KR20230033281A - 연료전지 운전제어기 및 운전제어방법 - Google Patents

연료전지 운전제어기 및 운전제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230033281A
KR20230033281A KR1020210116032A KR20210116032A KR20230033281A KR 20230033281 A KR20230033281 A KR 20230033281A KR 1020210116032 A KR1020210116032 A KR 1020210116032A KR 20210116032 A KR20210116032 A KR 20210116032A KR 20230033281 A KR20230033281 A KR 20230033281A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel cell
output
available energy
battery
energy
Prior art date
Application number
KR1020210116032A
Other languages
English (en)
Inventor
류정환
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아 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 현대자동차주식회사, 기아 주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020210116032A priority Critical patent/KR20230033281A/ko
Priority to US17/866,065 priority patent/US20230062541A1/en
Publication of KR20230033281A publication Critical patent/KR20230033281A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M16/00—Structural combinations of different types of electrochemical generators
    • H01M16/003—Structural combinations of different types of electrochemical generators of fuel cells with other electrochemical devices, e.g. capacitors, electrolysers
    • H01M16/006—Structural combinations of different types of electrochemical generators of fuel cells with other electrochemical devices, e.g. capacitors, electrolysers of fuel cells with rechargeable batteries
    • 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
    • H01M8/04858—Electric variables
    • H01M8/04925—Power, energy, capacity or load
    • H01M8/0494—Power, energy, capacity or load of fuel cell stacks
    • 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
    • B60L58/40—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for controlling a combination of batteries and fuel cells
    • 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
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • 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
    • 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
    • H01M8/04858—Electric variables
    • H01M8/04925—Power, energy, capacity or load
    • H01M8/04932—Power, energy, capacity or load of the individual fuel cell
    • 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
    • H01M8/04858—Electric variables
    • H01M8/04925—Power, energy, capacity or load
    • H01M8/04947—Power, energy, capacity or load of auxiliary devices, e.g. batteries, capacitors
    • 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
    • H01M8/04992—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the implementation of mathematical or computational algorithms, e.g. feedback control loops, fuzzy logic, neural networks or artificial intelligence
    • 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
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/80—Time limits
    • 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
    • B60L2260/00—Operating Modes
    • B60L2260/40—Control modes
    • B60L2260/50—Control modes by future state prediction
    • B60L2260/54—Energy consumption estimation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • 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
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)

Abstract

연료전지와 배터리를 통하여 출력을 생성하는 시스템에 있어서 연료전지의 운전을 제어하는 제어기로서, 사용자의 시스템 요구출력을 입력받는 입력부; 및 사용자의 시스템 요구출력에서 배터리 출력을 제외하여 연료전지 출력을 산출하며, 배터리 출력은 복수의 고려인자를 통하여 도출하고, 고려인자에는 연료전지의 가용에너지가 포함되는 연산부; 연산부에서 산출된 연료전지 출력에 따라 연료전지의 가동을 제어하는 운용부;를 포함하는 운전제어기 및 운전제어방법이 소개된다.

Description

연료전지 운전제어기 및 운전제어방법 {CONTROLLOER AND CONTROLLING METHOD FOR OPERATING FUEL CELL}
본 발명은 연료전지 운전제어기 및 운전제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료전지의 출력값을 제어함에 있어 연료전지의 출력데이터만을 이용하는게 아니라 출력제한상태를 대비하여 산출된 배터리 충전량을 고려함으로써 사용자의 가변적인 출력요구까지 안정적으로 만족시킬 수 있고, 연료전지의 출력명령값을 연료전지의 내구상태에 따라 가변적으로 도출함으로써 연료전지의 내구성을 증대시키는 연료전지 운전제어기 및 운전제어방법에 관한 것이다.
연료전지시스템에서는 연료전지 내구 향상을 위해서 연료전지의 최대 출력을 제한하거나, 연속적으로 고출력을 구동하는 경우 그 출력값에 따른 사용시간을 제한하는 것이 일반적인 제어방법이었다. 그러나 연료전지로부터 사용하는 출력은 최대 출력 이하의 연속적인 값을 가지기 때문에 특정 출력값에 해당하지 않는 경우에는 기존 정보로는 출력제한 시간을 알 수 없다. 따라서 출력제한 정보가 제공되는 특정 출력값이 아닌 그 외 출력점에서의 출력제한 시간 정보를 생성하는 기술의 필요성이 대두된다.
또한 연료전지시스템과 대용량 배터리가 함께 적용되는 시스템의 경우, 연료전지 출력 부족 시 배터리가 부족분을 공급할 수 있다. 따라서, 위의 연료전지 출력제한 시간를 바탕으로 선제적으로 배터리를 충전시켜, 연료전지 출력제한 발생 시 총 요구출력을 공급할 수 있도록 준비할 수 있는 기술이 필요했던 것이다.
상기 연료전지 운전제어기 및 운전제어방법의 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.
KR 10-1152856 B1
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 연료전지의 출력값을 제어함에 있어 연료전지의 출력데이터만을 이용하는게 아니라 출력제한상태를 대비하여 산출된 배터리 충전량을 고려함으로써 사용자의 가변적인 출력요구까지 안정적으로 만족시킬 수 있고, 연료전지의 출력명령값을 연료전지의 내구상태에 따라 가변적으로 도출함으로써 연료전지의 내구성을 증대시키는 연료전지 운전제어기 및 운전제어방법을 제공하고자 함이다.
본 발명에 따른 연료전지의 운전제어기는, 연료전지와 배터리를 통하여 출력을 생성하는 시스템에 있어서 연료전지의 운전을 제어하는 제어기로서, 사용자의 시스템 요구출력을 입력받는 입력부; 사용자의 시스템 요구출력에서 배터리 출력을 제외하여 연료전지 출력을 산출하며, 배터리 출력은 복수의 고려인자를 통하여 도출하고, 고려인자에는 연료전지의 잔여가용에너지가 포함되는 연산부; 및 연산부에서 산출된 연료전지 출력에 따라 연료전지의 가동을 제어하는 운용부;를 포함한다.
연산부는 연료전지의 초기가용에너지에서 누적소모에너지를 차감하여 연료전지의 잔여가용에너지를 도출할 수 있다.
연산부는 상이하게 설정된 복수의 출력제한값과 이에 대응되는 연료전지의 가용시간을 기반으로 연료전지의 초기가용에너지 및 누적소모에너지를 도출할 수 있다.
연산부는 연료전지의 초기가용에너지를 도출함에 있어서 복수의 출력제한값 중 가장 낮은 최소출력제한값과 이에 대응되는 연료전지의 최대가용시간을 기반으로 연료전지의 초기가용에너지를 도출할 수 있다.
연산부는 연료전지의 잔여가용에너지와 연료전지의 출력값을 기반으로 연료전지의 잔여가용시간을 도출할 수 있다.
연산부는 복수의 고려인자를 통하여 배터리 출력을 도출하고, 고려인자는 연료전지의 잔여가용에너지 및 배터리의 충전량을 포함할 수 있다.
연산부는 복수의 고려인자를 통하여 배터리 출력을 도출하고, 고려인자는 연료전지의 잔여가용에너지 및 사용자의 시스템 요구출력을 포함할 수 있다.
연산부는 복수의 고려인자를 통하여 배터리 출력을 도출하고, 고려인자는 연료전지의 잔여가용에너지, 배터리의 충전량, 및 사용자의 시스템 요구출력을 포함할 수 있다.
연산부는 배터리 출력은 수학식 1을 통하여 도출될 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00001
여기서 Pbat는 배터리 출력, η1,η2,η3는 상수, SOC는 배터리 충전량, ΔE는 연료전지의 잔여가용에너지, E0는 연료전지의 초기가용에너지, Preq는 사용자의 시스템 요구출력이다.
연료전지의 잔여가용에너지는 연료전지의 누적사용시간이 증가함에 따라 변동되는 파라미터를 기반으로 가변적으로 도출될 수 있다.
연료전지의 잔여가용에너지는 연료전지의 누적사용시간이 증가함에 따라 변동되는 파라미터가 감소할수록 감소될 수 있다.
파라미터는 연료전지의 특정 출력값에 있어서 연료전지의 초기성능상태의 전압값과 연료전지의 누적사용시간 이후 내구감소에 따른 전압값의 비율일 수 있다.
본 발명에 따른 연료전지의 운전제어방법은, 연료전지와 배터리를 통하여 출력을 생성하는 시스템에 있어서 연료전지의 운전을 제어하는 방법으로서, 입력부에서 사용자의 시스템 요구출력을 입력받는 단계; 연산부에서 연료전지의 잔여가용에너지를 포함한 복수의 고려인자를 통하여 배터리 출력을 도출하는 단계; 연산부에서 사용자의 시스템 요구출력에서 배터리 출력을 제외하여 연료전지 출력을 산출하는 단계; 및 운용부에서 연료전지 출력에 따라 연료전지의 가동을 제어하는 단계;를 포함한다.
연산부에서 연료전지의 잔여가용에너지를 포함한 복수의 고려인자를 통하여 배터리 출력을 도출하는 단계에서, 연료전지의 잔여가용에너지는 연료전지의 초기가용에너지에서 누적소모에너지를 차감하여 도출될 수 있다.
연산부에서 연료전지의 잔여가용에너지를 포함한 복수의 고려인자를 통하여 배터리 출력을 도출하는 단계에서, 연료전지의 잔여가용에너지는 연료전지의 누적사용시간이 증가함에 따라 변동되는 파라미터를 통하여 가변적으로 도출될 수 있다.
본 발명의 연료전지 운전제어기 및 운전제어방법에 따르면, 연료전지의 출력값을 제어함에 있어 연료전지의 출력데이터만을 이용하는게 아니라 출력제한상태를 대비하여 산출된 배터리 충전량을 고려함으로써 사용자의 가변적인 출력요구까지 안정적으로 만족시킬 수 있고, 연료전지의 출력명령값을 연료전지의 내구상태에 따라 가변적으로 도출함으로써 연료전지의 내구성을 증대시키는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전제어기의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전제어기의 적용에 따른 연료전지 출력-가중치를 나타낸 그래프.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전제어기에서 연료전지의 특정 출력값에 있어서 연료전지의 초기 전압과 연료전지의 일정 사용시간 이후 전압을 나타낸 그래프.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전제어기의 적용에 따른 출력-가중치를 나타낸 그래프.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전제어방법의 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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전제어기의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전제어기의 적용에 따른 연료전지 출력-가중치를 나타낸 그래프이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전제어기에서 연료전지의 초기 대비 연료전지의 일정 사용시간 이후 특정 출력값에 대한 전압의 비율값을 나타낸 그래프이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전제어기의 적용에 따른 출력-가중치를 나타낸 그래프이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전제어방법의 순서도이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전제어기의 구성도로서, 연료전지 운전제어기(C)는 차량 및 어플리케이션 (이하 차량 등이라 함)에 관한 정보를 제공받아 연료전지의 출력을 제한하거나 가동을 제어하는 상위시스템이다. 특히, 본 발명의 일 실시예와 같이 연료전지(F)와 배터리(B)를 통하여 모터 등의 구동에 필요한 출력을 생성하는 시스템의 경우, 입력부(I)는 차량 등의 정보로서 배터리(B)로부터 배터리 충전량(SOC: State of Charge) 등을, 연료전지(F)로부터 연료전지 출력 등을, 사용자 인터페이스(U)로부터 시스템 요구출력 등을 입력받는다.
본 발명의 배터리(B)에는 차량의 구동모터의 구동을 위한 전기에너지를 제공하는 고전압 배터리가 포함될 수 있다. 그리고 사용자 인터페이스(U)는 운전자가 가속이나 감속을 요구하는 것으로서 가속페달이나 브레이크페달, 음성인식 내지 다양한 입력 수단을 포함한다. 사용자 인터페이스는 운전자의 가감속에 대한 요구를 입력받아 이를 시스템 요구출력으로 환산하여 제공하도록 할 수 있다. 그리고 입력부(I)는 차량 등의 내구 향상을 위한 각 장치(F,B)의 출력제한값에 대한 정보도 입력받을 수 있다.
연산부(A)는 입력부에서 입력받은 차량 등의 정보를 토대로 배터리 출력(Pbat)을 도출, 시스템 요구출력(Preq)에서 배터리 출력(Pbat)을 제외하여 연료전지 출력(Pfc)을 산출한다(Pfc=Preq-Pbat). 운용부(O)는 연산부(A)에서 산출된 연료전지의 출력명령값에 따라 FDC(Fuel Cell DC-DC Converter, 연료전지 출력 컨버터)등을 통해 신호를 변환하여 최종적으로 연료전지의 가동을 제어한다. 구동부(D)는 위와 같이 제어된 연료전지 출력와 배터리 출력에 따라 모터 등을 통해 차량 등을 구동한다.
본 발명은 연료전지와 배터리를 통하여 출력을 생성하는 운전시스템이다. 기존 시스템은 연료전지의 출력은 배터리를 충전시킴과 동시에 차량 등을 구동시키므로, 배터리의 충전량과 차량 등의 잔여수소저장량을 고려하여 연료전지의 출력을 산정하였다. 즉, 기존 배터리의 충전량이 높다면, 혹은 차량 등의 잔여수소저장량이 적으면 연료전지의 출력명령값을 낮추고, 이와 반대로 전자 또는 후자가 낮거나 많으면 연료전지의 출력명령값을 높여 산정하는 것이다. 그런데, 이는 선제적으로 배터리를 충전시켜야 하는 차량 등의 연료전지(예컨데, 상용, 트램 등에 적용되는 경우)와 맞지 않다. 위와 같은 차량 등은 연료전지의 내구 열화를 막기 위해 일정시간 고출력구간에 노출되면 연료전지를 일정 출력 이하로 낮추거나(출력제한모드) 출력을 정지한채 배터리 출력만으로 구동하는 모드(FCS : Fuel Cell Stop)에 진입할 수 있다. 이 경우, 잔여수소저장량이 큰 상태라면 고출력구간에 노출된 이후에도 연료전지의 출력명령값을 낮추지 않게 되고, 따라서 그 시점에서도 FCS 모드로 진입하게끔 제어할 수 없어, 연비와 내구성 모두가 크게 악화된다.
그러나, 잔여수소저장량이 아니라 잔여가용에너지, 즉 출력제한모드 또는 FCS 모드까지 사용가능한 수소량과 그 에너지라는 개념을 도입하면 고출력구간에 노출된 이후에는 연료전지의 출력명령값을 낮추도록 설계할 수 있다. 따라서 해당 시점의 연료전지의 잔여가용에너지를 판단하면, 잔여가용에너지가 높은 경우 즉 출력제한모드 등까지 배터리 충전량을 충분히 구비할 수 있는 경우 오히려 연료전지의 출력명령값을 낮춰 연료전지의 내구성을 높일 수 있다.
또한, 잔여가용에너지가 낮은 경우, 다시 말해 출력제한모드 등까지 배터리 충전량을 충분히 구비할 수 없는 상태에서는 연료전지의 출력명령값을 높인다. 이를 통해, 일정한 배터리 충전량을 미리 구비할 수 있고, 그에 따라 배터리에 크게 의존하는 출력제한모드 등에 안정적으로 진입할 수 있다. 그러므로, 본 발명은 높은 내구성과 장기간의 운전가능기간을 요구하는 차량 등에 적용되면, 출력제한모드 등의 고연비 및 내구성향상의 효과를 실질적으로 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전제어기의 구성도로서, 연료전지(F)와 배터리(B)를 통하여 출력을 생성하는 시스템에 있어서 연료전지의 운전을 제어하는 제어기(C)로서, 사용자의 시스템 요구출력을 입력받는 입력부(I); 사용자의 시스템 요구출력에서 배터리 출력을 제외하여 연료전지 출력을 산출하며, 배터리 출력은 복수의 고려인자를 통하여 도출하고, 고려인자에는 연료전지의 잔여가용에너지가 포함되는 연산부(A); 및 연산부(A)에서 산출된 연료전지 출력에 따라 연료전지의 가동을 제어하는 운용부(O);를 포함한다.
또한, 연산부(A)는 연료전지의 초기가용에너지에서 누적소모에너지를 차감하여 연료전지의 잔여가용에너지를 도출할 수 있다. 즉, 연료전지의 잔여가용에너지는 연료전지의 시동 전 또는 초기 단계에서 판단한 가용에너지에서, 연료전지의 운전을 종료하는 단계까지 사용한 수소량을 통해 산정된 에너지를 차감하여 도출할 수 있다.
본 발명은 연료전지와 배터리를 통하여 출력을 생성하는 운전시스템으로써 배터리 출력을 우선적으로 고려한다. 즉, 시스템 요구출력에서 배터리 출력을 먼저 제외하여 연료전지 출력을 산출함으로써 연료전지의 출력만으로 시스템 요구출력에 대응함으로써 발생되는 연료전지의 내구 열화를 최소화한다.
이와 함께 본 발명은 배터리 출력을 도출함에 있어서 연료전지의 잔여가용에너지를 고려한다. 이는 연료전지를 사용하는 현재부터 출력제한모드 또는 FCS 모드 등 연료전지의 출력을 제한하는 상태까지 갖춰야 할 에너지이다. 즉, 연료전지의 출력제한상태에서도 배터리 충전량만으로 차량등을 구동할 수 있는 에너지이다. 이는 출력제한상태를 설정한 상태에서 연료전지를 가상실험(simulation)을 통해 예측 또는 성능 및 내구실험을 통한 측정 또는 그 측정값을 바탕으로 한 선형회귀(linear regression) 또는 곡선접합(curve fitting)의 연장값, 해석 프로그램 등으로 충분히 구현할 수 있다.
또한, 연료전지의 잔여가용에너지(ΔE)는 연료전지의 초기가용에너지(E0)에서 누적소모에너지를 차감하여 도출할 수 있다. 여기서의 연료전지의 초기가용에너지(E0)란 연료전지의 최대수소저장량만큼 수소를 채웠다고 가정할 때, 그 상태에서 연료전지가 '출력제한상태'에 이르기까지 사용가능한 에너지로 정의할 수 있다.
연산부는 연료전지의 초기가용에너지를 도출함에 있어서 복수의 출력제한값 중 가장 낮은 최소출력제한값과 이에 대응되는 연료전지의 최대가용시간을 기반으로 연료전지의 초기가용에너지를 도출할 수 있다. 즉, 가장 낮은 출력제한값(P3)에 따라 연료전지의 최대수소저장량만큼 사용할 때까지 소요된 시간인 가장 긴 가용시간(T3)에 따라 결정할 수 있다(E0 = P3 × T3). 이러한 출력제한값과 가용시간은 해당 출력으로 해당 가용시간까지 계속 연료전지를 구동해도 연료전지의 내구열화에 지장이 없는지 연료전지의 내구상태를 검출하여 실험적으로 도출될 수 있다.
그리고 여기서 말하는 누적소모에너지는 연료전지의 시동부터 운전을 종료하는 단계까지 사용한 수소량을 통해 산정된 에너지이다. 그러므로, 누적소모에너지는 연료전지이 차량 등을 구동하는데 사용되는 에너지, 즉 단순히 (연료전지의 출력)×(사용시간)의 적분인 누적사용에너지(
Figure pat00002
)를 의미하는 것이 아니다. 왜냐하면 연료전지가 실제로 소모한 에너지는, 차량 등을 구동하는 전기에너지뿐만 아니라, 연료전지의 사용에 따라 발생되는 열에너지와, 그로 인한 성능 및 내구 열화에 따라 가중치가 증대되어 더 사용해야 하는 열에너지 기타 일(Work)로 사용될 수 없는 에너지를 합한 값이기 때문이다.
그러므로, 본 발명의 일 실시예는 연료전지의 잔여가용에너지를 산정할 때 이러한 누적소모에너지를 모두 고려하여 도출함으로써, 기존 누적사용에너지와 달리 연료전지의 출력제한상태에 이르기까지의 성능 및 내구 열화 상태를 더 반영할 수 있다. 이로서, 출력제한시스템의 내구성 향상효과를 더 극대화할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전제어기의 적용에 따른 연료전지 출력-가중치를 나타낸 그래프이다. 연산부는 연료전지 출력과 가중치의 관계에 대한 가중치데이터를 구비하고, 출력과 가중치를 동시에 고려하여 누적소모에너지를 도출할 수 있다. 가중치데이터의 가중치는 연료전지 출력이 증가할수록 증대될 수 있다.
여기서 누적소모에너지와 가중치는 상이하게 설정된 복수의 출력제한값과 이에 대응되는 연료전지의 가용시간을 기반으로 도출될 수 있다. 구체적으로, 누적소모에너지는 누적사용에너지(
Figure pat00003
)가 아니라 연료전지가 출력제한모드로 진입하기 전까지의 에너지, 즉 연료전지의 출력값과 연료전지의 누적가용시간의 곱의 적분값으로 도출되어야 하고, 이는 누적사용에너지에 가중치를 곱한 값(
Figure pat00004
, τ(t)는 가중치)으로 도출될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 위 가중치는 등가 에너지 관점 및 해당 연료전지의 출력값에 대응되는 가중치를 산정하기 위하여 직선으로 피팅하면 아래의 수학식3와 같이 산정될 수 있다.
[수학식 3]
E0 = P1×T1 = P2×T2×β = P3×T3×α
τ(t) = 1 (0 ≤ P(t) ≤ P1)
τ(t) = 1 + [{(β-1) / (P2-P1)} ×(P(t)-P1)] ( P1 ≤ P(t) ≤ P2)
τ(t) = 1 + [{(α-1) / (P3-P2)} ×(P(t)-P2)] ( P2 ≤ P(t) ≤ P3)
여기서 E0 는 연료전지의 초기가용에너지, P1,P2,P3는 상이하게 설정된 3개의 출력제한값, T1,T2,T3는 출력제한값에 대응되는 가용시간, τ(t) 는 현재시간에 따른 가중치, P(t) 는 현재시간에 따른 연료전지의 출력이다.
한편, 연산부는 연료전지의 잔여가용에너지와 연료전지의 출력값을 기반으로 연료전지의 잔여가용시간을 도출할 수 있다. 구체적으로, 연료전지의 잔여가용시간은 아래 수학식 4를 통하여 도출할 수 있다. 이를 통하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전제어기는 상이하게 설정된 출력제한값이 아닌 임의의 출력값에 대응되는 연료전지의 잔여가용시간을 도출할 수 있고, 이를 통하여 연료전지를 통하여 구동하는 운전자에게 이러한 잔여가용시간 정보를 제공함으로써 선제적으로 배터리를 충전시키도록 유도할 수 있다.
[수학식 4]
Figure pat00005
여기서 ΔT(t)는 연료전지의 잔여가용시간, ΔE(t)는 연료전지의 잔여가용에너지, τ(t)는 현재시간에 따른 가중치, P(t) 는 현재시간에 따른 연료전지의 출력이다.
도 2의 그래프에서 가로축은 연료전지의 현재출력(P(t)), 세로축은 연료전지의 출력-가중치의 관계에 대한 가중치데이터를 통해 찾은 가중치(τ(t))이다. 그리고 도 2의 β,α는 연료전지의 초기가용에너지(E0)와 임의의 출력레벨(P3,P2,P1)에 따라 출력제한모드 등에 들어가기 전까지의 실험적으로 도출된 가용시간(T3,T2,T1)을 등가에너지(
Figure pat00006
) 관점에서 결정한 가중치이다. 즉, 연료전지의 가중치(τ(t))을 P3에서는 1, P2에서는 β, P1에서는 α로 측정한 값을 찍어 그 구간 사이의 값은 직선으로 곡선 접합(curve fitting)을 하여 나타난 그래프이다. 따라서 이를 통해 도출되는 잔여가용에너지(ΔE)는 초기가용에너지(E0)에서 출력-가중치의 관계에 대한 가중치데이터를 통해 산출된 누적소모에너지인
Figure pat00007
를 차감하여
Figure pat00008
로 산출될 것이다.
이와 같이 출력과 가중치의 관계에 대한 가중치데이터는 연료전지의 성능 및 내구실험을 통해 실험적으로 측정하거나, 또는 그 측정값을 바탕으로 한 도 2와 같이 직선 또는 곡선의 추세선을 그리거나, 혹은 기존의 측정값들의 추세선의 선형회귀(linear regression) 또는 곡선 접합(curve fitting)에서 연장값을 도출하거나, 해석 프로그램을 이용하거나, 또는 연료전지의 출력과 가중치에 대한 가상실험(simulation)을 통해 예측하는 등의 방법으로 충분히 구현할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서 가중치데이터의 가중치는 연료전지 출력이 증가할수록 증대될 수 있다. 가중치(τ(t))은 연료전지가 차량 등을 구동하는데 사용되는 누적사용에너지에 성능 및 내구 열화로 인해 열에너지 등으로 더 소모되는 비율로 해석될 수 있다. 그런데, 그 가중치를 연료전지의 출력과 무관하게, 또는 연료전지의 출력 구간별로 일정한 값으로 설정하는 것은 연료전지의 내구 열화의 특성을 적절하게 반영하지 못할 수 있다. 일반적으로, 연료전지의 내구 열화는 저출력 구간에 장기적으로 노출됨에 따라 발생되기보다는, 단기간이라도 고출력 구간에 연료전지가 노출됨에 따라 발생한다. 즉, 연료전지의 내구 열화는 연료전지가 고출력 구동에 따라 냉각수에 따른 온도제어가 어려워져 고온건조해지고, 그에 따라 저항이 증가함으로써 발생된다.
그러므로, 연료전지의 출력에 따라 증대되는 가중치를 통해 잔여가용에너지를 산출하는 것이 더 바람직하다. 이렇게 산출된 잔여가용에너지는 기존보다 출력에 높아지면서 더 적은 양의 에너지가 될 것이다. 따라서, 이러한 본 발명의 운전제어기에서의 가중치는 기존 가중치보다 연료전지가 고출력구간에 노출됨에 따라 고온건조해진 상태에서 누적되는 성능 및 내구열화의 정도를 더 적극적으로 반영할 수 있다. 또한, 이로서 연료전지의 출력을 출력제한모드에 진입하기 전에 미리 더욱 높이도록 제어할 수 있고, 이에 따라 배터리를 선제적으로 충전시켜 출력제한모드에서 차량 등의 연비와 연료전지의 내구성을 동시에 확보할 수 있게 한다.
또한 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전제어기의 구성도로서, 연산부(A)는 복수의 고려인자를 통하여 배터리 출력을 도출하고, 고려인자는 연료전지의 잔여가용에너지 및 배터리의 충전량을 포함할 수 있다. 또한 연산부(A)는 복수의 고려인자를 통하여 배터리 출력을 도출하고, 고려인자는 연료전지의 잔여가용에너지 및 사용자의 시스템 요구출력을 포함할 수 있다. 또한, 고려인자는 연료전지의 잔여가용에너지, 배터리의 충전량, 및 사용자의 시스템 요구출력을 포함할 수 있다. 끝으로, 연산부(A)는 배터리 출력은 수학식 1을 통하여 도출될 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00009
여기서 Pbat는 배터리 출력, η1,η2,η3는 상수, SOC는 배터리 충전량, ΔE는 연료전지의 잔여가용에너지, E0는 연료전지의 초기가용에너지, Preq는 사용자의 시스템 요구출력이다.
본 발명의 일 실시예에서 연산부(A)는 복수의 고려인자를 통하여 배터리 출력을 도출하고, 고려인자는 연료전지의 잔여가용에너지 및 배터리의 충전량을 포함할 수 있다. 일 실시예의 운용부(O)가 연료전지의 가동을 제어하기 위한 연료전지 출력은 연산부(A)에서 사용자의 시스템 요구출력에서 배터리 출력을 제외하여 산출한다. 여기서 배터리 출력(Pbat)는 연료전지의 잔여가용에너지(ΔE)가 적을수록 낮추는 방향으로 도출해야, 결론적으로 제어되는 연료전지 출력을 높여 배터리 충전량을 선제적으로 유지할 수 있다.
그런데, 여기서 함께 반드시 고려해야 할 변수로 배터리의 충전량(SOC)이 있다. 즉, 현재 배터리의 충전량(SOC)이 높을수록 배터리 출력(Pbat)을 높이고, 그에 따라 제어되는 연료전지 출력을 낮춰 연료전지의 내구를 보호할 수 있다. 따라서, 연료전지의 잔여가용에너지(ΔE)와 배터리 충전량(SOC)을 동시에 고려하는 본 발명의 일 실시예는 출력제한상태에 진입하기 전 배터리 충전량을 선제적으로 확보함으로써 얻는 내구성 향상효과에 더하여, 이미 확보된 배터리 충전량 상태에서는 연료전지의 출력을 낮추어 얻는 효과를 배가할 수 있다.
또한, 고려인자는 연료전지의 잔여가용에너지 및 사용자의 시스템 요구출력을 포함할 수 있다. 즉, 차량 등의 부하가 높을수록 배터리 출력을 높여 연료전지의 출력을 낮게 산출하여 연료전지의 내구를 보호할 수 있다. 여기서 함께 고려하는 변수인 사용자의 시스템 요구출력(Preq)은 사용자 인터페이스(U)에서 입력받는 입력출력 그 자체는 아니다.
즉, 사용자의 시스템 요구출력(Preq)은 단순히 사용자가 가속페달을 밟음으로써 차량등의 구동에 요구하는 출력만이 아니라, 그로 인해 발생되는 차량등의 시스템에 요구되는 전체 출력을 의미한다. 따라서, 연산부(A)는 시스템 요구출력, 즉 차량 등의 가속성능과 함께 기존 연료전지의 사용으로 인해 누적된 냉각수 성능저하 등을 모두 고려한 차량 전체의 부하에 따라 연료전지의 출력을 산출할 수 있다. 그로써, 본 발명의 일 실시예는 고출력구간에서 연료전지의 출력을 낮추어 얻는 내구성향상 효과를 더 배가할 수 있다.
또한, 고려인자는 연료전지의 잔여가용에너지, 배터리의 충전량, 및 사용자의 시스템 요구출력을 포함할 수 있다. 따라서, 출력제한모드까지 사용할 수 있는 잔여가용에너지가 많을수록, 배터리 충전량이 충분할수록, 그리고 차량 등의 부하가 높을수록 연료전지의 출력을 낮추어 연료전지의 내구성을 향상시킬 수 있다.
특히, 해당 고려인자들은 각각 다른 장치인 연료전지(F), 배터리(B) 및 사용자 인터페이스(U)를 통해 입력부(I)로 입력되고, 연산부(C)에서 처리된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예와 같이 연료전지와 배터리를 통하여 출력을 생성하는 시스템에서 범용성 있게 적용될 수 있다. 또한, 각각의 장치가 상호 연동하여 해당 차량 등이 요구하는 내구성과 그에 따른 운전가능기간을 더 확보할 수 있다.
더욱이, 연산부(A)는 배터리 출력은 수학식 1을 통하여 도출될 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00010
여기서 Pbat는 배터리 출력, η1,η2,η3는 상수, SOC는 배터리 충전량, ΔE는 연료전지의 잔여가용에너지, E0는 연료전지의 초기가용에너지, Preq는 사용자의 시스템 요구출력이다.
다시 말해, 일 실시예는 앞서 설명한 세가지 변수에 특정 차량 등에 적합한보상량을 설정하고, 연료전지의 잔여가용에너지(ΔE)는 연료전지의 초기가용에너지(E0)의 차이((ΔE-E0)/E0)로서 배터리 출력에 반영하며, 그것에 사용자의 시스템 요구출력(Preq)을 곱해 연료전지 출력을 제어할 수 있다. 따라서, 차량 등에 고부하가 걸린 경우에도 높은 가용에너지라면 그에 따라 연료전지의 출력을 더 요구하지 않게끔 가중치를 둘 수 있다. 또한, 배터리나 연료전지의 교체 및 재생, 차량 등의 수리, 또는 그 반대의 변화상태를 반영하여 보상량을 결정함으로써 연료전지 출력을 제어할 수 있다. 따라서, 내구성을 요구하는 특정 차량 등에 더 알맞게 적용됨과 동시에, 그 특정 차량의 상태의 변화를 더 적절히 반영하여 연료전지 출력을 탄력적으로 제어할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전제어기의 적용에 따른 출력-가중치를 나타낸 그래프이다. 본 발명의 일 실시예에서의 가중치를 통해 계산되는 연료전지의 누적소모에너지으로부터 산정되는 연료전지의 잔여가용에너지는, 연료전지의 사용에 따라 누적되는 파라미터를 통하여 가변적으로 도출될 수 있다. 또한, 연료전지의 잔여가용에너지는 연료전지의 사용에 따라 누적되는 파라미터가 감소할수록 감소될 수 있다. 즉, 연료전지의 사용에 따라 내구 열화되는 정도를 반영하여 연료전지의 잔여가용에너지를 산출할 수 있다.
여기서 의미하는 연료전지의 사용이란 단순히 연료전지 내 수소를 소모하여 에너지를 발전하는 것뿐만 아니라, 연료전지를 수리 또는 교체, 재생 등의 통상적인 연료전지의 기존 기능을 유지하기 위한 작업 또는 연료전지의 고장, 오작동, 과(소)작동, 남용 등에 따라 통상적인 연료전지의 기존 출력성능을 떨어뜨리게 된 것을 포함한다. 그러므로, 본 발명의 일 실시예와 같이 연료전지의 사용에 따라 누적되는 파라미터를 적용하여 연료전지의 잔여가용에너지를 도출하여 연료전지 출력을 제어하는 것은, 연료전지의 평균적인 내구 열화 정도를 적절히 반영하고, 그에 따라 내구 열화를 더 안정적으로 방지할 수 있다.
또한, 연료전지의 잔여가용에너지는 연료전지의 사용에 따라 누적되는 파라미터가 감소할수록 감소될 수 있다. 연료전지의 출력제한모드 등까지 사용가능한 잔여가용에너지는 연료전지의 누적된 수소사용시간에 따라 내구 및 성능이 악화되면서 감소한다. 특히 연료전지는 그 누적된 수소사용에 따라 BOL(Beginning of Life)에서 EOL(End of Life)로 이동하고, EOL 단계에서 고출력 구간에 노출되면 급격히 내구가 악화된다. 그럼에도 불구하고, 기존 연료전지의 잔여가용에너지를 통해 도출된 연료전지의 출력으로 그대로 제어하는 경우 출력제한모드 등에 사용해야 할 배터리 충전량을 미리 구비하지 못하는 결과를 초래한다. 특히 연료전지가 EOL과 가까운 단계에서 고출력구간에 노출된 정도에 따라 연료전지의 잔여가용에너지는 더 크게 악화된다. 따라서, 이를 반영하는 파라미터로서 연료전지의 수소사용에 따른 성능 악화에 비례하는 파라미터로 제어시스템을 설계함으로써, 미연에 내구 악화를 방지할 수 있다.
도 4의 그래프에서 도 2의 그래프를 실선으로 도시, 연료전지의 사용에 따라 누적되는 파라미터에 따라 가중치이 증가하는 것을 나타내는 부분을 점선으로 도시하였다. 즉 연료전지의 가중치(τ(t))을 위 파라미터에 따라 증감시켜, 그에 따라 가변적으로 도출되는 연료전지의 잔여가용에너지를 나타낸다. 특히 도 4의 점선은 도 2에서 사용한 연료전지의 임의의 출력레벨(P3,P2,P1)을 위 파라미터의 비율(r,r<1)만큼 감소시켜(P3´=P3×r, P2´=P2×r, P1´=P1×r) 나타낸 높게 수정된 가중치(τ'(t))이다.
즉, 도 4의 그래프는 동일한 가용시간에 따라 등가에너지 (
Figure pat00011
)관점에서 감소되어 나타난 새로운 출력레벨(P3´=P3×r, P2´=P2×r, P1´=P1×r)에 따라 연료전지의 가중치(τ'(t))을 P3´에서는 1, P2´에서는 β, P1´에서는 α로 측정한 값을 찍어 그 구간 사이의 값은 직선으로 곡선 접합(curve fitting)을 하여 나타난 그래프이다. 도 4와 같이 높아진 가중치(τ'(t))을 통해 도출되는 더 낮아진 잔여가용에너지(ΔE = E0 -
Figure pat00012
)는 기존보다 더 빨리 출력제한모드 등에 진입하기 위한 연료전지 출력을 제어한다. 따라서, 연료전지의 성능이 사용에 따라 악화된, 특히 EOL과 가까운 단계의 연료전지의 내구 악화를 사전에 차단하여 장기간의 운전가능기간을 확보할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전제어기에서 연료전지의 특정 출력값에 있어서 연료전지의 초기 전압과 연료전지의 일정 사용시간 이후 전압의 비율을 나타낸 그래프이고, 파라미터는 연료전지의 특정 출력값에 있어서 연료전지의 초기 전압과 연료전지의 일정 사용시간 이후 전압의 비율일 수 있다. 즉, 연료전지의 사용에 따라 누적되는 파라미터 중 전압비를 사용한다.
도 3의 가로축은 연료전지의 특정 출력명령값 Pfc(왼쪽으로 갈수록 출력이 커짐), 세로축인 그에 있어서의 연료전지의 초기 전압(VBOL)과 연료전지의 일정 사용시간 이후 전압(V(t))을 나타낸다. 도 3과 같이, 연료전지의 초기 상태인 BOL에서의 전압과 달리, 연료전지의 사용에 따른 내구열화에 따라 기존보다 낮은 전압을 발생시킨다. 즉, 동일한 연료전지의 출력으로 측정되어 이로서 연료전지를 제어한다고 하더라도, 실제로는 내구상태에 따라 더 낮은 전압에 따른 더 낮은 출력이 발생된다. 따라서, 내구성이 악화된 연료전지 입장에서는 동일한 낮은 출력명령값이라도 BOL 단계에서는 저출력이라고 판단되는 값이 EOL 단계에서는 고출력으로 판단되고, 그에 따라 연료전지의 잔여가용에너지가 높아 출력제한모드 등을 대비하여 연료전지가 선제적으로 배터리를 충전시키지 않는 중에도 고출력에 노출됨으로써 연료전지의 내구성이 크게 악화될 수 있다.
따라서 이러한 연료전지의 내구 상태를 반영하여 연료전지의 잔여가용에너지를 도출하는 것이 바람직하다. 이를 정확히 반영하는 파라미터는 연료전지의 특정 출력값에 있어서 연료전지의 초기 전압과 연료전지의 일정 사용시간 이후 전압의 비율(V(t)/VBOL)이다. 즉, 본 발명의 일 실시예는 연료전지의 잔여가용에너지를 내구상태에 따라 감소된 연료전지의 출력에 따라 감소시켜 도출한다. 특히 위 파라미터(V(t)/VBOL)는 연료전지의 출력과 관련하여 선형적으로 감소하는 변수이다. 따라서, 위 파라미터에 따라 제어된 잔여가용에너지가 많을 때는 연료전지가 고출력구간에 노출되지 않게끔 선형적으로 감소시키고, 잔여가용에너지가 적을 때는 연료전지의 출력을 미리 높여놓아 향후 출력제한모드 등을 안정적으로 대비한다. 궁극적으로, 본 발명의 일 실시예는 장기운전을 요구하는 상용차, 선박, 항공 등의 어플리케이션에 적용할 경우, 연료전지의 초기 BOL 상태에서 예상한 수준의 운전가능기간을 향후 EOL단계에서도 만족시킬 수 있다.
도 3 내지 도 4는 위 파라미터를 통해 동일한 비율로 감소시킨 연료전지의 출력(P3'=P3×V(t)/VBOL, P2'=P2×V(t)/VBOL, (P1'=P1×V(t)/VBOL)을 적용하여 가중치(τ(t)->τ(t)')을 재조정함으로써 연료전지의 누적소모에너지(
Figure pat00013
->
Figure pat00014
)를 늘리고, 그에 따라 연료전지의 잔여가용에너지(ΔE' = E0 -
Figure pat00015
)를 낮추는 제어를 수행함을 나타낸다.
한편, 파라미터는 연료전지의 특정 출력값에 있어서 연료전지의 초기가용에너지와 연료전지의 일정 사용시간 이후 초기가용에너지의 비율 또는 연료전지의 특정 출력값에 있어서 연료전지의 최대수소저장량과 연료전지의 일정 사용시간 이후 최대수소저장량의 비율일 수 있다. 즉, 연료전지의 BOL단계와 비교한 현재 연료전지의 초기가용에너지(E0)와 연료전지의 최대수소저장량의 비율로도 연료전지의 내구상태를 반영할 수 있다는 것이다. 연료전지는 그 수소사용에 따라 전압과 같은 출력도 감소하지만, 그에 따라 그 가중치(τ(t))도 증가한다. 따라서, 수소저장시스템에서 동일한 양의 수소를 최대로 수용한다고 해도, 높은 가중치에 따라 실질적인 연료전지의 최대수소저장량은 감소한다. 이에 따라 연료전지의 내구상태를 적절히 반영하기 위해서는 단순히 연료전지의 출력 저하뿐만 아니라 가용시간 저하도 함께 고려해야 한다.
앞서 언급한 것처럼, 연료전지의 초기가용에너지는 임의의 출력레벨 중 그 출력으로 계속 연료전지를 구동해도 내구열화에 지장이 없다고 실험적으로 도출된 낮은 출력값(P3)에 따라 연료전지의 최대수소저장량만큼 사용할 때까지 소요된 시간인 가용시간(T3)에 따라 결정할 수 있다(E0 = P3 × T3).
따라서, 도 4에서 위의 전압비(V(t)/VBOL)에 따라 출력과 가중치만을 수정(P3'=P3×V(t)/VBOL,τ(t)->τ(t)')한 것과 달리, 연료전지의 내구악화에 따라 감소된 가용시간(T3')도 연료전지의 최대수소저장량의 감소비율(r)에 따라 수정할 수 있다.(T3'=T3×r) 이에 따라, 연료전지의 초기가용에너지도 다음과 같이 수정될 것이다. ( E0'= P3' × T3') 결론적으로, 연료전지의 잔여가용에너지(ΔE' = E0'-
Figure pat00016
)를 도출함에 있어서, 내구 악화에 따라 감소한 연료전지의 최대수소저장량 역시 함께 반영할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 일 실시예는 출력제한모드 등이 설정된 상용차, 선박, 항공 등의 어플리케이션에 적용할 경우, 연료전지의 초기 BOL 상태에서 예상한 수준의 운전가능기간을 연료전지의 가용시간(T3'=T3×r)을 내구에 따라 수정함으로써 향후 EOL단계에서도 만족시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전제어방법의 순서도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지의 운전제어방법은, 연료전지와 배터리를 통하여 출력을 생성하는 시스템에 있어서 연료전지의 운전을 제어하는 방법으로서, 입력부에서 사용자의 시스템 요구출력을 입력받는 단계(S100); 연산부에서 연료전지의 잔여가용에너지를 포함한 복수의 고려인자를 통하여 배터리 출력을 도출하는 단계(S200,S300); 연산부에서 사용자의 시스템 요구출력에서 배터리 출력을 제외하여 연료전지 출력을 산출하는 단계(S300); 및 운용부에서 연료전지 출력에 따라 연료전지의 가동을 제어하는 단계(S400);를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전제어방법은 차량 등에 관한 정보를 제공받아 연료전지의 출력을 제한하거나 가동을 제어하는 방법이다. 특히, 본 발명의 일 실시예와 같이 연료전지와 배터리를 통하여 출력을 생성하는 방법의 경우, 입력부에서는 차량 등의 정보로서 배터리로부터 배터리 충전량(SOC: State of Charge) 등을, 연료전지(F)로부터 연료전지 출력 등을, 사용자 인터페이스(U)로부터 시스템 요구출력 등을 입력받는다.(S100) 여기서 차량 등의 내구 향상을 위한 각 장치의 출력제한값에 대한 정보도 입력받을 수 있다. 또한, 전압비율(V(t)/VBOL)과 같이 연료전지의 사용에 따라 누적되는 파라미터를 함께 입력받아 내구성을 진단할 수도 있다.
연산부에서는 입력부에서 입력받은 차량 등의 정보를 토대로 잔여가용에너지(ΔE)를 산출한다.(S200) 특히, 잔여가용에너지(ΔE)를 산출하기 위해 연료전지의 초기가용에너지(E0)와 누적소모에너지(
Figure pat00017
)를 먼저 또는 동시에 연산할 수 있다. 또한, 출력(P(t))과 가중치(τ(t))의 관계에 대한 가중치데이터를 구비하고, 출력과 가중치를 동시에 고려하여 누적소모에너지를 도출할 수 있다(
Figure pat00018
). 한편, 전압비율(V(t)/VBOL) 등을 통해 출력과 그에 따른 가중치를 수정(τ(t)->τ'(t))하여 잔여가용에너지(ΔE->ΔE')를 가변적으로 도출할 수 있다.
다음 단계로, 배터리 출력(Pbat)을 입력받은 차량 등의 정보와 연산된 잔여가용에너지(ΔE) 등 복수의 고려인자를 통해 도출한다.(S300) 이 경우, 배터리 출력은 잔여가용에너지(ΔE) 및 배터리 충전량(SOC), 잔여가용에너지(ΔE) 및 사용자의 시스템 요구출력(Preq), 또는 잔여가용에너지(ΔE) 및 배터리 충전량(SOC) 및 사용자의 시스템 요구출력(ΔE)을 고려인자로 포함하여 도출할 수 있다. 그 다음 단계로, 시스템 요구출력(Preq)에서 배터리 출력(Pbat)을 제외하여 연료전지 출력을 산출한다.(Pfc=Preq-Pbat)(S300)
마지막 단계로, 운용부에서는 연산부에서 산출된 연료전지의 출력(Pfc), 즉 출력명령값에 따라 FDC(Fuel Cell DC-DC Converter, 연료전지 출력 컨버터)등을 통해 신호를 변환하여 최종적으로 연료전지의 가동을 제어한다.(S400)
이후 구동부에서는 위와 같이 제어된 연료전지 출력와 배터리 출력에 따라 모터 등을 통해 차량 등을 구동한다. 이는 연료전지의 운전이 종료될 때까지 처음부터 반복한다.(S500)
본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전제어방법은, 잔여수소저장량이 아니라 잔여가용에너지, 즉 출력제한모드 또는 FCS 모드까지 사용가능한 수소량과 그 에너지라는 개념을 도입하여 고출력구간에 노출된 이후에는 연료전지의 출력명령값을 낮추도록 설계한다. 따라서 해당 시점의 연료전지의 잔여가용에너지를 판단하면, 잔여가용에너지가 높은 경우 즉 출력제한모드 등까지 배터리 충전량을 충분히 구비할 수 있는경우 오히려 연료전지의 출력명령값을 낮춰 연료전지의 내구성을 높일 수 있다.
또한, 잔여가용에너지가 낮은 경우, 다시 말해 출력제한모드 등까지 배터리 충전량을 충분히 구비할 수 없는 상태에서는 연료전지의 출력, 즉 출력명령값을 높인다. 이를 통해, 일정한 배터리 충전량을 미리 구비할 수 있고, 그에 따라 배터리에 크게 의존하는 출력제한모드 등에 안정적으로 진입할 수 있다. 그러므로, 본 발명은 높은 내구성과 장기간의 운전가능기간을 요구하는 차량 등에 적용되면, 출력제한모드 등의 고연비와 내구성향상의 효과를 실질적으로 얻을 수 있다.
또한, 도 5에서 나타난 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전제어방법은, 연산부에서 연료전지의 잔여가용에너지를 포함한 복수의 고려인자를 통하여 배터리 출력을 도출하는 단계(S200,S300)에서, 연료전지의 잔여가용에너지는 연료전지의 초기가용에너지에서 누적소모에너지를 차감하여 도출된다.
여기서 말하는 누적소모에너지는 연료전지의 시동부터 운전을 종료하는 단계까지 사용한 수소량을 통해 산정된 에너지이다. 그러므로, 누적소모에너지는 연료전지이 차량 등을 구동하는데 사용되는 에너지, 즉 단순히 (연료전지의 출력)×(사용시간)의 적분인 누적사용에너지(
Figure pat00019
)를 의미하는 것이 아니다. 왜냐하면 연료전지가 실제로 소모한 에너지는, 차량 등을 구동하는 전기에너지뿐만 아니라, 연료전지의 사용에 따라 발생되는 열에너지와, 그로 인한 성능 및 내구 열화에 따라 가중치이 저하되어 더 사용해야 하는 열에너지 기타 일(Work)로 사용될 수 없는 에너지를 합한 값이기 때문이다.
그러므로, 본 발명의 일 실시예는 연료전지의 잔여가용에너지를 산정할 때 이러한 누적소모에너지를 모두 고려하여 도출함으로써, 기존 누적사용에너지와 달리 연료전지의 출력제한상태에 이르기까지의 성능 및 내구 열화 상태를 더 반영할 수 있다. 이로서, 출력제한시스템의 내구성 향상효과를 더 극대화할 수 있다.
한편, 도 5에서 나타난 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 운전제어방법은, 연산부에서 연료전지의 잔여가용에너지를 포함한 복수의 고려인자를 통하여 배터리 출력을 도출하는 단계에서(S200,300), 연료전지의 잔여가용에너지는 연료전지의 사용에 따라 누적되는 파라미터를 통하여 가변적으로 도출된다.
연료전지의 출력제한모드 등까지 사용가능한 잔여가용에너지는 연료전지의 누적된 수소사용시간에 따라 내구 및 성능이 악화되면서 감소한다. 특히 연료전지는 그 누적된 수소사용에 따라 BOL(Beginning of Life)에서 EOL(End of Life)로 이동하고, EOL 단계에서 고출력 구간에 노출되면 급격히 내구가 악화된다. 그럼에도 불구하고, 기존 연료전지의 잔여가용에너지를 통해 도출된 연료전지의 출력으로 그대로 제어하는 경우 출력제한모드 등에 사용해야 할 배터리 충전량을 미리 구비하지 못하는 결과를 초래한다.
특히 연료전지가 EOL과 가까운 단계에서 고출력구간에 노출된 정도에 따라 연료전지의 잔여가용에너지는 더 크게 악화된다. 따라서, 이를 반영하는 파라미터로서 연료전지의 수소사용에 따른 성능 악화에 비례하는 파라미터로 제어시스템을 설계함으로써, 미연에 내구 악화를 방지할 수 있다.
본 발명은 연료전지 운전제어기 및 운전제어방법에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 연료전지와 배터리를 통하여 출력을 생성하는 시스템에 있어서 출력제한상태와 연료전지의 내구악화를 예상,대비하기 위해 연료전지의 출력을 제어하는 연료전지 운전제어기 및 운전제어방법에 관한 것이다.
연료전지시스템과 대용량 배터리가 함께 적용되는 시스템의 경우, 연료전지 출력 부족 시 배터리가 부족분을 공급할 수 있다. 따라서, 위의 연료전지 출력제한 시간를 바탕으로 선제적으로 배터리를 충전시켜, 연료전지 출력제한 발생 시 총 요구출력을 공급할 수 있도록 준비할 수 있는 기술이 필요하다. 그런데, 연료전지로부터 사용하는 출력은 최대 출력 이하의 연속적인 값을 가지기 때문에 특정 출력값에 해당하지 않는 경우에는 기존 정보로는 출력제한을 미리 고려할 수 없었다.
이에 따라, 본 발명은 연료전지의 출력값을 제어함에 있어 연료전지의 출력데이터만을 이용하는게 아니라 출력제한상태를 대비하여 산출된 배터리 충전량을 고려함으로써 사용자의 가변적인 출력요구까지 안정적으로 만족시킬 수 있고, 연료전지의 출력명령값을 연료전지의 내구상태에 따라 가변적으로 도출함으로써 연료전지의 내구성을 증대시킬 수 있다.
상기한 바와 같이 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: 연산부 F: 연료전지
B: 배터리 I: 입력부
C: 연료전지 운전제어기 O: 운용부
D: 구동부 U: 사용자 인터페이스

Claims (15)

  1. 연료전지와 배터리를 통하여 출력을 생성하는 시스템에 있어서 연료전지의 운전을 제어하는 제어기로서,
    사용자의 시스템 요구출력을 입력받는 입력부;
    사용자의 시스템 요구출력에서 배터리 출력을 제외하여 연료전지 출력을 산출하며, 배터리 출력은 복수의 고려인자를 통하여 도출하고, 고려인자에는 연료전지의 잔여가용에너지가 포함되는 연산부; 및
    연산부에서 산출된 연료전지 출력에 따라 연료전지의 가동을 제어하는 운용부;를 포함하는 연료전지 운전제어기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    연산부는 연료전지의 초기가용에너지에서 누적소모에너지를 차감하여 연료전지의 잔여가용에너지를 도출하는 것을 특징으로 하는 연료전지 운전제어기.
  3. 청구항 2에 있어서,
    연산부는 상이하게 설정된 복수의 출력제한값과 이에 대응되는 연료전지의 가용시간을 기반으로 연료전지의 초기가용에너지 및 누적소모에너지를 도출하는 것을 특징으로 하는 연료전지 운전제어기.
  4. 청구항 3에 있어서,
    연산부는 연료전지의 초기가용에너지를 도출함에 있어서 복수의 출력제한값 중 가장 낮은 최소출력제한값과 이에 대응되는 연료전지의 최대가용시간을 기반으로 연료전지의 초기가용에너지를 도출하는 것을 특징으로 하는 연료전지 운전제어기.
  5. 청구항 1에 있어서,
    연산부는 연료전지의 잔여가용에너지와 연료전지의 출력값을 기반으로 연료전지의 잔여가용시간을 도출하는 것을 특징으로 하는 연료전지 운전제어기.
  6. 청구항 1에 있어서,
    연산부의 고려인자는 연료전지의 잔여가용에너지 및 배터리의 충전량을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 운전제어기.
  7. 청구항 1에 있어서,
    연산부의 고려인자는 연료전지의 잔여가용에너지 및 사용자의 시스템 요구출력을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 운전제어기.
  8. 청구항 1에 있어서,
    연산부의 고려인자는 연료전지의 잔여가용에너지, 배터리의 충전량, 및 사용자의 시스템 요구출력을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 운전제어기.
  9. 청구항 1에 있어서,
    연산부는 배터리 출력은 수학식 1을 통하여 도출되는 것을 특징으로 하는 연료전지 운전제어기.
    [수학식 1]
    Figure pat00020

    여기서 Pbat는 배터리 출력, η1,η2,η3는 상수, SOC는 배터리 충전량, ΔE는 연료전지의 잔여가용에너지, E0는 연료전지의 초기가용에너지, Preq는 사용자의 시스템 요구출력이다.
  10. 청구항 1에 있어서,
    연료전지의 잔여가용에너지는 연료전지의 누적사용시간이 증가함에 따라 변동되는 파라미터를 기반으로 가변적으로 도출되는 것을 특징으로 하는 연료전지 운전제어기.
  11. 청구항 10에 있어서,
    연료전지의 잔여가용에너지는 연료전지의 누적사용시간이 증가함에 따라 변동되는 파라미터가 감소될수록 감소되는 것을 특징으로 하는 연료전지 운전제어기.
  12. 청구항 11에 있어서,
    파라미터는 연료전지의 특정 출력값에 있어서 연료전지의 초기성능상태의 전압값과 연료전지의 누적사용시간 이후 내구감소에 따른 전압값의 비율인 것을 특징으로 하는 연료전지 운전제어기.
  13. 연료전지와 배터리를 통하여 출력을 생성하는 시스템에 있어서 연료전지의 운전을 제어하는 방법으로서,
    입력부에서 사용자의 시스템 요구출력을 입력받는 단계;
    연산부에서 연료전지의 잔여가용에너지를 포함한 복수의 고려인자를 통하여 배터리 출력을 도출하는 단계;
    연산부에서 사용자의 시스템 요구출력에서 배터리 출력을 제외하여 연료전지 출력을 산출하는 단계; 및
    운용부에서 연료전지 출력에 따라 연료전지의 가동을 제어하는 단계;를 포함하는 연료전지 운전제어방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    연산부에서 연료전지의 잔여가용에너지를 포함한 복수의 고려인자를 통하여 배터리 출력을 도출하는 단계에서, 연료전지의 잔여가용에너지는 연료전지의 초기가용에너지에서 누적소모에너지를 차감하여 도출되는 것을 특징으로 하는 연료전지 운전제어방법.
  15. 청구항 13에 있어서,
    연산부에서 연료전지의 잔여가용에너지를 포함한 복수의 고려인자를 통하여 배터리 출력을 도출하는 단계에서, 연료전지의 잔여가용에너지는 연료전지의 누적사용시간이 증가함에 따라 변동되는 파라미터를 기반으로 가변적으로 도출되는 것을 특징으로 하는 연료전지 운전제어방법.
KR1020210116032A 2021-09-01 2021-09-01 연료전지 운전제어기 및 운전제어방법 KR20230033281A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210116032A KR20230033281A (ko) 2021-09-01 2021-09-01 연료전지 운전제어기 및 운전제어방법
US17/866,065 US20230062541A1 (en) 2021-09-01 2022-07-15 Controller and controlling method of operating fuel cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210116032A KR20230033281A (ko) 2021-09-01 2021-09-01 연료전지 운전제어기 및 운전제어방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230033281A true KR20230033281A (ko) 2023-03-08

Family

ID=85288654

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210116032A KR20230033281A (ko) 2021-09-01 2021-09-01 연료전지 운전제어기 및 운전제어방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20230062541A1 (ko)
KR (1) KR20230033281A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101152856B1 (ko) 2007-07-30 2012-06-12 도요타 지도샤（주） 연료전지시스템 및 그 제어방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101152856B1 (ko) 2007-07-30 2012-06-12 도요타 지도샤（주） 연료전지시스템 및 그 제어방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20230062541A1 (en) 2023-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108394401B (zh) 汽车动力装置的控制方法、系统、装置及存储介质
KR101846632B1 (ko) 연료전지차량의 스탑모드시 전압 제어방법
CN102167036B (zh) 一种燃料电池混合动力整车控制方法
CN102834959B (zh) 燃料电池系统和用于燃料电池系统的控制方法
CN102369622B (zh) 燃料电池系统、用于燃料电池系统的控制方法以及配备有燃料电池系统的车辆
CN105842626B (zh) 用于控制和/或调节电能蓄能器的运行参数方法和设备
US20030025479A1 (en) Battery control system
JP7185437B2 (ja) 電池管理装置、電池管理方法、電力貯蔵システム
US20210021134A1 (en) Storage system
KR102634360B1 (ko) 전기자동차의 견인모드 제어 장치 및 그 방법
US20230339361A1 (en) Charging of electric vehicles and construction machines
KR101876733B1 (ko) 연료 전지 차량용 고전압 배터리의 출력 제어 방법 및 장치
US20220169150A1 (en) Fuel cell vehicle and control strategy based on artificial battery discharge limit
KR20230033281A (ko) 연료전지 운전제어기 및 운전제어방법
JP4495003B2 (ja) 鉄道車両の蓄電装置暖機方法及び装置
US20220359897A1 (en) Operation controller of fuel cell and operation control method thereof
CN113346592B (zh) 一种电池充电控制方法、装置及车辆
KR20110073089A (ko) 하이브리드 산업용 차량의 배터리 전력제어장치
KR20230104461A (ko) 전동화 차량 및 그를 위한 전원 관리 방법
JP6167864B2 (ja) 燃料電池システムおよび燃料電池車両、燃料電池システムの制御方法
JP6054918B2 (ja) ２電源負荷駆動燃料電池システム及び燃料電池自動車
JP2022116393A (ja) 電動車両の充電システム
JP2021177473A (ja) 燃料電池システム
CN116080482B (zh) 用电设备的功率控制方法、装置、设备和存储介质
CN117261697B (zh) 一种燃料电池车辆的能量控制方法及系统