KR20230020621A - 연료전지 차량의 열 관리 시스템 - Google Patents

연료전지 차량의 열 관리 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20230020621A
KR20230020621A KR1020210102182A KR20210102182A KR20230020621A KR 20230020621 A KR20230020621 A KR 20230020621A KR 1020210102182 A KR1020210102182 A KR 1020210102182A KR 20210102182 A KR20210102182 A KR 20210102182A KR 20230020621 A KR20230020621 A KR 20230020621A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
line
cooling
fuel cell
way valve
cooling water
Prior art date
Application number
KR1020210102182A
Other languages
English (en)
Inventor
원종보
최성경
Original Assignee
현대모비스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대모비스 주식회사 filed Critical 현대모비스 주식회사
Priority to KR1020210102182A priority Critical patent/KR20230020621A/ko
Publication of KR20230020621A publication Critical patent/KR20230020621A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/165—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control characterised by systems with two or more loops
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/02—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant
    • B60H1/14—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant otherwise than from cooling liquid of the plant, e.g. heat from the grease oil, the brakes, the transmission unit
    • B60H1/143—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant otherwise than from cooling liquid of the plant, e.g. heat from the grease oil, the brakes, the transmission unit the heat being derived from cooling an electric component, e.g. electric motors, electric circuits, fuel cells or batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • B60L58/32—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load
    • B60L58/33—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load by cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • B60L58/32—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load
    • B60L58/34—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load by heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/18—Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/10—Pumping liquid coolant; Arrangements of coolant pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/062—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
    • F02D41/064—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting at cold start
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04029—Heat exchange using liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04044—Purification of heat exchange media
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
    • H01M8/04253—Means for solving freezing problems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/043—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods
    • H01M8/04302—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods applied during start-up
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/043—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods
    • H01M8/04303—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods applied during shut-down
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • H01M8/04768—Pressure; Flow of the coolant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P2007/146—Controlling of coolant flow the coolant being liquid using valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2025/00—Measuring
    • F01P2025/08—Temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/18—Heater
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/008—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명은 연료전지 차량의 열 관리 시스템에 관한 것으로, 연료전지 스택, 제1 냉각수를 순환시키는 제1 펌프, 상기 제1 냉각수를 냉각시키는 제1 라디에이터, 상기 제1 펌프, 상기 제1 라디에이터, 상기 연료전지 스택을 경유하는 상기 제1 냉각수가 순환되는 제1 냉각 라인, 상기 연료전지 스택의 입구와 상기 제1 펌프의 출구 사이에 연결된 상기 제1 냉각 라인에서 분기 형성되어 상기 연료전지 스택을 경유하지 않는 제1 라인, 상기 제1 냉각수를 가열시키는 히터, 상기 히터를 경유하고 상기 제1 라디에이터의 출구와 연결된 상기 제1 냉각 라인에서 분기 형성되어 상기 제1 냉각수가 순환되는 가열 라인, 및 상기 제1 냉각 라인, 상기 제1 라인 중 적어도 하나로부터 공급되고 상기 제1 냉각 라인, 상기 가열 라인 중 적어도 하나로 공급하는 상기 제1 냉각수의 유량 및 경로를 조절하는 4방향 밸브를 포함한다.

Description

연료전지 차량의 열 관리 시스템{THERMAL MANAGEMENT SYSTEM FOR FUEL CELL VEHICLE}
본 발명은 연료전지 차량의 열 관리 시스템에 관한 것이다.
연료전지 차량은 연료전지를 동력원으로 사용하는 차량을 의미한다. 연료전지는 연료가 가지고 있는 화학에너지를 연소에 의해 열에너지로 바꾸지 않고 연료전지 스택 내에서 수소와 산소의 전기화학반응을 통해 전기에너지를 발생시키는 일종의 발전장치이다. 이 경우, 연료전지는 전기화학반응의 부산물로 열과 물을 배출한다.
이러한 연료전지 차량에 탑재되는 연료전지 시스템은 전기에너지를 발생시키는 연료전지 스택, 연료전지 스택에 연료(수소)를 공급하는 연료공급장치, 연료전지 스택에서의 전기화학반응에 필요한 산화제인 공기 중 산소를 공급하는 공기 공급장치, 연료전지 스택의 반응열을 시스템 외부로 제거하고 연료전지 스택의 운전 온도를 제어하고 물 관리 기능을 수행하는 열관리 시스템(TMS:Thermal Management System)으로 구성된다. 주지된 바와 같이, 열 관리 시스템(TMS)은, 냉각수 역할을 하는 부동액을 연료전지 스택으로 순환시켜 적정 온도(예를 들어, 60~70℃)를 유지시키는 일종의 냉각 장치이다. 열 관리 시스템은 냉각수가 순환하는 TMS 라인, 냉각수가 저장된 리저버, 냉각수를 순환시키는 펌프, 냉각수에 포함된 이온을 제거하는 이온 필터, 및 냉각수의 열을 외부로 방출하는 라디에이터를 포함할 수 있다. 또한, 열 관리 시스템은 냉각수를 가열하는 히터, 및 냉각수를 이용하여 연료전지 시스템이 포함된 장치(예: 차량)의 내부를 냉난방하는 공조유닛(예를 들어, 난방용 히터) 등을 포함할 수 있다. 열 관리 시스템은 연료전지 스택 뿐만 아니라 차량의 전장 부품의 적정 온도를 유지시킬 수 있다.
종래의 연료전지 열 관리 시스템은 냉각수의 이동경로를 결정해 온도 제어, 냉간 시동(cold start) 시 발전기의 예열, 셧 다운(shut down) 시 잔여 산소 소진(또는, 충돌 시 스택 내부 전력 소진), 장강판 주행 시 배터리 만충에 따른 회생제동 에너지 소진, 및 이온 필터 고온 노출 방지 등의 기능을 수행하도록 하는 온도제어밸브(CTV:Control Temperature Valve)와 냉각수 바이패스밸브(CBV:Coolant Bypass Valve)를 포함한다. 이 경우, 두 밸브(CTV, CBV)의 총 중량은 약 4kg에 달한다.
이에 따라 종래의 연료전지 열 관리 시스템은 2개의 밸브를 사용하므로, 시스템의 구조가 복잡하고 시스템의 중량이 크며 비용이 과다하게 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은, 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 시스템 구조를 단순화하고, 시스템 중량 및 비용을 절감할 수 있도록 1개의 4방 밸브를 사용하여 냉각수의 유량 및 경로를 제어하는 연료전지 차량의 열 관리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량의 열 관리 시스템은, 연료전지 스택, 제1 냉각수를 순환시키는 제1 펌프, 상기 제1 냉각수를 냉각시키는 제1 라디에이터, 상기 제1 펌프, 상기 제1 라디에이터, 상기 연료전지 스택을 경유하는 상기 제1 냉각수가 순환되는 제1 냉각 라인, 상기 연료전지 스택의 입구와 상기 제1 펌프의 출구 사이에 연결된 상기 제1 냉각 라인에서 분기 형성되어 상기 연료전지 스택을 경유하지 않는 제1 라인, 상기 제1 냉각수를 가열시키는 히터, 상기 히터를 경유하고 상기 제1 라디에이터의 출구와 연결된 상기 제1 냉각라인에서 분기 형성되어 상기 제1 냉각수가 순환되는 가열 라인, 및 상기 제1 냉각 라인, 상기 제1 라인 중 적어도 하나로부터 공급되고 상기 제1 냉각 라인, 상기 가열 라인 중 적어도 하나로 공급하는 상기 제1 냉각수의 유량 및 경로를 조절하는 4방향 밸브를 포함한다.
본 발명에 따른 연료전지 차량의 열 관리 시스템은 2종의 냉각수 밸브 대신 1종의 4방 냉각수 밸브를 사용하여 냉각수의 유량 및 경로를 제어하므로, 시스템 중량 및 원가를 절감할 수 있고, 조립공정수를 축소할 수 있으며, 시스템 단순화에 따라 제어논리(control logic)를 단순화할 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 연료전지 차량의 열 관리 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2a는 본 발명에 따른 연료전지 차량의 열 관리 시스템의 4방 밸브를 나타낸 정면 사시도이다.
도 2b는 본 발명에 따른 연료전지 차량의 열 관리 시스템의 4방 밸브를 나타낸 배면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량의 열 관리 시스템으로서, 차량의 냉간 시동 시 또는 셧 다운 시 밸브 제어에 따른 냉각수의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량의 열 관리 시스템으로서, 차량의 운전 중 밸브 제어에 따른 냉각수의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량의 열 관리 시스템으로서, 차량의 운전 중 밸브 제어에 따른 냉각수의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량의 열 관리 시스템으로서, 차량의 운전 중 밸브 제어에 따른 냉각수의 흐름을 나타낸 도면이다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리 또는 외장 메모리)에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램)로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 연료전지 차량의 열 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 연료전지 차량의 열 관리 시스템(100)은 연료전지 스택(10), 제1 펌프(20), 제1 라디에이터(30), 히터(40), 4방 밸브(4-Way Valve), 이온 필터(60), 공조유닛(70), 및 제어기(80)를 포함할 수 있다. 또한, 연료전지 차량의 열 관리 시스템(100)은 제2 라디에이터(90), 차량의 전장부품(power electronic parts)(200), 및 제2 펌프(205)를 더 포함할 수 있다.
연료전지 차량의 열 관리 시스템(100)은 제1 냉각수가 순환되며 냉각 또는 가열 루프를 형성하는 제1 냉각 라인(110), 가열 라인(120), 제1 라인(130), 제2 라인(140)을 포함할 수 있고, 제2 냉각수가 순환되는 제2 냉각 라인(150)을 더 포함할 수 있다. 실시 예에서, 연료전지 차량의 열 관리 시스템(100)은 제1 냉각수와 제2 냉각수의 열을 상호 교환시키는 열 교환기(미도시)를 더 포함할 수 있으나, 생략 가능하다.
제1 냉각 라인(110)은 연료전지 스택(10), 제1 펌프(20), 제1 라디에이터(30), 4방 밸브(50)를 경유하며 연료전지 스택(10)에서 발생한 열을 제1 라디에이터(30)를 통해 외부로 방출하는 냉각 루프(냉각 순환 경로)를 형성할 수 있다.
가열 라인(120)은 제1 냉각수를 가열하기 위하여 제1 냉각 라인(110)과 가열 루프(가열 순환 경로)를 형성할 수 있다. 가열 라인(120)의 일단은 4방 밸브(50)와 연결되고, 다른 일단은 제1 펌프(20)의 입구와 제1 라디에이터(30)의 출구 사이에 위치하는 제1 냉각 라인(110) 상의 제1 지점에 연결될 수 있다. 여기서, 제1 펌프(20) 및 제1 라디에이터(30)의 입구는 제1 냉각수가 제1 펌프(20) 및 제1 라디에이터(30)에 유입되는 입구로 정의될 수 있고 제1 펌프(30) 및 제1 라디에이터(30)의 출구는 제1 펌프(20) 및 제1 라디에이터(30)를 통과한 제1 냉각수가 배출되는 출구로 정의될 수 있다. 또한, 제1 펌프(20)의 입구와 제1 라디에이터(30)의 출구 사이에 위치하는 제1 냉각 라인(110)은 제1 라디에이터(30)로부터 배출된 제1 냉각수가 제1 펌프(20)의 입구까지 유동하는 구간으로 정의될 수 있다.
제1 라인(130)은 히터(40)로부터 배출된 제1 냉각수가 연료전지 스택(10)을 경유하지 않도록 할 수 있다. 즉, 제1 라인(130)은 제1 냉각수의 경로를 우회(bypass)시키는 역할을 할 수 있다. 이는 냉간 시동(cold start) 시 냉각된 제1 냉각수가 연료전지 스택(10)으로 바로 흐르지 않도록 하여 냉간 시동 능력을 확보하기 위함이다. 제1 라인(130)의 일단은 4방 밸브(50)와 연결되고, 다른 일단은 제1 펌프(20)의 출구와 연료전지 스택(10)의 입구 사이에 위치하는 제1 냉각 라인(110) 상의 제2 지점에 연결될 수 있다. 여기서, 연료전지 스택(10)의 입구는 제1 냉각수가 연료전지 스택(10)에 유입되는 입구로 정의될 수 있다. 또한, 제1 펌프(20)의 출구와 연료전지 스택(10)의 입구 사이에 위치하는 제1 냉각 라인(110)은 제1 펌프(20)로부터 배출된 제1 냉각수가 연료전지 스택(10)의 입구까지 유동하는 구간으로 정의될 수 있다.
제2 라인(140)은 공조유닛(HAVC UNIT)(70)을 가열하기 위하여 난방 루프를 형성할 수 있다. 일 예로, 제2 라인(140)은 공조유닛(70)의 난방용 히터를 가열하는 루프를 형성할 수 있다. 예를 들어, 제2 라인(140)의 각 단은 제1 펌프(20)의 입구 및 출구에 위치하는 제1 냉각 라인(110) 상의 제3 지점 및 제4 지점에 연결되고, 제1 냉각수 중 일부가 제2 라인(140)을 통해 순환할 수 있다.
연료전지 스택(10)은 제1 냉각 라인 상에 배치되며, 연료(예를 들어, 수소)와 산화제(예를 들어, 공기)의 산화환원반응을 통해 전기를 생산할 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있다. 일 예로, 연료전지 스택(10)은, 수소 이온이 이동하는 전해질막을 중심으로 막의 양쪽에 전기화학반응이 일어나는 촉매전극층이 부착된 막전극접합체(membrane electrode assembly, MEA)(미도시), 반응기체들을 고르게 분포시키고 발생된 전기에너지를 전달하는 역할을 수행하는 기체확산층(gas diffusion layer, GDL)(미도시), 반응기체들 및 제1 냉각수의 기밀성과 적정 체결압을 유지하기 위한 가스켓 및 체결기구, 그리고 반응기체들 및 제1 냉각수를 이동시키는 분리판(bipolar plate)(미도시)을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 연료전지 스택(10)에서 연료인 수소와 산화제인 공기(산소)가 분리판의 유로를 통해 막전극접합체의 애노드(anode)와 캐소드(cathode)로 각각 공급되는데, 수소는 애노드로 공급되고, 공기는 캐소드로 공급될 수 있다. 애노드로 공급된 수소는 전해질막의 양쪽에 구성된 전극층의 촉매에 의해 수소 이온(proton)과 전자(electron)로 분해되며, 이 중 수소 이온만이 선택적으로 양이온교환막인 전해질막을 통과하여 캐소드로 전달되고, 동시에 전자는 도체인 기체확산층과 분리판을 통해 캐소드로 전달될 수 있다. 캐소드에서는 전해질막을 통해 공급된 수소 이온과 분리판을 통해 전달된 전자가 공기공급장치에 의해 캐소드로 공급된 공기 중 산소와 만나서 물을 생성하는 반응을 일으킬 수 있다. 이때 일어나는 수소 이온의 이동에 기인하여 외부 도선을 통한 전자의 흐름이 발생하며, 이러한 전자의 흐름으로 전류가 생성될 수 있다.
또한, 연료전지 스택(10)의 입구 쪽 제1 냉각 라인(110) 상에 연료전지 스택(10)으로 흐르는 제1 냉각수의 온도를 측정하기 위한 제1 온도 센서(11)를 포함할 수 있다.
제1 펌프(20)는 제1 냉각 라인(110) 상에 배치되며, 제1 냉각수를 강제적으로 유동시키도록 설정될 수 있다. 제1 펌프(20)는 제1 냉각수를 펌핑할 수 있는 다양한 수단을 포함할 수 있으며 제1 펌프(20)의 종류 및 개수가 본 문서에서 제한되는 것은 아니다.
제1 라디에이터(Radiator, RAD)(30)는 제1 냉각 라인(110) 상에 배치되며, 연료전지 스택(10)에서 발생되는 열에너지로 인해 승온된 제1 냉각수를 냉각시키도록 설정될 수 있다. 제1 라디에이터(30)는 제1 냉각수와 외부 공기(ambient air) 간의 열 교환으로 냉각수의 온도가 하강하게 한다. 제1 라디에이터(30)는 열 교환 효율을 높이기 위해 외부 공기를 제1 라디에이터(30)에 공급하여 냉각수를 냉각시키는 적어도 하나의 냉각팬(cooling fan)을 포함할 수 있다. 제1 라디에이터(30)는 제1 냉각수를 냉각시킬 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있으며, 제1 라디에이터(30)의 종류 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 제1 라디에이터(30)는 제1 냉각수가 저장되는 제1 리저버(31)에 연결될 수 있다.
히터(40)는 가열 라인(40) 상에 배치된다. 히터(40)는 장강판 주행 중 배터리가 만충되면 회생제동으로 생산되는 전기에너지를 공급받아 냉각수 가열에 소진한다. 히터(40)는 냉간 시동(cold start) 시 연료전지 스택(10)에서 생산되는 전기에너지 또는 배터리(고전압 배터리)로부터 공급되는 전기에너지를 이용하여 냉각수를 가열하여 제1 냉각수의 온도를 상승시킨다. 히터(40)는 차량 셧 다운(shut down) 시 또는 차량 충돌 시 연료전지 스택(10) 내에 잔류하는 산소와 수소를 제거하여 연료전지 스택(10)의 열화를 방지한다. 히터(40)는 가열 라인(120) 상에서 흐르는 제1 냉각수의 온도를 측정하기 위한 제2 온도 센서(41)를 포함할 수 있다. 히터(40)는 제1 냉각수를 가열할 수 있는 다양한 수단을 포함할 수 있으며 히터(40)의 종류 및 개수가 본 문서에서 제한되는 것은 아니다.
4방 밸브(4-Way Valve)(50)는 제1 냉각 라인(110)의 입구(111), 제1 냉각 라인(110)의 출구(112), 가열 라인(120)의 입구(121), 제1 라인(130)의 출구(131)와 연결되어 제1 냉각수의 유동 경로를 결정해 주는 역할을 한다. 4방 밸브(50)는 다양한 실시예에 따라 제1 냉각 라인 입구(111), 제1 냉각 라인 출구(112), 가열 라인 입구(121), 제1 라인 출구(131)와 니플(nipple) 또는 호스(hose)로 연결되거나 직체결(direct coupling) 방식으로 연결될 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 연료전지 차량의 열 관리 시스템의 4방 밸브를 나타낸 정면 사시도 및 배면 사시도이다. 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 4방 밸브(50)는 2단 적층형 밸브로 구성될 수 있다. 일 예로, 제1 냉각 라인 입구(111), 제1 냉각 라인 출구(112), 가열 라인 입구(121)는 4방 밸브(50)의 하부에 위치할 수 있고, 제1 라인 출구(131)는 4방 밸브(50)의 상부에 위치할 수 있다.
다시 도 1을 참조하여, 4방 밸브(50)는 제1 냉각수의 유동 경로를 선택적으로 전환할 수 있는 다양한 밸브 수단을 포함할 수 있다. 일 예로, 4방 밸브(50)는 하나의 회전축(shaft)(54)을 포함할 수 있고 회전축(54)의 회전 각도에 따라 제1 냉각 라인(110), 가열 라인(120), 제1 라인(130) 상에서 흐르는 제1 냉각수의 유량 및 경로를 조절할 수 있는 제1 출입구(51), 제2 출입구(52), 제3 출입구(53)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 회전축(54)은 내부에 제1 냉각수가 흐를 수 있는 공간을 형성할 수 있다. 이러한 회전축(54) 내부의 공간이 제1 출입구(51), 제2 출입구(52), 제3 출입구(53)와 연결되어 제1 출입구(51), 제2 출입구(52), 제3 출입구(53) 중 적어도 하나로부터 흐르는 제1 냉각수가 회전축(54) 내부의 공간을 지나 제1 출입구(51), 제2 출입구(52), 제3 출입구(53) 중 적어도 하나로 흐를 수 있다. 또한, 제1 출입구(51), 제2 출입구(52), 제3 출입구(53)는 회전축(54)에 고정됨으로써 회전축(54)의 회전에 따라 함께 회전할 수 있다. 이 경우, 회전축(54)의 회전 각도에 따라 제1 출입구(51), 제2 출입구(52), 제3 출입구(53)가 제1 냉각 라인 입구(111), 제1 냉각 라인 출구(112), 가열 라인 입구(121), 제1 라인 출구(131) 중 적어도 하나에 위치하거나 제1 냉각 라인 입구(111), 제1 냉각 라인 출구(112), 가열 라인 입구(121), 제1 라인 출구(131) 중 어디에도 위치하지 않을 수 있다. 즉, 제1 출입구(51), 제2 출입구(52), 제3 출입구(53)의 위치에 따라 제1 냉각라인 출구(112)와 제1 라인 출구(131) 중 적어도 하나로부터 공급되고 제1 냉각 라인 입구(111)와 가열 라인 입구(121) 중 적어도 하나로 공급하는 제1 냉각수의 유량 및 경로를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제1 출입구(51)가 제1 냉각 라인 출구(112)에 위치하고 제2 출입구(52)가 제1 냉각 라인 입구(111)와 가열 라인 입구(121) 사이에 위치하고 제3 출입구가 제1 냉각 라인 입구(111)에 위치하게 되면 제1 냉각 라인 입구(111)와 제1 냉각 라인 출구(112)가 개방되고 제1 라인 출구(131)와 가열 라인 입구(121)는 폐쇄되어 제1 냉각수는 제1 냉각 라인(110)만을 순환하게 된다.
다른 예로, 4방 밸브(50)는 더욱 정밀한 제1 냉각수의 유량 분배 제어가 필요한 경우 여러 개의 회전축(shaft) 및/또는 여러 개의 모터를 포함할 수 있다.
4방 밸브(50)는 연료전지 스택(10)의 출구에 위치하여 연료전지 스택(10)을 통과한 제1 냉각수의 온도를 측정하기 위한 온도 센서(미도시)를 포함할 수 있다.
이온 필터(60)는 제2 라인(140) 상에 배치되며, 제1 냉각수의 이온을 필터링(filtering)하는 역할을 할 수 있다. 시스템의 부식이나 용출(exudation) 등으로 인해 제1 냉각수의 전기전도도가 증가하면 제1 냉각수로 전기가 흐르게 되어 연료전지 스택(10)이 단락되거나 제1 냉각수 쪽으로 전류가 흐르게 되는 문제점이 발생하게 되므로, 제1 냉각수는 낮은 전기전도도를 유지할 수 있어야 한다. 이온 필터(60)는 제1 냉각수의 전기전도도를 일정 수준 이하로 유지할 수 있도록 제1 냉각수에 포함된 이온을 제거하도록 설정될 수 있다. 이와 같이, 연료전지 스택(10)으로 유동되는 제1 냉각수의 공급이 차단(4방 밸브(50)의 제1 냉각 라인 출구(112) 차단)되는 냉간 시동 시, 제1 냉각수는 가열 라인(120)의 히터(40)를 경유하며 순환(가열 루프)함과 동시에, 제2 라인(140)을 따라서도 순환하도록 하는 것에 의하여 냉간 시동 시에도 제2 라인(140)에 구비된 이온 필터(60)에 의한 필터링(제1 냉각수에 포함된 이온 제거)이 가능하다. 따라서, 냉간 시동 직후 연료전지 스택(10)으로 유입되는 제1 냉각수의 전기전도도를 일정 수준 이하로 유지시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
제2 냉각 라인(150)은 차량의 전장 부품(200)을 경유하도록 구성되며, 제2 냉각수는 제2 냉각 라인(150)을 따라서 순환할 수 있다. 여기서, 차량의 전장부품(200)은, 차량의 전원을 에너지원으로 사용하는 부품으로 이해될 수 있으며, 전장부품(200)의 종류 및 개수에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 전장부품(200)은 연료전지 스택(10)과 차량의 고전압 배터리(미도시) 사이에 구비되는 BHDC(bi-directional high voltage DC-DC converter)(210), 연료전지 스택(10)의 구동을 위한 외기를 공급하는 블로어(미도시)를 제어하는 BPCU(blower pump control unit)(220), 고전압 배터리에서 공급받은 직류 고전압을 직류 저전압으로 변환하는 LDC(low-voltage DC-DC converter)(230), 연료전지 스택(10)으로 공급되는 공기를 압축하는 공기압축기(air compressor, ACP)(240), 및 에어쿨러(air cooler)(250) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 전장부품(200)은 DC-DC 벅/부스트(buck/boost)(미도시) 컨버터를 더 포함할 수 있다.
제2 냉각 라인(150) 상에는 제2 냉각수를 강제적으로 유동시키기 위한 제2 펌프(205)가 배치될 수 있다. 제2 펌프(205)는 제2 냉각수를 펌핑할 수 있는 펌핑 수단을 포함할 수 있으며, 제2 펌프(205)의 종류 및 특성이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
제2 냉각 라인(150) 상에는 제2 냉각수를 냉각시키기 위한 제2 라디에이터(90)가 배치될 수 있다. 제2 라디에이터(90)는 제2 냉각수를 냉각시킬 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있으며, 제2 라디에이터(90)의 종류 및 구조가 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 제2 라디에이터(90)는 제2 냉각수가 저장되는 제2 리저버(91)에 연결될 수 있다.
열 교환기(미도시)는 제1 냉각수와 제2 냉각수의 열을 상호 교환하도록 설정될 수 있다. 열 교환기(미도시)가 포함되는 경우, 제1 냉각라인(110) 및 제2 냉각 라인(150)은 제1 냉각수 및 제2 냉각수가 열 교환을 수행하면서 유동할 수 있는 TMS(thermal management system) 라인을 구성할 수 있으며, 이 경우 제1 냉각수 또는 제2 냉각수는 TMS 라인 상에서 냉매(cooling medium) 또는 열매(heat medium)로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 전장 부품을 냉각하는 제2 냉각수의 온도가 연료전지 스택(10)을 냉각하는 제1 냉각수의 온도보다 상대적으로 낮게 형성되므로, 연료전지 차량의 열 관리 시스템(100)은 제1 냉각수와 제2 냉각수를 상호 열교환시키는 것에 의해 제1 라디에이터(30)의 용량을 증가시키지 않고도 제1 냉각수의 온도를 낮출 수 있고, 연료전지 스택(10)의 냉각 효율을 향상시킬 수 있으며, 안전성 및 신뢰성을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 연료전지 차량의 열 관리 시스템(100)은 주행풍을 사용할 수 없는 차량(예를 들어, 건설기계)의 정차 중에 제1 냉각수의 온도를 낮출 수 있으므로, 연료전지 스택(10)의 고출력 운전을 보장하고 안전성 및 내구성을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 열 교환기(미도시)는 제1 라디에이터(30)의 출구와 연료전지 스택(10)의 사이에서 제1 냉각 라인(110)에 연결되고, 제2 냉각 라인(150)은 열 교환기(미도시)를 경유하도록 제2 라디에이터(90)의 출구와 전장 부품을 연결할 수 있다. 예를 들어, 제1 냉각수는 제1 냉각 라인(110)에 연결된 열 교환기(미도시)를 따라 유동 될 수 있으며, 제2 냉각라인(150)은 제1 냉각수에 노출(예를 들어, 제1 냉각수가 제2 냉각 라인(150)의 둘레를 따라 유동)되도록 열 교환기(미도시)의 내부를 통과할 수 있다. 이와 같이, 연료전지 차량의 열 관리 시스템(100)은 제1 냉각수와 제2 냉각수의 상호 열 교환에 의해 연료전지 스택(10)으로 유입되는 제1 냉각수의 온도를 낮출 수 있다. 제1 라디에이터(30)를 통과한 제1 냉각수의 제1 온도는 제2 라디에이터(90)를 통과한 제2 냉각수의 제2 온도보다 높게 형성되고, 열 교환기(미도시)를 통과한 제1 냉각수의 제3 온도는 제1 온도보다 낮게 형성될 수 있다. 일 예로, 제1 냉각수의 제1 온도는 제2 냉각수의 제2 온도보다 대략 10℃ 높게 형성될 수 있으며, 열 교환기(미도시)를 통과(제2 냉각수와 열 교환)한 제1 냉각수의 제3 온도는 제1 온도보다 1℃ 낮게 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 열 교환기(미도시)는 제1 라디에이터(30)와 별도로 배치될 수 있지만, 다른 실시예에서 열 교환기(미도시)는 제1 라디에이터(30)에 직접 연결될 수 있다. 예를 들어, 열 교환기(미도시)는 제1 라디에이터(30)의 지정된 위치(좌측 상단부)에 연결될 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 연료전지 차량의 열 관리 시스템(100)은, 연료전지 스택(10)의 입구와 제1 냉각 라인(110), 제1 라인(130)이 만나는 지점 사이에 배치되며 연료전지 스택(10)으로 흘러 들어가는 제1 냉각수의 온도를 측정하기 위한 제1 온도 센서(11), 히터(40) 내에 배치되며 히터(40)를 통과하는 제1 냉각수의 온도를 측정하기 위한 제2 온도 센서(41), 연료전지 스택(10)의 출구와 4방 밸브(50) 사이에 배치되거나 또는 4방 밸브(50) 내에 배치되며 연료전지 스택(10)으로부터 흘러 나오는 제1 냉각수의 온도를 측정하기 위한 제3 온도 센서(미도시)를 포함할 수 있다.
제어기(80)는 제1 온도 센서(11), 제2 온도 센서(41), 제3 온도 센서(미도시)에서 측정된 온도에 기초하여 제1 냉각수의 유량 및 경로를 조절하도록 4방 밸브(50)의 회전축(shaft)(54)의 회전 각도를 제어하고, 히터(40)의 전원을 제어할 수 있다. 이러한 제어기(80)는 통신모듈(미도시), 프로세서(미도시) 및 메모리(미도시)를 포함할 수 있다. 통신 모듈은 제어기(80)가 차량 네트워크 예컨대, CAN(Controller Area Network) 등을 통해 연결되는 전자제어장치와 데이터를 송수신할 수 있게 한다. 프로세서는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit), DSP(Digital Signal Processor), PLD(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), CPU(Central Processing Unit), 마이크로 컨트롤러(microcontrollers) 및 마이크로 프로세서(microprocessors) 중 적어도 하나로 구현될 수 있다. 메모리는 프로세서가 정해진 동작을 수행하도록 프로그래밍된 소프트웨어를 저장할 수 있다. 또한, 메모리는 프로세서의 동작에 따른 입력 데이터 및/또는 출력 데이터를 저장할 수 있다. 메모리는 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read Only Memory, ROM), PROM(Programmable Read Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM), EPROM(Erasable and Programmable ROM) 및 레지스터 등의 저장매체(기록매체) 중 적어도 하나로 구현될 수 있다.
일 예로, 제어기(80)는 4방 밸브(50) 및/또는 히터(40)와 별도로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 제어기(80)가 4방 밸브(50) 및/또는 히터(40) 내에 탑재되도록 구성될 수도 있다.
이하에서는 도 3, 도 4a, 도 4b, 및 도 4c를 참조하여 제어기(80)의 동작을 보다 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량의 열 관리 시스템으로서, 차량의 냉간 시동(cold start) 시 또는 셧 다운(shut down) 시 밸브 제어에 따른 냉각수의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 구성 중 참조 번호가 동일한 구성은 도 1에 도시된 구성과 동일한 기능을 수행하며, 이하에서 중복되는 설명은 생략한다.
도 3을 참조하여 차량의 냉간 시동(cold start) 시 또는 셧 다운(shut down) 시 4방 밸브 제어에 따른 냉각수의 흐름을 설명한다. 먼저, 제1 냉각수의 온도가 방랭 한계 온도보다 낮은 경우는 냉간 시동 단계라고 정의될 수 있다. 이러한 냉간 시동 단계에서는 차량의 원활한 시동을 위하여 연료전지 스택(10)으로 공급되는 제1 냉각수의 온도를 높일 필요가 있다. 이를 위해 제어기(80)는 제1 온도 센서(11), 제2 온도 센서(41), 제3 온도 센서(미도시)로부터 측정된 제1 냉각수의 온도가 방랭 한계 온도보다 낮은 경우 4방 밸브(50)의 회전축(54)의 회전 각도를 제어하여 4방 밸브(50)의 제1 출입구(51)가 제1 라인 출구(131)와 연결되고, 제2 출입구(52)가 가열 라인 입구(121)와 연결되며, 제3 출입구(53)가 가열 라인 입구(121)와 제1 냉각 라인 입구(111) 사이에 위치하도록 하며 히터(40)의 전원을 켜도록 제어할 수 있다. 이 경우, 제1 냉각수는 제1 펌프(20), 제1 라인(130), 4방 밸브(50), 가열 라인(120), 히터(40), 제1 냉각 라인(110), 제1 펌프(20)를 순서대로 순환하며 가열 루프를 형성할 수 있다. 즉, 히터(40)에 의해 가열된 제1 냉각수는 연료전지 스택(10)을 경유하지 않고 제1 라인(130)으로 우회(bypass)할 수 있다. 이와 같이 연료전지 스택(10)으로의 제1 냉각수 공급이 차단된 상태에서, 제2 라인(140)을 따라 제1 냉각수가 순환하게 되어 공조유닛(70)을 경유하는 제2 라인(140)을 흐르는 제1 냉각수의 온도를 일정 온도 이상으로 유지할 수 있다.
또한, 차량 셧 다운 단계에서는 연료전지 스택(10) 내에 잔류하는 산소와 수소를 제거하여 연료전지 스택(10)의 열화를 방지할 필요가 있다. 이를 위해 제어기(80)는 차량 셧 다운을 감지하여 연료전지 스택(10) 내부 잔여 에너지를 소모하기 위하여 4방 밸브(50)의 회전축(54)을 상술한 냉간 시동 단계에서와 마찬가지로 제어하며 히터(40)의 전원을 켜도록 제어할 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량의 열 관리 시스템으로서, 차량의 운전 중 밸브 제어에 따른 냉각수의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 4a 내지 도 4c에 도시된 구성 중 참조 번호가 동일한 구성은 도 1 또는 도 3에 도시된 구성과 동일한 기능을 수행하며, 이하에서 중복되는 설명은 생략한다.
도 4a를 참조하여 운전 중 차량의 고출력 운전 시 4방 밸브 제어에 따른 냉각수의 흐름을 설명한다. 먼저, 제1 냉각수의 온도가 방열 한계 온도보다 높은 경우는 차량 고출력 운전 단계라고 정의될 수 있다. 이러한 고출력 운전 단계에서는 연료전지 스택(10)의 발열량이 많아지고 제1 냉각수의 온도가 높아지므로, 제1 라디에이터(30)를 통과시켜 제1 냉각수의 온도를 감소시킬 필요가 있다.
이를 위해 제어기(80)는 제1 온도 센서(11), 제2 온도 센서(41), 제3 온도 센서(미도시)로부터 측정된 제1 냉각수의 온도가 방열 한계 온도보다 높은 경우 4방 밸브(50)의 회전축(54)의 회전 각도를 제어하여 4방 밸브(50)의 제1 출입구(51)가 제1 냉각 라인 출구(112)와 연결되고, 제2 출입구(52)가 가열 라인 입구(121)와 제1 냉각 라인 입구(111) 사이에 위치하며, 제3 출입구(53)가 제1 냉각 라인 입구(111)에 연결되도록 제어할 수 있다. 이 경우, 제1 냉각수는 제1 라디에이터(30), 제1 펌프(20), 연료전지 스택(10), 4방 밸브(50), 제1 라디에이터(30)를 순서대로 순환하며 냉각 루프를 형성할 수 있다. 즉, 제1 라디에이터(30)에 의해 냉각된 제1 냉각수는 제1 냉각 라인(110) 상에서 제1 펌프(20)에 의해 펌핑되어 연료전지 스택(10)으로 흐를 수 있다.
도 4b 및 도 4c를 참조하여 운전 중 연료전지 차량의 열 관리 시스템(100)의 적정 온도를 위한 4방 밸브 제어에 따른 냉각수의 흐름을 설명한다. 차량의 시동 이후 운전 중 제어기(80)는 제1 냉각수의 온도에 따라 적정 온도를 유지하기 위해 연료전지 스택(10)을 통과한 제1 냉각수가 제1 라디에이터(30)를 통과하거나 통과하지 않도록 제1 냉각수의 경로를 선택적으로 제어한다.
먼저, 도 4b를 참조하면, 제1 냉각수의 온도가 적정 온도보다 높아진 경우 제1 냉각수의 일부를 제1 라디에이터(30)에 통과시켜 온도를 감소시킬 필요가 있다. 이를 위해 제어기(80)는 제1 온도 센서(11), 제2 온도 센서(41), 제3 온도 센서(미도시)로부터 측정된 제1 냉각수의 온도가 적정 온도보다 높고 방열 한계 온도보다는 낮은 경우 4방 밸브(50)의 회전축(54)의 회전 각도를 제어하여 4방 밸브(50)의 제1 출입구(51)가 제1 냉각 라인 출구(112)와 연결되고, 제2 출입구(52)가 가열 라인 입구(121)에 연결되며, 제3 출입구(53)가 제1 냉각 라인 입구(111)에 연결되도록 제어하며 히터(40)의 전원을 끄도록 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 측정된 제1 냉각수의 온도에 따라 4방 밸브(50)의 회전축(54)의 회전 각도를 통해 제2 출입구(52)와 제3 출입구(53)의 개도량을 적절히 조절하여 제1 라디에이터(30)와 히터(40)에 공급되는 제1 냉각수의 유량을 제어할 수 있는데, 제2 출입구(52)의 개도량이 x%라면 제3 출입구(53)의 개도량은 (100-x)%로 설정될 수 있다. 이 경우, 제1 냉각수는 연료전지 스택(10), 4방 밸브(50), 제1 냉각 라인(110), 제1 라디에이터(30), 제1 펌프(20), 연료전지 스택(10)을 순서대로 순환하거나 연료전지 스택(10), 4방 밸브(50), 가열 라인(120), 히터(40), 제1 냉각 라인(110), 제1 펌프(20), 연료전지 스택(10)을 순서대로 순환할 수 있다. 즉, 제1 냉각수는 두 개의 루프를 형성하며 적정 온도로 조절될 수 있다.
다음, 도 4c를 참조하면, 제1 냉각수의 온도가 적정 온도보다 낮아진 경우 제1 냉각수를 제1 라디에이터(30)를 통과하지 않도록 하여 온도를 증가시킬 필요가 있다. 이를 위해 제어기(80)는 제1 온도 센서(11), 제2 온도 센서(41), 제3 온도 센서(미도시)로부터 측정된 제1 냉각수의 온도가 적정 온도보다 낮고 방랭 한계 온도보다는 높은 경우 4방 밸브(50)의 회전축(54)의 회전 각도를 제어하여 4방 밸브(50)의 제1 출입구(51)가 제1 냉각 라인 출구(112)와 연결되고, 제2 출입구(52)가 가열 라인 입구(121)에 연결되며, 제3 출입구(53)가 가열 라인 입구(121)와 제1 냉각 라인 입구(111) 사이에 위치하도록 제어하며 히터(40)의 전원을 끄도록 제어할 수 있다. 이 경우, 제1 냉각수는 연료전지 스택(10), 4방 밸브(50), 가열 라인(120), 히터(40), 제1 냉각 라인(110), 제1 펌프(20), 연료전지 스택(10)을 순서대로 순환하며 적정 온도로 조절될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 연료전지 스택
11: 제1 온도 센서
20: 제1 펌프
30: 제1 라디에이터
31: 제1 리저버
40: 히터
41: 제2 온도 센서
50: 4방 밸브(4-Way Valve)
51: 제1 출입구
52: 제2 출입구
53: 제3 출입구
54: 회전축
60: 이온 필터
70: 공조유닛
80: 제어기
90: 제2 라디에이터
91: 제2 리저버
100: 연료전지 차량의 열 관리 시스템
110: 제1 냉각 라인
111: 제1 냉각 라인 입구
112: 제1 냉각 라인 출구
120: 가열 라인
121: 가열 라인 입구
130: 제1 라인
131: 제1 라인 출구
140: 제2 라인
150: 제2 냉각 라인
200: 전장부품
205: 제2 펌프
210: BHDC(bi-directional high voltage DC-DC converter)
220: BPCU(blower pump control unit)
230: LDC(low-voltage DC-DC converter)
240: ACP(air compressor)
250: ACL(air cooler)

Claims (20)

  1. 연료전지 차량의 열 관리 시스템에 있어서,
    연료전지 스택;
    제1 냉각수를 순환시키는 제1 펌프;
    상기 제1 냉각수를 냉각시키는 제1 라디에이터;
    상기 제1 펌프, 상기 제1 라디에이터, 상기 연료전지 스택을 경유하는 상기 제1 냉각수가 순환되는 제1 냉각 라인;
    상기 연료전지 스택의 입구와 상기 제1 펌프의 출구 사이에 연결된 상기 제1 냉각 라인에서 분기 형성되어 상기 연료전지 스택을 경유하지 않는 제1 라인;
    상기 제1 냉각수를 가열시키는 히터;
    상기 히터를 경유하고 상기 제1 라디에이터의 출구와 연결된 상기 제1 냉각 라인에서 분기 형성되어 상기 제1 냉각수가 순환되는 가열 라인; 및
    상기 제1 냉각 라인, 상기 제1 라인 중 적어도 하나로부터 공급되고 상기 제1 냉각 라인, 상기 가열 라인 중 적어도 하나로 공급하는 상기 제1 냉각수의 유량 및 경로를 조절하는 4방향 밸브를 포함하는, 연료전지 차량의 열 관리 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 4방향 밸브는 하나의 회전축(shaft)을 가지고 상기 회전축의 회전 각도에 따라 상기 4방향 밸브에 유입되거나 상기 4방향 밸브로부터 유출되는 상기 제1 냉각수의 유량 및 경로를 조절할 수 있는 3방향 출입구를 포함하는, 연료전지 차량의 열 관리 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 4방향 밸브의 상기 회전축의 회전 각도를 제어하고, 상기 히터의 전원을 제어하는 제어기를 포함하는, 연료전지 차량의 열 관리 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어기는,
    차량 냉간 시동(cold start) 시 상기 제1 냉각수의 온도가 방랭 한계 온도 이하인 경우 상기 제1 라인, 상기 가열 라인과 연결되는 상기 4방향 밸브의 출입구가 개방 되고, 상기 제1 냉각 라인과 연결되는 상기 4방향 밸브의 출입구가 폐쇄 되도록 상기 회전축의 회전 각도를 제어하고, 상기 히터의 전원을 켜도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 연료전지 차량의 열 관리 시스템.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어기는,
    차량 셧 다운(shut down) 시 상기 제1 라인, 상기 가열 라인과 연결되는 상기 4방향 밸브의 출입구가 개방 되고, 상기 제1 냉각 라인과 연결되는 상기 4방향 밸브의 출입구가 폐쇄 되도록 상기 회전축의 회전 각도를 제어하고, 상기 히터의 전원을 켜도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 연료전지 차량의 열 관리 시스템.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어기는,
    차량 고출력 운전 시 상기 제1 냉각수의 온도가 방랭 한계 온도보다 높은 방열 한계 온도 이상인 경우 상기 제1 냉각 라인과 연결되는 상기 4방향 밸브의 출입구가 개방 되고, 상기 제1 라인, 상기 가열 라인과 연결되는 상기 4방향 밸브의 출입구가 폐쇄 되도록 상기 회전축의 회전 각도를 제어하는 것을 특징으로 하는, 연료전지 차량의 열 관리 시스템.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 제1 냉각수의 온도가 방랭 한계 온도보다 높은 적정 온도 이상이고, 상기 적정 온도보다 높은 방열 한계 온도 미만인 경우 상기 제1 냉각 라인의 출구와 연결되는 상기 4방향 밸브의 출입구가 개방 되고, 상기 제1 라인과 연결되는 상기 4방향 밸브의 출입구가 폐쇄 되고, 적정 온도 조절을 위해 상기 제1 냉각 라인의 입구, 상기 가열 라인과 연결되는 상기 4방향 밸브의 출입구의 개도를 조절하도록 상기 회전축의 회전 각도를 제어하고, 상기 히터의 전원을 끄도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 연료전지 차량의 열 관리 시스템.
  8. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 제1 냉각수의 온도가 방랭 한계 온도를 초과하고, 방랭 한계 온도보다 높은 적정 온도 미만인 경우 상기 제1 냉각 라인의 출구, 상기 가열 라인과 연결되는 상기 4방향 밸브의 출입구가 개방 되고, 상기 제1 라인, 상기 제1 냉각 라인 입구와 연결되는 상기 4방향 밸브의 출입구가 폐쇄 되도록 상기 회전축의 회전 각도를 제어하고, 상기 히터의 전원을 끄도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 연료전지 차량의 열 관리 시스템.
  9. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 펌프의 입구 및 출구에 연결되는 상기 제1 냉각 라인에서 분기 형성되는 제2 라인; 및
    상기 제2 라인 상에 배치되는 공조유닛을 포함하는, 연료전지 차량의 열 관리 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제2 라인 상에 배치되며 상기 제1 냉각수의 이온을 제거하는 이온 필터를 포함하는, 연료전지 차량의 열 관리 시스템.
  11. 청구항 1에 있어서,
    제2 냉각수를 순환시키는 제2 펌프;
    상기 제2 냉각수를 냉각시키는 제2 라디에이터; 및
    상기 제2 펌프와 상기 제2 라디에이터를 경유하고 전장 부품 중 적어도 하나를 경유하며 상기 제2 냉각수가 순환되는 제2 냉각 라인을 포함하는, 연료전지 차량의 열 관리 시스템.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1 냉각 라인 및 상기 제2 냉각 라인 상에 배치되고 상기 제1 냉각수와 상기 제2 냉각수의 열을 교환하도록 설정된 열 교환기를 포함하는, 연료전지 차량의 열 관리 시스템.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 4방향 밸브는 하나의 회전축(shaft)을 가지고 상기 회전축의 회전 각도에 따라 상기 4방향 밸브에 유입되거나 상기 4방향 밸브로부터 유출되는 상기 제1 냉각수의 유량 및 경로를 조절할 수 있는 3방향 출입구를 포함하는, 연료전지 차량의 열 관리 시스템.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 4방향 밸브의 상기 회전축의 회전 각도를 제어하고, 상기 히터의 전원을 제어하는 제어기를 포함하는, 연료전지 차량의 열 관리 시스템.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 제어기는,
    차량 냉간 시동 시 상기 제1 냉각수의 온도가 방랭 한계 온도 이하인 경우 상기 제1 라인, 상기 가열 라인과 연결되는 상기 4방향 밸브의 출입구가 개방 되고, 상기 제1 냉각 라인과 연결되는 상기 4방향 밸브의 출입구가 폐쇄 되도록 상기 회전축의 회전 각도를 제어하고, 상기 히터의 전원을 켜도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 연료전지 차량의 열 관리 시스템.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 제어기는,
    차량 셧 다운(shut down) 시 상기 제1 라인, 상기 가열 라인과 연결되는 상기 4방향 밸브의 출입구가 개방 되고, 상기 제1 냉각 라인과 연결되는 상기 4방향 밸브의 출입구가 폐쇄 되도록 상기 회전축의 회전 각도를 제어하고, 상기 히터의 전원을 켜도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 연료전지 차량의 열 관리 시스템.
  17. 청구항 14에 있어서,
    상기 제어기는,
    차량 고출력 운전 시 상기 제1 냉각수의 온도가 방랭 한계 온도보다 높은 방열 한계 온도 이상인 경우 상기 제1 냉각 라인과 연결되는 상기 4방향 밸브의 출입구가 개방 되고, 상기 제1 라인, 상기 가열 라인과 연결되는 상기 4방향 밸브의 출입구가 폐쇄 되도록 상기 회전축의 회전 각도를 제어하는 것을 특징으로 하는, 연료전지 차량의 열 관리 시스템.
  18. 청구항 14에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 제1 냉각수의 온도가 방랭 한계 온도보다 높은 적정 온도 이상이고, 상기 적정 온도보다 높은 방열 한계 온도 미만인 경우 상기 제1 냉각 라인의 출구와 연결되는 상기 4방향 밸브의 출입구가 개방 되고, 상기 제1 라인과 연결되는 상기 4방향 밸브의 출입구가 폐쇄 되고, 적정 온도 조절을 위해 상기 제1 냉각 라인의 입구, 상기 가열 라인과 연결되는 상기 4방향 밸브의 출입구의 개도를 조절하도록 상기 회전축의 회전 각도를 제어하고, 상기 히터의 전원을 끄도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 연료전지 차량의 열 관리 시스템.
  19. 청구항 14에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 제1 냉각수의 온도가 방랭 한계 온도를 초과하고, 방랭 한계 온도보다 높은 적정 온도 미만인 경우 상기 제1 냉각 라인의 출구, 상기 가열 라인과 연결되는 상기 4방향 밸브의 출입구가 개방 되고, 상기 제1 라인, 상기 제1 냉각 라인 입구와 연결되는 상기 4방향 밸브의 출입구가 폐쇄 되도록 상기 회전축의 회전 각도를 제어하고, 상기 히터의 전원을 끄도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 연료전지 차량의 열 관리 시스템.
  20. 청구항 14에 있어서,
    상기 제1 펌프의 입구 및 출구에 연결되는 상기 제1 냉각 라인에서 분기 형성되는 제2 라인; 및
    상기 제2 라인 상에 배치되는 공조유닛을 포함하는, 연료전지 차량의 열 관리 시스템.
KR1020210102182A 2021-08-03 2021-08-03 연료전지 차량의 열 관리 시스템 KR20230020621A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210102182A KR20230020621A (ko) 2021-08-03 2021-08-03 연료전지 차량의 열 관리 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210102182A KR20230020621A (ko) 2021-08-03 2021-08-03 연료전지 차량의 열 관리 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230020621A true KR20230020621A (ko) 2023-02-13

Family

ID=85202607

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210102182A KR20230020621A (ko) 2021-08-03 2021-08-03 연료전지 차량의 열 관리 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230020621A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117080485A (zh) * 2023-10-18 2023-11-17 康明斯新能源动力(上海)有限公司 一种用于燃料电池发动机的冷却液加热装置及加热回路

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117080485A (zh) * 2023-10-18 2023-11-17 康明斯新能源动力(上海)有限公司 一种用于燃料电池发动机的冷却液加热装置及加热回路
CN117080485B (zh) * 2023-10-18 2024-02-06 康明斯新能源动力(上海)有限公司 一种用于燃料电池发动机的冷却液加热装置及加热回路

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102485321B1 (ko) 연료전지 차량용 열 관리 시스템 및 그 제어 방법
JP2007250374A (ja) 燃料電池システム
KR102600177B1 (ko) 연료전지 시스템에서 결함에 대처하기 위한 방법
US11322757B2 (en) Fuel cell system
JP2021082572A (ja) 燃料電池車両の熱管理システム
US11843142B2 (en) Method for dealing with fault in fuel cell system
KR20230020621A (ko) 연료전지 차량의 열 관리 시스템
CN213242608U (zh) 用于车辆的燃料电池系统
KR20220096151A (ko) 열 관리를 위한 연료전지 시스템 및 그에 관한 방법
JP2012250611A (ja) 燃料電池車両用空調装置
KR102576221B1 (ko) 연료전지 시스템에서 냉각수 온도를 제어하기 위한 방법
KR102595285B1 (ko) 연료전지 시스템에서 효율 개선을 위한 방법
KR102518900B1 (ko) 연료전지 시스템에서 성능의 최적화를 위한 방법
KR102659321B1 (ko) 연료전지 시스템에서 냉각수 온도를 제어하기 위한 방법
US20240014422A1 (en) Fuel cell system and purging control method thereof
JP2008047444A (ja) 燃料電池システム
US20240105978A1 (en) Fuel cell system and method of controlling same
US20240039019A1 (en) Fuel cell system and method for start control therein
US20230077249A1 (en) Fuel cell system and method of controlling heater thereof
KR20230156546A (ko) 연료전지 시스템 및 그것의 열관리 방법
KR20210157173A (ko) 차량용 연료전지 시스템
KR20230016906A (ko) 연료전지 시스템 및 그의 열 관리 제어 방법
CN117594849A (zh) 燃料电池系统及其热管理方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination