KR20230085384A - 연료전지 구획분리 온도제어시스템 - Google Patents

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김준석
조민정
박상균
김희수
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건설기계부품연구원
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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 연료전지 구획분리 온도제어시스템은, 일방향으로 적층되고, 내부의 열구배에 따라 복수 개의 구획으로 구분되는 셀 스택, 상기 셀 스택에 연결되어, 상기 셀 스택 내부에서 유동하는 온도제어 유체의 온도 제어하는 단일 열교환기, 상기 셀 스택에 연결되어, 상기 구획에 동일한 온도의 상기 온도제어 유체를 분배하는 분배모듈 및 상기 분배모듈에 연결되어, 상기 구획 별로 상기 온도제어 유체의 분배비율을 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.

Description

연료전지 구획분리 온도제어시스템{FUEL CELL COMPARTMENTALIZATION TEMPERATURE CONTROL SYSTEM}
본 발명은 연료전지 구획분리 온도제어시스템에 관한 것이다.
연료전지는 연료와 산화제를 전기화학적으로 반응시켜 전기에너지를 발생시키는 장치이다. 보통의 전지는 전지 내에 미리 채워놓은 화학물질에서 나오는 화학 에너지를 전기 에너지로 전환하지만 연료전지는 지속적으로 연료와 산소의 공급을 받아서 화학반응을 통해 지속적으로 전기를 공급한다.
연료전지는 공기극에 산소가 공급되고 연료극에 연료가스가 공급되어 물의 전기분해 역반응 형태의 전기화학 반응이 진행되면서 전기, 열 및 물이 발생되어 공해를 유발하지 않고 고효율로 전기를 생성한다. 연료전지의 에너지 효율은 통상 40~60% 이지만 배출된 열을 사용할 수 있다면 효율이 85%까지 가능하다.
연료전지는 수소를 연료로 사용함으로써, 자동차 등에 사용되는 이동용 전원은 물론 주택 및 공공건물과 같은 분산용 전원 및 전자기기용과 같은 소형 전원 등 그 응용범위가 넓은 장점을 가지고 있다.
연료전지는 1개의 단위 셀의 전기 퍼텐셜이 낮기 때문에 충분한 전력을 만들어 내기 위해 여러 개의 단위 셀을 직렬 연결하여 적층하여 만든다. 여러 개의 단위 셀이 적층된 형태를 스택(stack)이라고 하고, 구체적으로, 연료전지 스택은 막-전극 접합체(MEA: membrance-electrode assembly) 와 분리판으로 이루어지는 단위 셀이 수 개 내지 수백 층으로 적층된 구조이다. 막-전극 접합체는 전해질 막을 사이에 두고 소위, 연료 전극 또는 산화 전극이라고도 불리는 애노드 전극과, 소위 공기 전극 또는 환원 전극이라고도 불리는 캐소드 전극이 부착된 구조를 가진다.
연료전지는 운전온도가 높아 연료전지 가동 이전에 예열이 필요하며, 연료와 산화제의 반응으로 전기 출력뿐 만 아니라 열을 발생시키기 때문에 연료전지의 작동온도가 도달하면 연료 셀의 손상을 회피하기 위해 냉각을 요구한다. 냉각을 위해서 유동경로내로 냉각수를 전달하여 냉각 작업을 수행한다.
다만, 이러한 방식의 냉각방식은 단위 셀이 수 개 내지 수백 층으로 적층되어 있어, 온도 구배가 균일하지 않을 수 있는데도 불구하고 적층된 셀 전부에 대해 동일한 방식으로 냉각하여 효율적인 냉각이 이루어지지 않는 문제가 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2015-0058299호 대한민국 등록특허공보 제10-2227617호
상기 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 셀 스택을 복수 개의 구획으로 구분하고 구획 별로 온도제어 유체를 분배하여 구획분리 온도제어가 가능하도록 하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 연료전지 구획분리 온도제어 시스템은, 일방향으로 적층되고, 내부의 열구배에 따라 복수 개의 구획으로 구분되는 셀 스택, 상기 셀 스택에 연결되어, 상기 셀 스택 내부에서 유동하는 온도제어 유체의 온도 제어하는 단일 열교환기, 상기 셀 스택에 연결되어, 상기 구획에 동일한 온도의 상기 온도제어 유체를 분배하는 분배모듈 및 상기 분배모듈에 연결되어, 상기 구획 별로 상기 온도제어 유체의 분배비율을 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.
상기 셀 스택은 분리판을 포함하며, 상기 분리판은, 상기 온도제어 유체가 유동하는 유로, 상기 유로의 일측에 연결되어, 상기 온도제어 유체가 유입되는 온도제어 유체 유입구 및 상기 유로의 타측에 연결되어, 상기 온도제어 유체가 유출되는 온도제어 유체 유출구를 포함할 수 있다.
상기 유로, 상기 온도제어 유체 유입구 및 상기 온도제어 유체 유출구는, 상기 구획 별로 적어도 하나 이상 존재할 수 있다.
상기 분리판은 상기 구획 별로 다른 형상이며, 상기 온도제어 유체 유입구는 복수 개 형성되며, 상기 구획 별로 각각 하나만 상기 유로에 연결되고, 상기 온도제어 유체 유출구는 복수 개 형성되며 상기 구획 별로 각각 하나만 상기 유로에 연결될 수 있다.
상기 분리판은 상기 분배모듈에 연결되어, 상기 유로 및 상기 온도제어 유체 유입구 간의 통로를 개폐하는 통로 개폐모듈을 더 포함할 수 있다.
유입 및 유출되는 상기 온도제어 유체의 온도를 측정하는 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 제어기는 상기 측정 온도 값에 의거 상기 구획 별 상기 셀 스택의 온도를 연산할 수 있다.
상기 분배모듈은 상기 셀 스택과 상기 단열 열교환기 사이에 배치되고, 상기 분배모듈은 적어도 하나 이상의 로터리 밸브일 수 있다.
상기 분배모듈은 적어도 하나 이상의 액츄에이터일 수 있다.
상기 제어기는, 온도 모델을 활용한 모델링 온도 기반으로 상기 분배모듈에 제어신호를 전달할 수 있다.
상기 셀 스택은, 상기 셀 스택의 적층 방향에 나란하거나 수직한 방향으로 구획이 구분될 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 일 측면에 따른 연료전지 구획분리 온도제어 시스템은 셀 스택의 구획 별로 온도제어 유체를 분배하고 유동시켜 구획 별로 온도제어가 가능하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료전지 구획분리 온도제어시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료전지를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 분리판의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 온도제어 유체의 유동 방향을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 연료전지 구획분리 온도제어시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 분리판의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 온도제어 유체의 유동 방향을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 연료전지 구획분리 온도제어시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 분리판들의 평면도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 온도제어 유체의 유동 방향을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 연료전지 구획분리 온도제어시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 분리판의 평면도 및 통로 개폐모듈의 작동을 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료전지 구획분리 온도제어시스템(1)에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료전지 구획분리 온도제어시스템을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료전지를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 분리판의 평면도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 온도제어 유체의 유동 방향을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료전지 구획분리 온도제어시스템(1)은 연료전지(2), 분배모듈(50), 열교환기(60), 제어기(70) 및 센서(80)를 포함할 수 있다. 여기에서 도 1 내지 도 4에 도시되어 있는 구성 요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 연료전지 구획분리 온도제어시스템(1)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
연료전지(2)는 체결판(10), 셀 스택(20), 체결 막대(30) 및 고정 부재(40)를 포함할 수 있다. 여기에서 도 1 내지 도 4에 도시되어 있는 구성 요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 연료전지(2)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
체결판(10)은 후술하는 적층된 셀 스택(20)의 양단에 배치되는 한쌍의 판으로 내부의 셀에 체결압을 제공할 수 있다. 체결판(10)은 후술하는 고정 부재(40)에 의해 체결되고 적층된 셀 스택(20)에 적절한 체결압을 제공할 수 있다. 체결판(10)은 셀 스택(20)을 덮을 수 있을 정도의 단면적을 가지는 평판형태일 수 있다.
체결판(10)은 외곽에 고정 부재(40)에 의한 결합을 위한 복수 개의 통공(미도시)이 형성될 수 있다. 적층된 복수 개의 셀 스택(20)에 작용하는 면압의 크기 및 분포가 균일하지 못하면 반응기체의 누설 및 접촉저항 상승에 따라 효율이 하락하는 문제가 있을 수 있다. 따라서, 체결판(10)에 형성된 통공은 체결판(10) 내부에 적층된 셀 스택(20)을 균등하게 누를 수 있도록 체결판(10)의 중심에 대해 대칭적으로 형성될 수 있다.
체결판(10)은 고정 부재(40)의 조여지는 힘에도 불구하고 변형이 일어나면 안되는 바, 충분한 강성을 지닌 강철(Steel) 및 강화 플라스틱(Reinforced plastic)과 같은 재질로 제작될 수 있다. 다만, 체결판(10)의 형상 및 재질은 이에 한정되지 않고 다양한 형상 및 재질을 가질 수 있다.
셀 스택(20)은 분리판(200)을 포함할 수 있다. 셀 스택(20)은 일방향으로 적층되고 내부의 열구배에 따라 복수 개의 구획(A)으로 구분될 수 있다. 셀 스택(20)은 적층 방향에 나란한 방향으로 제1 구획(A1) 및 제2 구획(A2)으로 구분될 수 있다(도 2 참조). 다만 제1 구획(A1) 및 제2 구획(A2)은 구획(A)을 예시적으로 나타낸 것일 뿐 이에 한정되지 않고, 필요에 따라 더 많은 수의 구획(A)으로 구분하는 것이 가능할 수 있다.
셀 스택(20)은 분리판(200) 이외에도 고분자 전해질 막과 산화 전극인 애노드와 환원 전극인 캐소드가 부착된 막-전극 접합체(MEA: membrane, 미도시), 다공성의 카본 종이 및 천위에 마이크로한 다공층을 가지는 가스 확산층(GDL: gas diffusion layer, 미도시), 연료 및 공기의 누출을 방지하는 가스켓(미도시)을 포함할 수 있다. 여기에서, 도 1 내지 도 4에 도시되어 있는 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 셀 스택(20)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
분리판(200)은 유로(210), 유입구(220), 유출구(230) 및 통로(240)를 포함할 수 있다. 분리판(200)은 얇은 평판형상일 수 있다. 분리판(200)은 가스 확산층(미도시) 및 막-전극 접합체(미도시)를 구조적으로 지지하며 막-전극 접합체의 애노드와 캐소드를 직렬로 연결시켜 주는 전도체의 역할을 동시에 수행할 수 있다. 분리판(200)은 셀 스택(20)의 반응에 필요한 수소를 막-전극 접합체(미도시) 전면에 균등하게 분배 및 공급할 수 있다.
유로(210)는 제1 유로(211) 및 제2 유로(212)를 포함할 수 있다. 유로(210)는 온도제어 유체가 유동할 수 있다. 유로(210)는 분리판(200)의 중앙부에 골과 산이 반복적으로 형성된 홈 형상일 수 있다. 유로(210)는 다양한 형상으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 직선 형태의 유로(도 3 참조), 지그재그로 얽혀있는 선 형태의 유로(미도시)도 가능할 수 있다.
제1 유로(211)는 셀 스택(20)의 제1 구획(A1)의 중앙부에 제2 유로(212)는 셀 스택(20)의 제2 구획(A2)의 중앙부에 형성될 수 있다.
유입구(220)는 공기 유입구(221), 연료 유입구(222) 및 온도제어 유체 유입구(223)를 포함할 수 있다. 유입구(220)는 분리판(200)의 외곽에 홀(Hole)로 형성되어 공기, 연료 및 온도제어 유체가 이동하는 경로일 수 있다. 유입구(220)는 적층된 셀 스택(20)에서 적층 방향을 따라 공기, 연료 및 온도제어 유체가 이동하도록 할 수 있다.
공기 유입구(221) 및 연료 유입구(222)는 분리판(200)의 유로(210)에 연결되어 공기 및 수소와 같은 연료를 유로(210)에 유입시킬 수 있다.
온도제어 유체 유입구(223)는 제1 온도제어 유체 유입구(223a) 및 제2 온도제어 유체 유입구(223b)를 포함할 수 있다. 온도제어 유체 유입구(223)는 유로(210)의 일측에 연결되어, 온도제어 유체가 유입될 수 있다. 온도제어 유체 유입구(223)는 체결판(10)까지 연장될 수 있다.
온도제어 유체 유입구(223)는 후술하는 통로(240)를 통해 유로(210)와 연결될 수 있다. 온도제어 유체 유입구(223)를 통해 온도제어 유체는 셀 스택(20)의 적층 방향으로 이동하다가 통로(240)를 통해 유로(210)로 이동하여 분리판(200) 내부를 유동할 수 있다(도 4 참조).
제1 온도제어 유체 유입구(223a)는 제1 유로(211)로 유입되는 온도제어 유체의 경로일 수 있다. 제2 온도제어 유체 유입구(223b)는 제2 유로(212)로 유입되는 온도제어 유체의 경로일 수 있다.
유출구(230)는 공기 유출구(231), 연료 유출구(232) 및 온도제어 유체 유출구(233)를 포함할 수 있다. 유출구(230)는 분리판(200)의 외곽에 홀(Hole)로 형성되어 공기, 연료 및 온도제어 유체가 이동하는 경로일 수 있다. 유출구(230)는 적층된 셀 스택(20)에서 적층 방향을 따라 공기, 연료 및 온도제어 유체가 이동하도록 할 수 있다.
공기 유출구(231) 및 연료 유출구(232)는 분리판(200)의 유로(210)에 연결되어 공기 및 수소와 같은 연료를 유로(210)에서 유출되도록 할 수 있다.
온도제어 유체 유출구(233)는 제1 온도제어 유체 유출구(233a) 및 제2 온도제어 유체 유출구(233b)를 포함할 수 있다. 온도제어 유체 유출구(233)는 유로(210)의 타측에 연결되어, 온도제어 유체가 유출될 수 있다. 온도제어 유체 유출구(233)는 체결판(10)까지 연장될 수 있다. 온도제어 유추 유출구(230)는 통로(240)를 통해 유로(210)와 연결될 수 있다. 온도제어 유체 유출구(233)를 통해 온도제어 유체는 셀 스택(20)의 적층 방향으로 이동하다가 통로(240)를 통해 유로(210)에서 빠져나와 분리판(20) 외부로 유출될 수 있다(도 4 참조).
제1 온도제어 유체 유출구(233a)는 제1 유로(211)에서 유출되는 온도제어 유체의 경로일 수 있다. 제2 온도제어 유체 유출구(233b)는 제2 유로(212)에서 유출되는 유출되는 온도제어 유체의 경로일 수 있다.
통로(240)는 유로(210)와 온도제어 유체 유입구(223) 및 온도제어 유체 유출구(233)를 연결하는 역할을 할 수 있다. 통로(240)는 유로(210)와 온도제어 유체 유입구(223) 및 온도제어 유체 유출구(233)의 경계에 위치한 홀일 수 있다. 다만 통로(240)의 형상 및 위치는 이에 한정되지 않고 유로(210)와 온도제어 유체 유입구(223) 및 온도제어 유체 유출구(233)를 연결할 수 있는 어떠한 형상 및 위치도 가능할 수 있다.
분배모듈(50)은 셀 스택(20)에 연결되어 구획(A)에 동일한 온도의 온도제어 유체를 분배할 수 있다. 분배모듈(50)은 후술하는 제어기(70)에 연결되어 제어기(70)의 제어신호에 따라 구동될 수 있다. 분배모듈(50)은 셀 스택(20)과 단일 열교환기(60) 사이에 배치될 수 있다. 분배모듈(50)은 구획(A)에 온도제어 유체를 분배할 수 있는 어떠한 구성도 가능할 수 있다. 예를 들어, 분배모듈(50)은 스로틀 밸브와 같이 밸브체를 회전시킴으로써 개폐를 조절하는 로터리 밸브(Rotary valve)일 수 있다.
열교환기(60)는 셀 스택(20)에 연결되어, 셀 스택(20) 내부에서 유동하는 온도제어 유체의 온도를 제어할 수 있다. 열교환기(60)는 온도제어 유체의 온도를 제어하기에 충분한 용량을 지닌 열교환기(60) 여야 한다. 열교환기(60)는 연료전지(2)의 가동을 위한 예열이 필요한 경우 셀 스택(20) 내부로 유입되는 온도제어 유체를 가열하는 가열기(heater)의 역할을 할 수 있다. 열교환기(60)는 연료전지(2)의 가동에 따른 발열로 인해 냉각이 필요한 경우 셀 스택(20) 내부로 유입되는 온도제어 유체를 냉각하는 냉각기(cooler)의 역할을 할 수 있다.
열교환기(60)는 단일 열교환기(60)일 수 있다. 본 발명에서는 분배모듈(50)을 통한 온도제어 유체의 유량 분배를 통해 온도를 제어하는 바, 열교환기(60)를 하나만 사용하여 동일한 온도의 온도제어 유체를 이용해 셀 스택(20)의 온도를 제어할 수 있다. 이에 따라, 구조의 단순화 및 전력 효율을 도모할 수 있다.
제어기(70)는 분배모듈(50)에 연결되어, 구획(A) 별로 온도제어 유체의 분배비율을 제어할 수 있다. 제어기(70)는 온도 모델을 활용한 모델링 온도 기반으로 분배모듈(50)에 제어신호를 전달할 수 있다. 여기에서 온도 모델은 유입되는 온도제어 유체의 온도데이터 및 분배되는 온도제어 유체 유량데이터에 따른 구획(A)의 온도 데이터에 관한 모델일 수 있다.
제어기(70)가 온도 모델을 활용하기 때문에 셀 스택(20) 내부의 실측 데이터 측정을 위한 온도 센서가 불필요할 수 있다. 이에 따라, 적층되는 셀 스택(20)의 밀도가 중요한 연료전지에서 불필요한 구성요소를 줄임으로써 셀 스택(20)의 밀도를 향상시킬 수 있다.
제어기(70)는 후술하는 센서(80)의 측정 온도 값에 의거 구획(A) 별 셀 스택(20)의 온도를 연산할 수 있다. 즉, 구획(A) 별로 유입되는 온도제어 유체 및 유출되는 온도제어 유체의 온도만 알면 셀 스택(20)의 구획 별 온도를 연산할 수 있어 셀 스택(20) 내부에 센서가 없더라도 온도를 파악할 수 있다.
센서(80)는 제1 센서(81), 제2 센서(82) 및 제3 센서(83)를 포함할 수 있다. 센서(80)는 유입 및 유출되는 온도제어 유체의 온도를 측정할 수 있다. 다만 센서(80)의 개수는 사용자의 필요에 따라 변경될 수 있다.
제1 센서(81)는 유입되는 온도제어 유체의 온도를 측정하기 위해, 온도제어 유체가 온도제어 유체 유입구(223)에 유입되기 이전의 위치에 부착될 수 있다. 제2 센서(82) 및 제3 센서(83)는 유출되는 온도제어 유체의 온도를 측정하기 위해, 온도제어 유체가 온도제어 유체 유출구(233)를 통해 유출된 이후의 위치에 부착될 수 있다(도 2 참조).
도 2 내지 도 4를 참조하면, 열교환기(60)에 의해 적정 온도로 유지되는 온도제어 유체는 펌프(미도시) 등을 통해 분배모듈(50)로 이동할 수 있다. 분배모듈(50) 에서는 제어기(70)의 제어신호에 의거 셀 스택(20)의 제1 구획(A1) 및 제2 구획(A2)으로 유입되는 온도제어 유체의 유입 유량을 결정할 수 있다.
분배된 온도제어 유체는 각각 제1 온도제어 유체 유입구(223a) 및 제2 온도제어 유체 유입구(223b)를 통해 제1 구획(A1) 및 제2 구획(A2)으로 유입될 수 있다.
제1 온도제어 유체 유입구(223a) 내부를 유동하는 온도제어 유체는 통로(240)를 통해 제1 유로(211)로 유입되고 제1 유로(211)를 통과한 온도제어 유체는 통로(240)를 통해 제1 온도제어 유체 유출구(233a)로 유출될 수 있다(도 4 참조).
제2 온도제어 유체 유입구(223b) 내부를 유동하는 온도제어 유체는 통로(240)를 통해 제2 유로(212)로 유입되고 제2 유로(212)를 통과한 온도제어 유체는 통로(240)를 통해 제2 온도제어 유체 유출구(233b)로 유출될 수 있다(도 4 참조).
이와 같은 방식으로, 셀 스택(20)의 제1 구획(A1) 및 제2 구획(A2)으로 유입되는 온도제어 유체의 유량을 조절하여 제1 구획(A1) 및 제2 구획(A2)의 온도를 독립적으로 제어할 수 있다. 즉, 온도제어 유체는 각각 다른 유량으로 제1 구획(A1) 및 제2 구획(A2) 내부를 유동하므로 구획(A) 별 온도를 독립적으로 제어할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 제2 실시예에 따른 연료전지 구획분리 온도제어시스템(1)에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 연료전지 구획분리 온도제어시스템을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 분리판의 평면도이고, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 온도제어 유체의 유동 방향을 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 7을 참조하여 설명하면, 본 제2 실시예에 따른 연료전지 구획분리 온도제어시스템(1)은 구획(A), 유로(210), 온도제어 유체 유입구(223), 온도제어 유체 유출구(233), 분배모듈(50) 및 센서(80)의 개수를 제외하고는 상기 제1 실시예에 따른 연료전지 구획분리 온도제어시스템(1)과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.
본 실시예에 따르면, 셀 스택(20)의 구획(A)은 제1 구획(A1), 제2 구획(A2) 및 제3 구획(A3)을 포함할 수 있다. 셀 스택(20)은 적층 방향에 나란한 방향으로 제1 구획(A1), 제2 구획(A2) 및 제3 구획(A3)으로 구분될 수 있다(도 5 참조). 이와 같이 구획하여 상대적으로 외부와의 접촉면적이 큰 제1 구획(A1) 및 제3 구획(A3)과 상대적으로 외부와의 접촉면적이 작은 제2 구획(A2)을 구분하여 온도제어가 가능할 수 있다.
즉, 연료전지(2) 가동 시 발생 열로 인해 중심부인 제2 구획(A2)의 온도가 외부공기와의 접촉이 큰 제1 구획(A1) 및 제3 구획(A3)의 온도보다 큰 폭으로 상승할 수 있다. 이때, 제2 구획(A2)으로 유입되는 낮은 온도의 온도제어 유체의 유량을 높게 조절함으로써 보다 안정적인 연료전지(2)의 온도제어가 가능할 수 있다.
유로(210)는 구획(A)에 따라 제1 유로(211), 제2 유로(212) 및 제3 유로(213)를 포함할 수 있다.
온도제어 유체 유입구(223)는 제1 온도제어 유체 유입구(223a), 제2 온도제어 유체 유입구(223b) 및 제3 온도제어 유체 유입구(223c)를 포함할 수 있다. 제1 온도제어 유체 유입구(223a)는 제1 유로(211)와 제2 온도제어 유체 유입구(223b)는 제2 유로(212)와 제3 온도제어 유체 유입구(223c)는 제3 유로(213)와 연결되어 각 유로(210)로 유입되는 온도제어 유체의 경로일 수 있다.
온도제어 유체 유출구(233)는 제1 온도제어 유체 유출구(233a), 제2 온도제어 유체 유출구(233b) 및 제3 온도제어 유체 유출구(233c)를 포함할 수 있다. 제1 온도제어 유체 유출구(233a)는 제1 유로(211)와 제2 온도제어 유체 유출구(233b)는 제2 유로(212)와 제3 온도제어 유출구(230)는 제3 유로(213)와 연결되어 각 유로(210)에서 유출되는 온도제어 유체의 경로일 수 있다.
분배모듈(50)은 제1 분배모듈(51) 및 제2 분배모듈(52)을 포함할 수 있다. 제1 구획(A1), 제2 구획(A2) 및 제3 구획(A3)에 온도제어 유체를 분배해야 하는 바, 2개의 분배모듈(50)을 활용할 수 있다(도 5 참조). 이는, 분배모듈(50)로 로터리 밸브와 같이 2갈래로 분기되는 분배모듈(50)을 활용하는 경우 더욱 그렇다. 다만, 2개의 분배모듈(50)은 필수적인 구성은 아니고 사용자의 선택에 따라 1개의 분배모듈(50)로 제1 구획(A1), 제2 구획(A2) 및 제3 구획(A3)에 온도제어 유체를 분배할 수도 있다.
센서(80)는 제1 센서(81), 제2 센서(82), 제3 센서(83) 및 제4 센서(84)를 포함할 수 있다. 제1 센서(81)는 유입되는 온도제어 유체의 온도를 측정하기 위해, 온도제어 유체가 온도제어 유체 유입구(223)에 유입되기 이전의 위치에 부착될 수 있다. 제2 센서(82), 제3 센서(83) 및 제4 센서(84)는 유출되는 온도제어 유체의 온도를 측정하기 위해, 온도제어 유체가 온도제어 유체 유출구(233)를 통해 유출된 이후의 위치에 부착될 수 있다(도 5 참조).
이와 같은 방식으로, 셀 스택(20)의 제1 구획(A1), 제2 구획(A2) 및 제3 구획(A3)으로 유입되는 온도제어 유체의 유량을 조절하여 제1 구획(A1), 제2 구획(A2) 및 제3 구획(A3)의 온도를 독립적으로 제어할 수 있다. 즉, 온도제어 유체는 각각 다른 유량으로 제1 구획(A1), 제2 구획(A2) 및 제3 구획(A3) 내부를 유동하므로 구획(A) 별 온도를 독립적으로 제어할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제3 실시예에 따른 연료전지 구획분리 온도제어시스템(1)에 대해 설명한다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 연료전지 구획분리 온도제어시스템을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 분리판들의 평면도이고, 도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 온도제어 유체의 유동 방향을 나타낸 도면이다.
도 8 내지 도 10을 참조하여 설명하면, 본 제3 실시예에 따른 연료전지 구획분리 온도제어시스템(1)은 본 제3 실시예에 따른 연료전지 구획분리 온도제어시스템(1)은 구획(A)의 개수 및 분리판(200)의 형상을 제외하고는 상기 제1 실시예에 따른 연료전지 구획분리 온도제어시스템(1)과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.
본 실시예에 따르면, 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 구획(A)은 제1 구획(A1) 및 제2 구획(A2)을 포함할 수 있다. 셀 스택(20)의 구획(A)은 적층 방향에 수직한 방향으로 제1 구획(A1) 및 제2 구획(A2)으로 구분될 수 있다(도 8 참조). 이와 같이 구획하여 적층 방향에 수직한 방향의 열구배에 따라 제1 구획(A1) 및 제2 구획(A2)을 구분하여 온도제어가 가능할 수 있다. 다만 제1 구획(A1) 및 제2 구획(A2)은 구획(A)을 예시적으로 나타낸 것일 뿐 이에 한정되지 않고, 사용자의 필요에 따라 더 많은 수의 구획(A)을 나누는 것이 가능할 수 있다.
분리판(200)은 제1 분리판(200a) 및 제2 분리판(200b)을 포함할 수 있다(도 9 참조). 분리판(200)은 구획(A) 별로 다른 형상일 수 있다. 즉, 제1 구획(A1)에는 제1 분리판(200a), 제2 구획(A2)에는 제2 분리판(200b)이 적층될 수 있다.
분리판(200)의 온도제어 유체 유입구(223)는 복수 개 형성되며, 구획(A) 별로 각각 하나만 유로(210)에 연결될 수 있다. 분리판(200)의 온도제어 유체 유출구(233)는 복수 개 형성되며, 구획(A) 별로 각각 하나만 유로(210)에 연결될 수 있다.
제1 분리판(200a)에는 제1 온도제어 유체 유입구(223a) 및 제2 온도제어 유체 유입구(223b)가 형성되고, 제1 온도제어 유체 유입구(223a) 만이 제1유로(211)에 연결될 수 있다. 제1 분리판(200a)에는 제1 온도제어 유체 유출구(233a) 및 제2 온도제어 유체 유출구(233b)가 형성되고, 제1 온도제어 유체 유출구(233a) 만이 제1 유로(211)에 연결될 수 있다.
제2 분리판(200b)에는 제1 온도제어 유체 유입구(223a) 및 제2 온도제어 유체 유입구(223b)가 형성되고, 제2 온도제어 유체 유입구(223b) 만이 제2 유로(212)에 연결될 수 있다. 제2 분리판(200b)에는 제1 온도제어 유체 유출구(233a) 및 제2 온도제어 유체 유출구(233b)가 형성되고, 제2 온도제어 유체 유출구(233b) 만이 제2 유로(212)에 연결될 수 있다.
단일한 형상의 분리판(200) 내부의 유로(210), 온도제어 유체 유입구(223) 및 온도제어 유체 유출구(233)의 구조를 달리하는 방식으로는 적층 방향에 나란한 방향으로 구획(A)을 나눌 수 밖에 없어 셀 스택(20)의 다양한 열 구배에 대응할 수 없다는 문제가 있을 수 있다.
그러나, 본 실시예와 같이 구획(A) 별로 형상이 다른 분리판(200)으로 인해, 적층 방향에 수직한 방향으로 나뉜 구획(A) 별로 온도의 독립제어가 가능할 수 있다.
분배모듈(50)에서 분배된 제1 온도제어 유체 유입구(223a)를 통과한 온도제어 유체는 통로(240)를 통해 제1 유로(211)를 유동하고 제1 온도제어 유체 유출구(233a)를 통해 유출될 수 있다(도 8 및 도 10 참조). 분배모듈(50)에서 분배된 제2 온도제어 유체 유입구(223b)를 통과한 온도제어 유체는 통로(240)를 통해 제2 유로(212)를 유동하고 제2 온도제어 유체 유출구(233b)를 통해 유출될 수 있다(도 8 및 도 10 참조).
이와 같은 방식으로, 셀 스택(20)의 제1 구획(A1) 및 제2 구획(A2)으로 유입되는 온도제어 유체의 유량을 조절하여 제1 구획(A1) 및 제2 구획(A2)의 온도를 독립적으로 제어할 수 있다. 즉, 온도제어 유체는 각각 다른 유량으로 제1 구획(A1) 및 제2 구획(A2) 내부를 유동하므로 구획(A) 별 온도를 독립적으로 제어할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 제4 실시예에 따른 연료전지 구획분리 온도제어시스템(1)에 대해서 설명한다.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 연료전지 구획분리 온도제어시스템을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 분리판의 평면도 및 통로 개폐모듈의 작동을 나타낸 도면이다.
도 11 및 도 12를 참조하여 설명하면, 본 제4 실시예에 따른 연료전지 구획분리 온도제어시스템(1)은 구획(A), 통로 개폐모듈(250), 통로 개폐모듈 제어로드(260) 및 분배모듈(50)을 제외하고는 제1 실시예에 따른 연료전지 구획분리 온도제어시스템(1)과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.
본 실시예에 따르면, 도 11 및 도12 에 도시된 바와 같이, 구획(A)은 제1 구획(A1) 및 제2 구획(A2)을 포함할 수 있다. 제1 구획(A1) 및 제2 구획(A2)은 구획(A)을 예시적으로 나타낸 것에 불과하고 사용자의 필요에 따라 더 많은 구획(A)으로 구분될 수 있다.
분리판(200)은 통로 개폐모듈(250) 및 통로 개폐모듈 제어로드(260)를 더 포함할 수 있다.
통로 개폐모듈(250)은 분배모듈(50)에 연결되어, 유로(210) 및 온도제어 유체 유입구(223) 간의 통로(240)를 개폐할 수 있다. 통로 개폐모듈(250)은 통로(240)를 개폐할 수 있도록 통로(240)의 높이와 동일하거나 더 큰 높이를 가지는 막대형상일 수 있다. 다만 통로 개폐모듈(250)의 형상은 통로(240)를 개폐할 수 있는 어떠한 형상도 가능할 수 있다.
통로 개폐모듈 제어로드(260)는 통로 개폐모듈(250)에 연결되어 통로 개폐모듈(250)과 분배모듈(50)을 연결할 수 있다. 통로 개폐모듈 제어로드(260)는 분리판(200)의 외측을 관통하여 분배모듈(50)의 동력을 통로 개폐모듈(250)에 전달할 수 있다. 통로 개폐모듈 제어로드(260)는 직경이 작은 막대형상일 수 있다. 다만 통로 개폐모듈 제어로드(260)의 형상은 이에 한정되지 않고 다양한 형상을 가질 수 있다.
분배모듈(50)은 통로 개폐모듈(250)과 연결되어 통로(240)의 개폐를 위한 동력을 제공하여 구획(A)에 온도제어 유체를 분배할 수 있다. 분배모듈(50)은 연결된 제어기(70)의 제어신호에 따라 동작할 수 있다. 분배모듈(50)은 통로(240)의 개폐를 위한 동력을 제공할 수 있는 어떠한 구성도 가능할 수 있다. 예를 들어, 분배모듈(50)은 적어도 하나 이상의 액츄에이터일 수 있다.
도 11을 참조하면, 셀 스택(20)의 구획(A)을 보다 자유롭게 구분할 수 있음을 알 수 있다. 도 11(a)와 같이 적층방향에 수직한 방향으로 제1 구획(A1) 및 제2 구획(A2)으로 구분할 수 있다. 도 11(b)와 같이 적층방향에 수직한 방향으로 외곽부와 중앙부를 나눠 제1 구획(A1) 및 제2 구획(A2)으로 구분할 수 있다.
도 12를 참조하면, 각 구획(A)에서 통로 개폐모듈(250)에 의해 유로(210) 로의 온도제어 유체 유입여부가 결정됨을 알 수 있다. 도 12(a)와 같이 분배모듈(50) 방향으로 통로 개폐모듈(250)이 이동하면 통로(240)가 개방되어 온도제어 유체가 온도제어 유체 유입구(223)에서 유로(210)로 유입될 수 있다. 도 12(b)와 같이 유로(210) 방향으로 통로 개폐모듈(250)이 이동하면 통로(240)가 폐쇄되어 온도제어 유체가 유로(210)로 유입되지 않을 수 있다. 이와 같은 방식으로 구획(A) 별로 유동하는 온도제어 유체의 유량을 조절할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 구획(A)을 반드시 연속적으로 구분하지 않고 필요에 따라 통로 개폐모듈(250)과 분배모듈(50)의 연결방식을 달리하여 단속적으로 구분할 수 있다(도 11(b) 참조). 분리판(200)의 형상 및 구조를 달리하여 구획(A)을 구분하는 것은 물리적으로 한계가 있을 수 있으나, 분리판(200)마다 존재하는 통로 개폐모듈(250)과 분배모듈(50)의 연결방식으로 구획(A)을 구분하면 필요에 따라 구획(A)의 다변화가 가능할 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
1 연료전지 구획분리 온도제어시스템
2 연료전지
10 체결판
20 셀 스택
30 체결 막대
40 고정 부재
50 분배모듈
60 열교환기
70 제어기
80 센서
100 구획
200 분리판

Claims (11)

  1. 일방향으로 적층되고, 내부의 열구배에 따라 복수 개의 구획으로 구분되는 셀 스택;
    상기 셀 스택에 연결되어, 상기 셀 스택 내부에서 유동하는 온도제어 유체의 온도를 제어하는 단일 열교환기;
    상기 셀 스택에 연결되어, 상기 구획에 동일한 온도의 상기 온도제어 유체를 분배하는 분배모듈; 및
    상기 분배모듈에 연결되어, 상기 구획 별로 상기 온도제어 유체의 분배비율을 제어하는 제어기를 포함하는, 연료전지 구획분리 온도제어시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 셀 스택은 분리판을 포함하며,
    상기 분리판은,
    상기 온도제어 유체가 유동하는 유로;
    상기 유로의 일측에 연결되어, 상기 온도제어 유체가 유입되는 온도제어 유체 유입구; 및
    상기 유로의 타측에 연결되어, 상기 온도제어 유체가 유출되는 온도제어 유체 유출구를 포함하는, 연료전지 구획분리 온도제어시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 유로, 상기 온도제어 유체 유입구 및 상기 온도제어 유체 유출구는, 상기 구획 별로 적어도 하나 이상 존재하는, 연료전지 구획분리 온도제어 시스템.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 분리판은 상기 구획 별로 다른 형상이며,
    상기 온도제어 유체 유입구는 복수 개 형성되며, 상기 구획 별로 각각 하나만 상기 유로에 연결되고,
    상기 온도제어 유체 유출구는 복수 개 형성되며 상기 구획 별로 각각 하나만 상기 유로에 연결되는, 연료전지 구획분리 온도제어시스템.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 분리판은
    상기 분배모듈에 연결되어, 상기 유로 및 상기 온도제어 유체 유입구 간의 통로를 개폐하는 통로 개폐모듈을 더 포함하는, 연료전지 구획분리 온도제어시스템.
  6. 제2 항에 있어서,
    유입 및 유출되는 상기 온도제어 유체의 온도를 측정하는 센서를 더 포함하는, 연료전지 구획분리 온도제어 시스템.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 측정 온도 값에 의거 상기 구획 별 상기 셀 스택의 온도를 연산하는, 연료전지 구획분리 온도제어 시스템.
  8. 제3 항 또는 제4항에 있어서,
    상기 분배모듈은 상기 셀 스택과 상기 단열 열교환기 사이에 배치되고,
    상기 분배모듈은 적어도 하나 이상의 로터리 밸브인, 연료전지 구획분리 온도제어 시스템.
  9. 제5 항에 있어서,
    상기 분배모듈은 적어도 하나 이상의 액츄에이터인, 연료전지 구획분리 온도제어 시스템.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제어기는, 온도 모델을 활용한 모델링 온도 기반으로 상기 분배모듈에 제어신호를 전달하는, 연료전지 구획분리 온도제어 시스템.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 셀 스택은, 상기 셀 스택의 적층 방향에 나란하거나 수직한 방향으로 구획이 구분되는, 연료전지 구획분리 온도제어 시스템.
KR1020210173491A 2021-12-07 2021-12-07 연료전지 구획분리 온도제어시스템 KR20230085384A (ko)

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KR20150058299A (ko) 2012-09-18 2015-05-28 인텔리전트 에너지 리미티드 연료 셀 스택으로 냉각제 유체 공급
KR102227617B1 (ko) 2020-10-23 2021-03-15 한국에너지기술연구원 고분자 연료전지 스택의 예열 장치 및 예열 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150058299A (ko) 2012-09-18 2015-05-28 인텔리전트 에너지 리미티드 연료 셀 스택으로 냉각제 유체 공급
KR102227617B1 (ko) 2020-10-23 2021-03-15 한국에너지기술연구원 고분자 연료전지 스택의 예열 장치 및 예열 방법

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