2바이패스는 연료전지 스택에서 배기되는 산화가스를 공기압축기 전단으로 재공급하는 우회로이다. 이는 공기압축기를 통과하여 다시 연료전지 입구축으로 재공급되고, 우회된 공기를 더 압축하기 위해 압축기 회전수를 조절될 수도 있다. 후자의 경우, 역시 생성수 배출에 더 유리하다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전시스템의 메커니즘을 나타낸 그래프이다. 도 4에서의 공기SR 제어는 목표 공기 SR의 일정 배수만큼의 공기를 공급하는 제어로서, 전류 기준 제어 내지 전압 기준 제어에 따라 공기량을 낮게 유지하는 저유량 제어와 구별된다. 일반적으로, 저유량제어는 좌측과 같이 전류기준제어로서 일정 전류 이하인 경우에 수행된다. 그러나, 이러한 제어는 연료전지의 내구상태를 적절히 반영하지 못한다. 연료전지의 내구상태가 BOL(Birth of Life)보다 EOL(End Of Life)에 가까운 경우에도 저유량 제어를 지속하는 경우가 발생하기 때문이다. EOL에 가까울수록 연료전지의 출력이 저하되므로, 동일한 전류를 출력하더라도 더 낮은 스택 전압을 발생할 수 밖에 없다. 이 경우, 전류 기준 제어는 종전에서 지적했던 공기량의 급속한 저하상태를 발생시킬 수 있다. 따라서, 이러한 상태를 감지하고 판단하여 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전시스템은 우측과 같은 전압 기준 제어로 변환할 수 있다. 이에 따라, 저유량 제어를 하지 않고 공기SR제어를 유지함으로써 본발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전시스템은 저유량 제어에 따른 물배출량 저하에 따른 플러딩 현상이나 수소측 역확산을 방지할 수 있다.
도 5 내지 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전제어방법의 적용에 따른 순서도이다. 특히, 도 5는 전류 기준 제어를, 도 6은 전압 기준 제어를 나타낸 것이다. 즉, 본발명의 일 실시예로서 전자는 평균전류가 제1전류 미만인 경우 공기조절기 등을 통해 저유량 제어를 수행하고, 후자는 평균전압이 제1전압 미만인 경우 공기조절기 등을 통해 저유량 제어를 수행한다. 도 5의 전류 기준 제어와 도 6의 전압 기준 제어의 변환은 도 4의 일 실시예에서 언급한 바 있다. 그리고, 셀비율값을 기반으로 한 바이패스라인에 있는 제1바이패스 또는 제2바이패스로 공급하도록 바이패스라인의 밸브를 제어하는 것 또는 제2바이패스의 밸브 제어 대신 배출된 산화가스를 배기라인으로 공급하도록(미도시) 바이패스라인의 밸브를 제어할 수 있다.
한편, 도 6은 연료전지의 운전온도를 기반으로 바이패스라인의 밸브를 제어하는 것을 나타낸다. 도 6에 도시된 것과 같이, 셀비율값이 제1비율 이상이고 운전온도가 제1온도 이상이면 제1바이패스로 공급하도록 바이패스라인의 밸브를 제어할 있다. 이와 반대로, 제1바이패스로 밸브 제어 이후에도 셀비율값이 제2비율 이상인 경우 제2바이패스로 공급하도록 또는 그 대신 배출된 산화가스를 배기라인으로 공급하도록(미도시) 바이패스라인의 밸브를 제어할 수 있다. 이 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지의 운전제어방법은 운전온도가 높은 상태로서 저유량 상태를 지속할 경우 셀간 전압편차가 악화될 수 있는 것을 탐지하여 연료전지의 내구 열화를 방지하고, 연료전지 스택의 운전을 안정적으로 운용할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 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 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
A: 공기조절기
B1: 제1바이패스
B2: 제2바이패스
C: 제어부
F: 연료전지스택
P: 공기압축기
B: 재순환블로워
H: 가습기
V: 압력조절밸브
B1: 제1바이패스
B2: 제2바이패스
C: 제어부
F: 연료전지스택
P: 공기압축기
B: 재순환블로워
H: 가습기
V: 압력조절밸브
Claims (15)
- 급기라인에 마련되며, 연료전지 스택에 공급되는 산화가스를 압축하여 연료전지 입구측으로 압축공기를 공급하는 공기압축기;
연료전지 스택으로부터 산화가스를 배출하는 배기라인;
배기라인에서 밸브를 통해 분기되며 급기라인에 연결되어 배출된 산화가스를 연료전지 입구측으로 재공급하는 바이패스라인; 및
연료전지의 각 셀 중 제1전압 미만인 셀의 비율인 셀비율값을 기반으로 바이패스라인의 밸브를 제어함으로써 연료전지 스택에 공급되는 산화가스의 유량을 제어하는 제어부;를 포함하는 연료전지 운전시스템.
- 청구항 1에 있어서,
바이패스라인은 연료전지 입구측으로 재공급하는 산화가스를 압축하는 재순환블로워를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 운전시스템. - 청구항 1에 있어서,
셀비율값은 제1비율 및 제1비율보다 작은 제2비율을 포함하고,
제어부는 셀비율값이 제1비율 이상인 경우 배출된 산화가스를 연료전지 입구측으로 재공급하도록 바이패스라인의 밸브를 제어하고,
셀비율값이 제1비율 미만 제2비율 이상인 경우 배출된 산화가스를 배기라인으로 공급하도록 바이패스라인의 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 연료전지 운전시스템. - 청구항 1에 있어서,
급기라인에는 연료전지 스택에 공급되는 산화가스의 공급량을 조절하는 공기조절기를 더 포함하고,
제어부는 셀비율값이 제1비율 이상인 경우 평균전압을 기반으로 공기조절기의 운전을 저유량으로 제어하고 셀비율값이 제1비율 미만인 경우 평균전류를 기반으로 공기조절기의 운전을 저유량으로 제어하는 것을 특징으로 하는 연료전지 운전시스템. - 청구항 1에 있어서,
제어부는 연료전지의 각 셀 중 제1전압 미만인 셀의 비율인 셀비율값 및 연료전지의 운전온도를 기반으로 바이패스라인의 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 연료전지 운전시스템.
- 청구항 2에 있어서,
제어부는 셀비율값이 제1비율 이상이고 연료전지의 운전온도가 제1온도 미만인 경우 배출된 산화가스를 연료전지 입구측으로 재공급하도록 바이패스라인의 밸브를 제어하고,
셀비율값이 제1비율 이상이고 연료전지의 운전온도가 제1온도 이상인 경우 또는 셀비율값이 제1비율 미만인 경우 배출된 산화가스를 배기라인으로 공급하도록 바이패스라인의 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 연료전지 운전시스템.
- 청구항 1에 있어서,
공기압축기는 배출된 산화가스를 연료전지 입구측으로 재공급하도록 바이패스라인의 밸브를 제어한 이후 일정시간 동안 작동되는 것을 특징으로 연료전지 운전시스템. - 청구항 1에 있어서,
제1전압은 연료전지의 사용에 따라 누적되는 파라미터가 증가할수록 감소하는 것을 특징으로 하는 연료전지 운전시스템. - 청구항 8에 있어서,
파라미터는 제1비율인 것을 특징으로 하는 연료전지 운전시스템. - 제어부에서 연료전지의 각 셀 중 제1전압 미만인 셀의 비율인 셀비율값을 기반으로 연료전지 스택에 공급되는 산화가스를 연료전지 입구측으로 재공급하는 바이패스라인의 밸브를 제어함으로써 연료전지 스택에 공급되는 산화가스의 유량을 제어하는 단계;
를 포함하는 연료전지 운전제어방법. - 청구항 10에 있어서,
유량을 제어하는 단계는,
바이패스라인의 밸브를 제어하는 경우 재순환블로워에서 연료전지 입구측으로 재공급하는 산화가스를 압축하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 운전제어방법. - 청구항 10에 있어서,
유량을 제어하는 단계에서,
셀비율값은 제1비율값 및 제1비율값보다 작은 제2비율값을 포함하고,
제어부에서 셀비율값이 제1비율값 이상인 경우 배출된 산화가스를 연료전지 입구측으로 재공급하도록 바이패스라인의 밸브를 제어하고,
셀비율값이 제1비율값 미만 제2비율값 이상인 경우 배출된 산화가스를 배기라인으로 공급하도록 바이패스라인의 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 연료전지 운전제어방법. - 청구항 10에 있어서,
유량을 제어하는 단계는,
셀비율값이 제1비율 이상인 경우 평균전압을 기반으로 급기라인에 포함된 연료전지 스택에 공급되는 산화가스의 공급량을 조절하는 공기조절기의 운전을 제어하고, 셀비율값이 제1비율 미만인 경우 평균전류를 기반으로 공기조절기의 운전을 제어하는 것을 특징으로 하는 연료전지 운전제어방법. - 청구항 10에 있어서,
유량을 제어하는 단계는,
제어부에서 연료전지의 각 셀 중 제1전압 미만인 셀의 비율인 셀비율값 및 연료전지의 운전온도를 기반으로 바이패스라인의 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 연료전지 운전제어방법. - 청구항 10에 있어서,
운전을 제어하는 단계는,
셀비율값이 제1비율 이상이고 연료전지의 운전온도가 제1온도 미만인 경우 배출된 산화가스를 연료전지 입구측으로 재공급하도록 바이패스라인의 밸브를 제어하고,
셀비율값이 제1비율 이상이고 연료전지의 운전온도가 제1온도 이상인 경우 또는 셀비율값이 제1비율 미만인 경우 배출된 산화가스를 배기라인으로 공급하도록 바이패스라인의 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 연료전지 운전제어방법.
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