KR20240016015A - System and method for hydrogen emission of fuel cell - Google Patents
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Abstract
본 문서에 개시되는 실시예에 따르면, 연료전지의 수소 배출 시스템은, 연료전지 스택을 경유하는 수소공급라인 상의 수소를 퍼지하는 퍼지 밸브; 퍼지된 수소를 배출시키기 위한 팬; 및 상기 연료전지 스택이 구비된 차량의 상태에 기초하여 상기 퍼지 밸브의 동작을 제어하고, 상기 차량의 상태에 기초하여 팬의 방향 및 회전수 중 적어도 하나를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.According to an embodiment disclosed in this document, a hydrogen discharge system for a fuel cell includes a purge valve for purging hydrogen on a hydrogen supply line passing through a fuel cell stack; A fan for discharging purged hydrogen; and a control unit that controls the operation of the purge valve based on the state of the vehicle equipped with the fuel cell stack and controls at least one of the direction and rotation speed of the fan based on the state of the vehicle.
Description
본 문서에 개시된 실시예들은 연료전지의 수소 배출 시스템 및 방법에 관한 것이다.Embodiments disclosed in this document relate to a system and method for discharging hydrogen from a fuel cell.
연료전지 시스템은 연료전지 스택을 이용하여 전기 에너지를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 수소가 연료전지 스택의 연료로 사용되는 경우 지구환경문제를 해결하는 대안이 될 수 있으므로 연료전지 시스템에 대한 지속적인 연구개발이 이루어지고 있다. 연료전지 시스템은 전기에너지를 발생시키는 연료전지 스택, 연료전지 스택에 연료(수소)를 공급하는 연료공급장치, 연료전지 스택에 전기화학반응에 필요한 산화제인 공기 중 산소를 공급하는 공기공급장치, 연료전지 스택의 반응열을 시스템 외부로 제거하고 연료전지 스택의 운전 온도를 제어하며 물 관리 기능을 수행하는 열 관리 시스템(thermal management system, TMS)을 포함할 수 있다.A fuel cell system can generate electrical energy using a fuel cell stack. For example, if hydrogen is used as a fuel for a fuel cell stack, it can be an alternative to solving global environmental problems, so continuous research and development is being conducted on fuel cell systems. The fuel cell system consists of a fuel cell stack that generates electrical energy, a fuel supply device that supplies fuel (hydrogen) to the fuel cell stack, an air supply device that supplies oxygen from the air, an oxidizing agent necessary for electrochemical reactions, to the fuel cell stack, and fuel. It may include a thermal management system (TMS) that removes reaction heat from the cell stack to the outside of the system, controls the operating temperature of the fuel cell stack, and performs a water management function.
연료전지 시스템에서는 연료전지 스택에서 연료인 수소와 공기 중의 산소를 반응시켜 전기를 발생시키고, 반응 부산물로 열과 물을 배출하게 된다. 이러한 연료전지 시스템은 연료전지 스택 내 수소극과 공기극 사이의 기체 농도 차이로 인해 크로스오버가 발생함에 따라 수소극의 수소가스가 공기극으로 확산되어 수소극의 수소 농도가 저하되고, 이로 인해 연료전지 스택의 셀 전압이 감소하게 된다. 이를 위해, 연료전지 시스템은 수소 퍼지를 통해 잔류 수소를 배출함으로써 수소극의 수소 농도가 일정 범위로 유지되도록 한다.In a fuel cell system, electricity is generated by reacting hydrogen as a fuel with oxygen in the air in the fuel cell stack, and heat and water are discharged as reaction by-products. In this fuel cell system, as a crossover occurs due to the difference in gas concentration between the hydrogen electrode and the air electrode in the fuel cell stack, the hydrogen gas in the hydrogen electrode diffuses to the air electrode, lowering the hydrogen concentration in the hydrogen electrode, which causes the fuel cell stack to The cell voltage decreases. To this end, the fuel cell system discharges residual hydrogen through hydrogen purge to maintain the hydrogen concentration in the hydrogen electrode within a certain range.
일반적으로, 차량의 운행 전에도 수소 수소공급라인 상에 존재하는 수소를 배출하기 위해 수소 퍼지가 수행되는데, 퍼지된 수소가 연료전지 시스템 외부로 적절하게 배출되지 못하는 등의 이유로 수소 누출 감지 센서에 의해 수소가 누출되었다고 판단되는 경우 운행이 종료되는 문제가 있었다.Generally, hydrogen purge is performed to discharge the hydrogen present in the hydrogen supply line even before driving the vehicle. However, due to reasons such as the purged hydrogen not being properly discharged outside the fuel cell system, hydrogen is purged by a hydrogen leak detection sensor. There was a problem where the operation was terminated if it was determined that there was a leak.
본 문서에 개시되는 실시예에 따르면, 연료전지의 수소 배출 시스템은, 연료전지 스택을 경유하는 수소공급라인 상의 수소를 퍼지하는 퍼지 밸브; 퍼지된 수소를 배출시키기 위한 팬; 및 상기 연료전지 스택이 구비된 차량의 상태에 기초하여 상기 퍼지 밸브의 동작을 제어하고, 상기 차량의 상태에 기초하여 팬의 방향 및 회전수 중 적어도 하나를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. According to an embodiment disclosed in this document, a hydrogen discharge system for a fuel cell includes a purge valve for purging hydrogen on a hydrogen supply line passing through a fuel cell stack; A fan for discharging purged hydrogen; and a control unit that controls the operation of the purge valve based on the state of the vehicle equipped with the fuel cell stack and controls at least one of the direction and rotation speed of the fan based on the state of the vehicle.
실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 차량의 상태가 시동 전일 때, 상기 팬의 방향을 상기 퍼지 밸브의 상단을 향하도록 제어하고 및 상기 팬의 회전수를 제1값으로 제어할 수 있다. According to an embodiment, when the vehicle is in a state before starting, the control unit may control the direction of the fan to be toward the top of the purge valve and control the rotation speed of the fan to a first value.
실시예에 따르면, 연료전지의 수소 배출 시스템은, 상기 연료전지 스택 외부의 수소를 감지하는 감지 센서를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment, the hydrogen discharge system of the fuel cell may further include a detection sensor that detects hydrogen outside the fuel cell stack.
실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 감지 센서로부터 수신한 감지 신호에 기초하여 수소가 누출된 것으로 판단되면, 상기 팬의 방향을 상기 감지 센서의 위치를 향하도록 제어할 수 있다. According to an embodiment, if it is determined that hydrogen has leaked based on a detection signal received from the detection sensor, the control unit may control the direction of the fan to face the position of the detection sensor.
실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 팬의 회전수를 상기 감지 센서와 상기 팬과의 거리에 비례하도록 제어할 수 있다. According to an embodiment, the control unit may control the rotation speed of the fan to be proportional to the distance between the detection sensor and the fan.
실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 차량의 상태가 시동 시퀀스 중일 때, 상기 팬의 회전수를 최대 회전수로 제어할 수 있다.According to an embodiment, the control unit may control the rotation speed of the fan to the maximum rotation speed when the vehicle is in a starting sequence.
실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 차량의 상태가 운행 중일 때, 상기 팬의 회전수를 제2값으로 제어할 수 있다. According to an embodiment, the control unit may control the rotation speed of the fan to a second value when the vehicle is running.
실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 퍼지 밸브가 오픈되도록 제어하는 경우 상기 팬의 회전수를 최대 회전수로 제어할 수 있다.According to an embodiment, the controller may control the rotation speed of the fan to the maximum rotation speed when controlling the purge valve to be open.
실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 차량의 상태가 운행 종료일 때, 상기 퍼지 밸브가 오픈되도록 제어할 수 있다. According to an embodiment, the controller may control the purge valve to be opened when the vehicle is in a state of end of operation.
실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 팬의 회전수를 최대 회전수로 제어하고, 상기 팬을 360도 회전하도록 제어할 수 있다.According to an embodiment, the controller may control the rotation speed of the fan to the maximum rotation speed and control the fan to rotate 360 degrees.
실시예에 따르면, 연료전지의 수소 배출 시스템은, 상기 제어부로부터 제어 신호를 수신하여 상기 팬의 방향을 제어하기 위한 틸팅 모터를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, the hydrogen discharge system of the fuel cell may further include a tilting motor for controlling the direction of the fan by receiving a control signal from the control unit.
실시예에 따르면, 상기 팬은 상기 연료전지 스택과 상기 퍼지 밸브 사이에 위치할 수 있다.According to an embodiment, the fan may be located between the fuel cell stack and the purge valve.
본 문서에 개시되는 실시예에 따르면, 연료전지의 수소 배출 방법은, 연료전지 스택이 구비된 차량의 상태를 획득하는 단계; 및 상기 차량의 상태에 기초하여 퍼지 밸브의 동작을 제어하고, 상기 차량의 상태에 기초하여 퍼지되는 수소를 배출시키기 위한 팬의 방향 및 회전수 중 적어도 하나를 제어하는 단계를 포함할 수 있다. According to embodiments disclosed in this document, a method for discharging hydrogen from a fuel cell includes obtaining the state of a vehicle equipped with a fuel cell stack; and controlling the operation of a purge valve based on the state of the vehicle, and controlling at least one of the direction and rotation speed of a fan for discharging hydrogen to be purged based on the state of the vehicle.
실시예에 따르면, 상기 차량의 상태에 기초하여 팬의 방향 및 회전수 중 적어도 하나를 제어하는 단계는, 상기 차량의 상태가 시동 전일 때, 상기 팬의 방향을 상기 퍼지 밸브의 상단을 향하도록 제어하고 및 상기 팬의 회전수를 제1값으로 제어하는 단계; 감지 센서가 상기 연료전지 스택 외부의 수소를 감지하는 단계; 상기 감지 센서로부터 수신한 감지 신호에 기초하여 수소가 누출된 것으로 판단되면, 상기 팬의 방향을 상기 감지 센서의 위치를 향하도록 제어하는 단계; 및 상기 팬의 회전수를 상기 감지 센서와 상기 팬과의 거리에 비례하도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, the step of controlling at least one of the direction and rotation speed of the fan based on the state of the vehicle includes controlling the direction of the fan to face the top of the purge valve when the state of the vehicle is before starting. and controlling the rotation speed of the fan to a first value; A detection sensor detecting hydrogen outside the fuel cell stack; If it is determined that hydrogen has leaked based on the detection signal received from the detection sensor, controlling the direction of the fan to face the position of the detection sensor; And it may further include controlling the rotation speed of the fan to be proportional to the distance between the detection sensor and the fan.
실시예에 따르면, 상기 차량의 상태에 기초하여 팬의 방향 및 회전수 중 적어도 하나를 제어하는 단계는, 상기 차량의 상태가 시동 시퀀스 중일 때, 상기 팬의 회전수를 최대 회전수로 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, the step of controlling at least one of the direction and rotation speed of the fan based on the state of the vehicle includes controlling the rotation speed of the fan to the maximum rotation speed when the state of the vehicle is in the starting sequence. may further include.
실시예에 따르면, 상기 차량의 상태에 기초하여 팬의 방향 및 회전수 중 적어도 하나를 제어하는 단계는, 상기 차량의 상태가 운행 중일 때, 상기 팬의 회전수를 제2값으로 제어하는 단계; 및 상기 퍼지 밸브가 오픈되도록 제어하는 경우 상기 팬의 회전수를 최대 회전수로 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment, controlling at least one of the direction and rotation speed of the fan based on the state of the vehicle includes: controlling the rotation speed of the fan to a second value when the vehicle is running; And when controlling the purge valve to open, the step of controlling the rotation speed of the fan to the maximum rotation speed may be further included.
실시예에 따르면, 상기 차량의 상태에 기초하여 팬의 방향 및 회전수 중 적어도 하나를 제어하는 단계는, 상기 차량의 상태가 운행 종료일 때, 상기 퍼지 밸브가 오픈되도록 제어하는 단계; 상기 팬의 회전수를 최대 회전수로 제어하는 단계; 및 상기 팬을 360도 회전하도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, controlling at least one of the direction and rotation speed of the fan based on the state of the vehicle includes controlling the purge valve to open when the state of the vehicle is end of operation; controlling the rotation speed of the fan to the maximum rotation speed; And it may further include controlling the fan to rotate 360 degrees.
본 문서에 개시되는 실시예들에 따른 연료전지의 수소 배출 시스템은, 퍼지된 수소를 수소 누출로 감지하여 운행이 종료되는 상황을 방지함으로써 연료전지 시스템의 안전성을 향상시키고 비정상적인 운행 종료로 인해 운행 효율이 낮아지는 것을 방지할 수 있다.The hydrogen discharge system of the fuel cell according to the embodiments disclosed in this document improves the safety of the fuel cell system by detecting purged hydrogen as a hydrogen leak and prevents a situation in which operation is terminated, and improves operation efficiency due to abnormal operation termination. This can be prevented from lowering.
본 문서에 개시되는 실시예들에 따른 연료전지의 수소 배출 시스템은, 차량의 상태, 퍼지 여부 등에 기초하여 팬의 회전수를 제어하여 효율적인 제어가 가능하다.The hydrogen discharge system of the fuel cell according to the embodiments disclosed in this document enables efficient control by controlling the rotation speed of the fan based on the status of the vehicle, purge status, etc.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.In addition, various effects that can be directly or indirectly identified through this document may be provided.
도 1은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 연료전지의 수소 배출 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 연료전지의 수소 배출 시스템의 구조를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 연료전지의 수소 배출 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 연료전지의 수소 배출 시스템의 차량 상태가 시동 전일때의 동작 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 5는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 연료전지의 수소 배출 시스템의 차량 상태가 시동 시퀀스 중일때의 동작 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 6은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 연료전지의 수소 배출 시스템의 차량 상태가 운행 중일때의 동작 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 7은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 연료전지의 수소 배출 시스템의 차량 상태가 시동 전일때의 동작 과정을 보여주는 흐름도이다.1 is a block diagram of a hydrogen exhaust system for a fuel cell according to an embodiment disclosed in this document.
Figure 2 is a diagram showing the structure of a hydrogen discharge system for a fuel cell according to an embodiment disclosed in this document.
Figure 3 is a flowchart for explaining a method of discharging hydrogen from a fuel cell according to an embodiment disclosed in this document.
Figure 4 is a flowchart showing the operation process of the hydrogen discharge system of the fuel cell according to an embodiment disclosed in this document when the vehicle state is before starting.
Figure 5 is a flowchart showing the operation process of the hydrogen exhaust system of the fuel cell according to an embodiment disclosed in this document when the vehicle is in a starting sequence.
Figure 6 is a flowchart showing the operation process of the hydrogen discharge system of the fuel cell according to an embodiment disclosed in this document when the vehicle is in a running state.
Figure 7 is a flowchart showing the operation process of the hydrogen exhaust system of the fuel cell according to an embodiment disclosed in this document when the vehicle state is before starting.
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.Hereinafter, various embodiments of the present invention are described with reference to the accompanying drawings. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include various modifications, equivalents, and/or alternatives to the embodiments of the present invention.
본 문서에서 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.In this document, the singular form of a noun corresponding to an item may include one or plural items, unless the relevant context clearly indicates otherwise. In this document: “A or B”, “at least one of A and B”, “at least one of A or B”, “A, B or C”, “at least one of A, B and C” and “A, Each of phrases such as “at least one of B, or C” may include any one of the items listed together in the corresponding phrase, or any possible combination thereof. Terms such as "first", "second", or "first" or "second" may be used simply to distinguish one component from another, and to refer to that component in other respects (e.g., importance or order) is not limited. One (e.g., first) component is said to be “coupled” or “connected” to another (e.g., second) component, with or without the terms “functionally” or “communicatively.” When mentioned, it means that any of the components can be connected to the other components directly (e.g. wired), wirelessly, or through a third component.
본 문서에서 설명되는 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 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 실시 예들에 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.Each component (eg, module or program) described in this document may include singular or plural entities. According to various embodiments, one or more of the corresponding components or operations may be omitted, or one or more other components or operations may be added. Alternatively or additionally, multiple components (eg, modules or programs) may be integrated into a single component. In this case, the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components in the same or similar manner as those performed by the corresponding component of the plurality of components prior to the integration. . According to various embodiments, operations performed by a module, program, or other component may be executed sequentially, in parallel, iteratively, or heuristically, or one or more of the operations may be executed in a different order, omitted, or , or one or more other operations may be added.
본 문서에서 사용되는 용어 "모듈", 또는 “...부”는 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, 일 실시 예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다. As used in this document, the term "module", or "part" may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and may include terms such as logic, logic block, component, or circuit. Can be used interchangeably. A module may be an integrated part or a minimum unit of the parts or a part thereof that performs one or more functions. For example, according to one embodiment, the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
본 문서의 다양한 실시 예들은 기기(machine) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 메모리)에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램 또는 애플리케이션)로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기의 프로세서는, 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. Various embodiments of this document may be implemented as software (e.g., a program or application) including one or more instructions stored in a storage medium (e.g., memory) that can be read by a machine. For example, the processor of the device may call at least one instruction among one or more instructions stored from a storage medium and execute it. This allows the device to be operated to perform at least one function according to the at least one instruction called. The one or more instructions may include code generated by a compiler or code that can be executed by an interpreter. A storage medium that can be read by a device may be provided in the form of a non-transitory storage medium. Here, 'non-transitory' simply means that the storage medium is a tangible device and does not contain signals (e.g. electromagnetic waves). This term refers to cases where data is stored semi-permanently in the storage medium. There is no distinction between temporary storage cases.
도 1은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 연료전지의 수소 배출 시스템의 블록도이다.1 is a block diagram of a hydrogen exhaust system for a fuel cell according to an embodiment disclosed in this document.
도 1을 참조하면, 연료전지의 수소 배출 시스템(1)은 퍼지 밸브(100), 팬(200), 제어부(300)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the
실시예에 따르면, 퍼지 밸브(100)는 연료전지 스택을 경유하는 수소공급라인 상의 수소를 퍼지할 수 있다. 퍼지 밸브(100)는 후술하는 제어부(300)의 동작 제어에 기초하여 상태가 변화될 수 있다. 예를 들어, 퍼지 밸브(100)는 열림 상태(open) 또는 닫힘 상태(close)의 두가지 상태를 가질 수 있고, 제어부(300)의 동작 제어에 기초하여 열림 상태와 닫힘 상태가 변경될 수 있다. 퍼지 밸브(100)는 열림 상태에서 연료전지의 지속적인 화학 반응 과정에서 생성된 불순물(예를 들어, 질소)에 의해 농도가 낮아진 수소를 퍼지할 수 있다. According to the embodiment, the
실시예에 따르면, 팬(200)은 퍼지된 수소를 연료전지 외부로 배출시킬 수 있다. 팬(200)은 회전함으로써 바람을 일으키기 위한 복수의 날개(미도시)를 포함할 수 있다. 팬(200)은 수소가 위치하는 방향으로 바람을 일으켜 수소를 비산시키거나 연료전지 외부로 배출할 수 있다. 예를 들어, 연료전지 시스템은 하우징 내에 구성될 수 있고, 이 때, 팬(200)은 퍼지된 수소를 하우징 외부로 배출시킬 수 있다.According to an embodiment, the
실시예에 따르면, 제어부(300)는 프로세서(processor)나 MPU(Micro Processor Unit), MCU(Micro Controller Unit), CPU(Central Processing Unit), ECU(Electronic Contoller Unit)와 같은 하드웨어 장치이거나, 또는 프로세서에 의하여 구현되는 프로그램일 수 있다. 제어부(300)는 연료전지의 수소 배출 시스템(1)의 각 구성들과 연결되어 연료전지 스택의 관리 및 운영에 관한 전반적인 기능을 수행할 수 있다. 일 예로, 제어부(300)는 연료전지 시스템의 전반적인 기능들을 제어하는 연료전지 제어기(Fuel cell Control Unit, FCU) 일 수 있다.According to the embodiment, the
실시예에 따르면, 제어부(300)는 연료전지의 수소 배출 시스템(1)을 구성하는 각 구성 예를 들어, 퍼지 밸브(100), 팬(200), 후술하는 감지 센서(400) 등과 유선 또는 무선으로 통신할 수 있으며, 일 예로 CAN 통신에 기초하여 통신할 수 있다. According to the embodiment, the
실시예에 따르면, 제어부(300)는 연료전지 스택(10)이 구비된 차량의 상태에 기초하여 퍼지 밸브(100)의 동작을 제어할 수 있다. 이 때, 제어부(300)가 퍼지 밸브(100)의 동작을 제어하는 것은 퍼지 밸브(100)의 상태를 제어하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부(300)는 퍼지 밸브(100) 상태를 열림 상태 또는 닫힘 상태로 제어할 수 있고, 퍼지 밸브(100)를 열림 상태로(또는, 오픈되도록) 제어하는 경우 수소의 퍼지를 수행할 수 있다. According to an embodiment, the
실시예에 따르면, 제어부(300)는 차량의 상태에 기초하여 팬(200)의 방향 및 회전수 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 팬(200)의 방향은 수소를 배출하기 위한 바람의 풍향을 포함할 수 있다. 또한, 팬(200)의 방향은 예를 들어, 수소공급라인을 기준으로 수평 또는 수직으로 360도 범위를 가질 수 있다. 팬(200)의 회전수는 팬(200)의 날개의 회전수를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 0rpm 부터 기 설정된 최대 회전수(rpm) 사이의 값을 가질 수 있다. 최대 회전수(rpm)는 팬(200)에 제공되는 전력, 연료전지의 용량, 연료전지 하우징의 크기, 연료전지의 온도 등에 기초하여 설정될 수 있다.According to an embodiment, the
실시예에 따르면, 차량의 상태는 차량의 종류, 시동 여부, 운행 여부 등에 따라 다양한 상태를 가질 수 있다. 예를 들어, 차량의 상태는 시동 전, 시동 시퀀스 중, 운행 중, 운행 완료 등의 상태를 포함할 수 있다. 제어부(300)는 차량의 상태에 기초하여 퍼지 밸브(100) 및 팬(200)의 동작을 차량 상태별로 각각 다르게 제어할 수 있다. According to embodiments, the state of the vehicle may have various states depending on the type of vehicle, whether the vehicle is started, whether it is running, etc. For example, the state of the vehicle may include states before starting, during the starting sequence, during operation, and completion of operation. The
실시예에 따르면, 제어부(300)는 차량의 상태에 대응하는 신호를 차량 제어기, 예를 들어 VCU(Vehicle Control Unit) 등으로부터 수신할 수 있다. 이 때, 제어부(300)는 차량 제어기로부터 수신 받은 신호에 기초하여 차량의 상태를 판단할 수 있다. According to an embodiment, the
실시예에 따르면, 연료전지의 수소 배출 시스템(100)은 감지 센서(400)를 포함할 수 있다. 감지 센서(400)는 연료전지 스택(10) 외부의 수소를 감지할 수 있다. 여기서 연료전지 스택(10) 외부는 연료전지 스택(10)과 연료전지 시스템을 구비하는 하우징 사이의 공간을 포함할 수 있다. 감지 센서(400)는 수소 농도에 기초하여 감지 신호를 생성할 수 있다. 감지 신호는 예를 들어, 디지털 신호일 수 있다. 일 예로, 감지 센서(400)는 감지한 수소 농도가 일정 수준을 초과하면 1을, 일정 수준 이하면 0의 값을 갖도록 감지 신호를 생성할 수 있다. According to an embodiment, the
감지 센서(400)는 제어부(300)로 감지 신호를 송신할 수 있다. 이 때, 제어부(300)는 감지 센서(400)로부터 수신한 감지 신호에 기초하여 수소 누출 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(300)는 감지 센서(400)로부터 수신한 감지 신호가 1의 값을 갖는 경우 수소가 누출된 것으로 판단할 수 있다. 감지 센서(400)는 복수일 수 있으며, 연료전지 스택(10) 외부에 다양한 위치에 배치될 수 있다. The
실시예에 따르면, 연료전지의 수소 배출 시스템(100)은 틸팅 모터(500)를 포함할 수 있다. 틸팅 모터(500)는 제어부(300)로부터 제어 신호를 수신할 수 있다. 틸팅 모터(500)는 제어부(300)로부터 팬(200)의 제어 방향을 포함하는 제어 신호를 수신하여, 제어 신호에 기초하여 팬(200)의 방향을 제어할 수 있다. 예를 들어, 감지 센서(400)가 수소 누출을 감지한 경우, 제어부(300)는 감지 센서(400) 위치에 대응되도록 팬(200)의 방향을 제어하기 위해, 감지 센서(400) 위치 정보를 포함하는 제어 신호를 틸팅 모터(500)로 전송하고, 틸팅 모터(500)는 제어 신호를 수신하여 팬(200)의 방향이 감지 센서(400)를 향하도록 팬(200)을 틸팅할 수 있다. According to an embodiment, the
도 2는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 연료전지의 수소 배출 시스템의 구조를 보여주는 도면이다.Figure 2 is a diagram showing the structure of a hydrogen discharge system for a fuel cell according to an embodiment disclosed in this document.
도 2를 참조하면, 연료전지의 수소 배출 시스템(1)은 퍼지 과정에서 퍼지된 수소를 팬(200)의 제어를 통해 외부로 배출할 수 있다. Referring to FIG. 2, the
실시예에 따르면, 제어부(300)는 차량의 상태가 시동 전일 때, 팬(200)의 방향을 퍼지 밸브(100)의 상단을 향하도록 제어하고 및 팬(200)의 회전수를 제1값으로 제어할 수 있다. 여기서 차량의 상태가 시동 전이라는 것은, 연료전지의 전원이 OFF 된 상태로 기 설정된 시간을 경과한 상태를 포함할 수 있다. 이 때, 연료전지의 수소 배출 시스템(1)은 차량의 시동을 온하는 과정에서 수소 누출이 발생하는 것을 방지하기 위해 퍼지 밸브(100)를 열어 수소의 퍼지를 수행할 수 있다. 퍼지 밸브(100)에서 수소가 퍼지되는 순간에는 수소가 퍼지 밸브(100) 상단을 향해 퍼지되므로, 제어부(300)는 팬(200)의 방향을 퍼지 밸브(100)의 상단을 향하도록 제어할 수 있다. According to the embodiment, when the vehicle is in a state before starting, the
제1값은 최대 회전수를 기준으로 하는 비율값으로 설정되거나, rpm값으로 설정될 수 있으며, 예를 들어, 팬(200)의 최대 회전수의 80% 값으로 설정될 수 있다.The first value may be set as a ratio value based on the maximum rotation speed, or may be set as an rpm value, for example, 80% of the maximum rotation speed of the
실시예에 따르면, 제어부(300)는 감지 센서(400)로부터 수신한 감지 신호에 기초하여 수소가 누출된 것으로 판단되면, 팬(200)의 방향을 감지 센서(400)의 위치를 향하도록 제어할 수 있다. 이를 위해, 감지 센서(400)는 위치 센서(미도시)를 포함할 수 있으며, 제어부(300)로 위치 정보를 포함하는 신호를 송신할 수 있다. 이 때, 감지 센서(400)가 수소를 감지했다는 것은 해당 위치에 수소가 일정 수준 이상 존재한다는 것을 의미하므로, 제어부(300)는 해당 위치를 향하도록 팬(200)을 제어하여 수소를 연료전지 외부로 배출되도록 할 수 있다. According to the embodiment, when it is determined that hydrogen has leaked based on the detection signal received from the
실시예에 따르면, 제어부(300)는 감지 센서(400)와 팬(200)과의 거리에 비례하도록 팬(200)의 회전수를 제어할 수 있다. 감지 센서(400)가 팬(200)으로부터 멀수록, 팬(200)의 회전에 따른 수소 배출 효과가 감소할 것이므로, 제어부(300)는 감지 센서(400)와 팬(200)의 거리에 비례하도록 팬(200)의 회전수를 제어하여 수소가 원활하게 배출되도록 할 수 있다. According to an embodiment, the
예를 들어, 도 2에서, 감지 센서1(400_1)에서 수소 누출을 감지한 경우, 제어부(300)는 팬(200)을 감지 센서1(400_1)를 향하도록 제어할 수 있다. 마찬가지로, 감지 센서2(400_2)에서 수소 누출을 감지한 경우, 제어부(300)는 팬(200)을 감지 센서2(400_2)를 향하도록 제어할 수 있다. 이 때, 감지 센서1(400_1)과 팬(200) 사이의 거리가 감지 센서2(400_2)와 팬(200) 사이의 거리보다 가까우므로, 제어부(300)는 팬(200)을 감지 센서1(400_1)을 향하도록 제어할 때 팬(200)의 회전수를, 감지 센서2(400_2)를 향하도록 제어할 때의 팬(200)의 회전수보다 작게 제어할 수 있다. For example, in FIG. 2, when detection sensor 1 (400_1) detects a hydrogen leak, the
실시예에 따르면, 제어부(300)는 차량의 상태가 시동 시퀀스 중일 때, 팬(200)의 회전수를 최대 회전수로 제어할 수 있다. 여기서, 차량의 상태가 시동 시퀀스 중이라는 것은, 차량의 시동을 온하기 위해 전력을 공급한 순간부터 운행을 시작하기 전의 상태를 의미할 수 있다. 이 경우, 혹시라도 누출 감지 센서 등에 의해 수소가 누출된 것으로 판단되어 차량의 시동이 오프되는 상황을 방지하기 위해, 연료전지의 수소 배출 시스템(1)은 팬(200)을 최대 회전수로 제어하여 운행을 시작하기 전에 수소를 연료전지 외부로 최대한 배출할 수 있다.According to an embodiment, the
실시예에 따르면, 제어부(300)는 차량의 상태가 운행 중일 때, 팬(200)의 회전수를 제2값으로 제어할 수 있다. 여기서, 차량의 상태가 운행 중이라는 것은, 시동 시퀀스가 완료되어 운행을 시작한 순간부터 운행을 종료하기 전의 상태를 포함할 수 있다. 제2값은 최대 회전수를 기준으로 하는 비율값으로 설정되거나, rpm값으로 설정될 수 있으며, 예를 들어, 팬(200)의 최대 회전수의 50% 값으로 설정될 수 있다. 연료전지의 수소 배출 시스템(1)은 수소가 퍼지되는 순간이 아니더라도 만일의 수소 누출을 대비하여 팬(200)을 오프시키지 않고, 회전수를 제2값으로 제어할 수 있다.According to an embodiment, the
실시예에 따르면, 제어부(300)는 퍼지 밸브(100)가 오픈되도록 제어하는 경우 팬(200)의 회전수를 최대 회전수로 제어할 수 있다. 퍼지 밸브(100)가 오픈되는 순간 수소가 가장 많이 퍼지될 것이므로, 제어부(300)는 팬(200)의 회전수를 최대 회전수로 제어하여 수소 배출 효과를 높일 수 있다. 제어부(300)는 퍼지 밸브가 오프되도록 제어하는 경우 팬(200)의 회전수를 다시 제2값으로 제어하여 팬(200)의 전력 소모 효율을 높일 수 있다. According to an embodiment, the
실시예에 따르면, 제어부(300)는 차량의 상태가 운행 종료일 때, 퍼지 밸브(100)가 오픈되도록 제어할 수 있다. 여기서, 차량의 상태가 운행 종료라는 것은, 차량의 시동을 오프하고 기 설정된 시간 이내의 상태를 포함할 수 있다. 이 때, 연료전지 내부에 미반응 수소가 남아있을 수 있고, 미반응 수소를 배출하기 위해 제어부(300)는 퍼지 밸브(100)가 오픈되도록 제어하여 수소를 퍼지할 수 있다. According to the embodiment, the
이 때, 제어부(300)는 팬(200)의 회전수를 최대 회전수로 제어하고, 팬(200)을 360도 회전하도록 제어할 수 있다. 제어부(300)는 팬(200)이 360도 회전하면서 연료전지 내부의 모든 방향을 향하도록 제어하여 누출된 수소가 잔존되지 않도록 할 수 있다. 예를 들어, 제어부(300)는 연료전지의 모든 방향에서의 수소를 배출시키기 위해 팬(200)을 수소 공급 라인을 기준으로 피치(pitch)/롤(roll)/요(yaw) 움직이도록 제어할 수 있다. At this time, the
실시예에 따르면, 팬(200)은 연료전지 스택(10)과 퍼지 밸브(100)사이에 위치할 수 있다. 일반적으로, 퍼지 밸브(100)에서 수소는 연료전지 스택(10)의 반대 방향을 향하도록 퍼지되고, 퍼지 밸브(100)와 팬(200)과의 거리가 가까울수록 팬(200)에 의한 수소 배출의 효과가 클 것이므로, 연료전지의 수소 배출 시스템(1)은 팬(200)을 연료전지 스택(10)과 퍼지 밸브(100)사이에 위치시켜 수소 배출 효율을 증가시킬 수 있다. According to the embodiment, the
도 2에서 틸팅 모터(500)는 팬(200)과 분리되어 있는 것으로 도시하였으나, 일체로서 형성될 수도 있다. 또한, 도 2에 도시된 감지 센서(400)의 개수 및 위치는 제한되지 않는다. In FIG. 2, the tilting
도 3은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 연료전지의 수소 배출 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.Figure 3 is a flowchart for explaining a method of discharging hydrogen from a fuel cell according to an embodiment disclosed in this document.
도 3을 참조하면, 연료전지의 수소 배출 방법은, 연료전지 스택이 구비된 차량의 상태를 획득하는 단계(S100), 및 차량의 상태에 기초하여 퍼지 밸브의 동작을 제어하고, 차량의 상태에 기초하여 퍼지되는 수소를 배출시키기 위한 팬의 방향 및 회전수 중 적어도 하나를 제어하는 단계(S200)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the method of discharging hydrogen from a fuel cell includes acquiring the state of a vehicle equipped with a fuel cell stack (S100), controlling the operation of the purge valve based on the state of the vehicle, and controlling the operation of the purge valve based on the state of the vehicle. It may include a step (S200) of controlling at least one of the direction and rotation speed of the fan for discharging the purged hydrogen.
S100 단계에서, 제어부(300)는 연료전지 스택이 구비된 차량의 상태를 획득할 수 있다. In step S100, the
S200 단계에서, 제어부(300)는 차량의 상태에 기초하여 퍼지 밸브(100)의 동작을 제어하고, 차량의 상태에 기초하여 퍼지되는 수소를 배출시키기 위한 팬(200)의 방향 및 회전수 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 제어부(300)는 차량의 상태에 따라 퍼지 밸브(100) 및 팬(200)을 각각 다르게 제어할 수 있다.In step S200, the
도 4는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 연료전지의 수소 배출 시스템의 차량 상태가 시동 전일때의 동작 과정을 보여주는 흐름도이다.Figure 4 is a flowchart showing the operation process of the hydrogen discharge system of the fuel cell according to an embodiment disclosed in this document when the vehicle state is before starting.
도 4를 참조하면, 연료전지의 수소 배출 방법은 차량 상태가 시동 전일 때, 제어부(300)의 팬(200)의 제어 과정을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 4, the method of discharging hydrogen from a fuel cell can confirm the control process of the
S310 단계에서, 제어부(300)는 차량 상태가 시동 전인지 여부를 확인할 수 있다. 연료전지의 수소 배출 시스템(1)은 차량 상태가 시동 전인 경우(S310 - Yes) S320 단계로 진행할 수 있다. 연료전지의 수소 배출 시스템(1)은 차량 상태가 시동 전이 아닌 경우(S310 - No) S310 단계를 반복해서 수행할 수 있다.In step S310, the
S320 단계에서, 제어부(300)는 팬(200)의 방향을 퍼지 밸브(100)의 상단을 향하도록 제어하고 및 팬(200)의 회전수를 제1값으로 제어할 수 있다. In step S320, the
S330 단계에서, 감지 센서(400)가 연료전지 스택 외부의 수소를 감지할 수 있다.In step S330, the
S340 단계에서, 제어부(300)는 감지 센서(400)로부터 수신한 감지 신호에 기초하여 수소가 누출되었는지 여부를 판단할 수 있다. 연료전지의 수소 배출 시스템(1)은 수소가 누출된 것으로 판단된 경우(S340 - Yes) S350 단계로 진행할 수 있다. 연료전지의 수소 배출 시스템(1)은 수소가 누출되지 않은 것으로 판단된 경우(S340 - No) S330 단계로 되돌아갈 수 있다.In step S340, the
S350 단계에서, 제어부(300)는 팬(200)의 방향을 감지 센서(400)의 위치를 향하도록 제어할 수 있다.In step S350, the
S360 단계에서, 제어부(300)는 팬(200)의 회전수를 감지 센서(400)와 팬(200)과의 거리에 비례하도록 제어할 수 있다.In step S360, the
도 5는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 연료전지의 수소 배출 시스템의 차량 상태가 시동 시퀀스 중일때의 동작 과정을 보여주는 흐름도이다.Figure 5 is a flowchart showing the operation process of the hydrogen exhaust system of the fuel cell according to an embodiment disclosed in this document when the vehicle is in a starting sequence.
도 5를 참조하면, 연료전지의 수소 배출 방법은 차량 상태가 시동 시퀀스 중일 때, 제어부(300)의 팬(200)의 제어 과정을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 5, the method of discharging hydrogen from a fuel cell can confirm the control process of the
S410 단계에서, 제어부(300)는 차량 상태가 시동 시퀀스 중인지 여부를 확인할 수 있다. 연료전지의 수소 배출 시스템(1)은 차량 상태가 시동 시퀀스 중인 경우(S410 - Yes) S420 단계로 진행할 수 있다. 연료전지의 수소 배출 시스템(1)은 차량 상태가 시동 시퀀스 중이 아닌 경우(S410 - No) S410 단계를 반복해서 수행할 수 있다.In step S410, the
S420 단계에서, 제어부(300)는 팬(200)의 회전수를 최대 회전수로 제어할 수 있다.In step S420, the
도 6은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 연료전지의 수소 배출 시스템의 차량 상태가 운행 중일때의 동작 과정을 보여주는 흐름도이다.Figure 6 is a flowchart showing the operation process of the hydrogen discharge system of the fuel cell according to an embodiment disclosed in this document when the vehicle is in a running state.
도 6을 참조하면, 연료전지의 수소 배출 방법은 차량 상태가 운행 중일 때, 제어부(300)의 퍼지 밸브(100) 및 팬(200)의 제어 과정을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 6, the hydrogen discharge method of the fuel cell can confirm the control process of the
S510 단계에서, 제어부(300)는 차량 상태가 운행 중인지 여부를 확인할 수 있다. 연료전지의 수소 배출 시스템(1)은 차량 상태가 운행 중인 경우(S510 - Yes) S520 단계로 진행할 수 있다. 연료전지의 수소 배출 시스템(1)은 차량 상태가 운행 중이 아닌 경우(S510 - No) S510 단계를 반복해서 수행할 수 있다.In step S510, the
S520 단계에서, 제어부(300)는 팬(200)의 회전수를 제2값으로 제어할 수 있다.In step S520, the
S530 단계에서, 제어부(300)는 퍼지 밸브(100)를 오픈하도록 제어할 것인지 여부를 결정할 수 있다. 연료전지의 수소 배출 시스템(1)은 제어부(300)가 퍼지 밸브(100)를 오픈하도록 제어하는 경우(S530 - Yes) S540 단계로 진행할 수 있다. 연료전지의 수소 배출 시스템(1)은 제어부(300)가 퍼지 밸브(100)를 오프하도록 제어하는 경우(S530 - No) S520 단계로 되돌아갈 수 있다.In step S530, the
S540 단계에서, 제어부(300)는 팬(200)의 회전수를 최대 회전수로 제어할 수 있다.In step S540, the
도 7은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 연료전지의 수소 배출 시스템의 차량 상태가 시동 전일때의 동작 과정을 보여주는 흐름도이다.Figure 7 is a flowchart showing the operation process of the hydrogen exhaust system of the fuel cell according to an embodiment disclosed in this document when the vehicle state is before starting.
도 7을 참조하면, 연료전지의 수소 배출 방법은 차량 상태가 운행 종료일 때, 제어부(300)의 퍼지 밸브(100) 및 팬(200)의 제어 과정을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 7, the hydrogen discharge method of the fuel cell can confirm the control process of the
S610 단계에서, 제어부(300)는 차량 상태가 운행 종료인지 여부를 확인할 수 있다. 연료전지의 수소 배출 시스템(1)은 차량 상태가 운행 종료인 경우(S610 - Yes) S620 단계로 진행할 수 있다. 연료전지의 수소 배출 시스템(1)은 차량 상태가 운행 종료가 아닌 경우(S610 - No) S610 단계를 반복해서 수행할 수 있다.In step S610, the
S620 단계에서, 제어부(300)는 퍼지 밸브(100)가 오픈되도록 제어할 수 있다.In step S620, the
S630 단계에서, 제어부(300)는 팬(200)의 회전수를 최대 회전수로 제어할 수 있다.In step S630, the
S640 단계에서, 제어부(300)는 팬(200)을 360도 회전하도록 제어할 수 있다.In step S640, the
이상에서, 본 문서에 개시된 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 문서에 개시된 실시예들이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 문서에 개시된 실시예들의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. In the above, just because all the components constituting the embodiments disclosed in this document are described as being combined or operated in combination, the embodiments disclosed in this document are not necessarily limited to these embodiments. That is, as long as it is within the scope of the purpose of the embodiments disclosed in this document, all of the components may be operated by selectively combining one or more of them.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다", 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소를 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 문서에 개시된 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 문서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. In addition, terms such as “include,” “comprise,” or “have,” as used above, mean that the corresponding component may be contained, unless specifically stated to the contrary, and thus exclude other components. It should be interpreted as being able to include other components. All terms, including technical or scientific terms, have the same meaning as generally understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the embodiments disclosed in this document belong, unless otherwise defined. Commonly used terms, such as terms defined in dictionaries, should be interpreted as consistent with the contextual meaning of the relevant technology, and should not be interpreted in an idealized or overly formal sense unless explicitly defined in this document.
이상의 설명은 본 문서에 개시된 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 문서에 개시된 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 문서에 개시된 실시예들의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 문서에 개시된 실시예들은 본 문서에 개시된 실시예들의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 문서에 개시된 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 문서에 개시된 기술사상의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 문서의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea disclosed in this document, and those skilled in the art in the technical field to which the embodiments disclosed in this document belong will understand without departing from the essential characteristics of the embodiments disclosed in this document. Various modifications and variations will be possible. Accordingly, the embodiments disclosed in this document are not intended to limit the technical idea of the embodiments disclosed in this document, but rather to explain them, and the scope of the technical idea disclosed in this document is not limited by these embodiments. The scope of protection of the technical ideas disclosed in this document shall be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope shall be interpreted as being included in the scope of rights of this document.
1 : 연료전지의 수소 배출 시스템
100 : 퍼지 밸브
200 : 팬
300 : 제어부
400 : 감지 센서
400_1, 400_2 : 감지 센서
500 : 틸팅 모터1: Hydrogen discharge system of fuel cell
100: purge valve
200: fan
300: control unit
400: detection sensor
400_1, 400_2: Detection sensor
500: Tilting motor
Claims (17)
퍼지된 수소를 배출시키기 위한 팬; 및
상기 연료전지 스택이 구비된 차량의 상태에 기초하여 상기 퍼지 밸브의 동작을 제어하고, 상기 차량의 상태에 기초하여 팬의 방향 및 회전수 중 적어도 하나를 제어하는 제어부를 포함하는 연료전지의 수소 배출 시스템.A purge valve that purges hydrogen on the hydrogen supply line via the fuel cell stack;
A fan for discharging purged hydrogen; and
Hydrogen discharge from a fuel cell including a control unit that controls the operation of the purge valve based on the state of the vehicle equipped with the fuel cell stack and controls at least one of the direction and rotation speed of the fan based on the state of the vehicle. system.
상기 제어부는 상기 차량의 상태가 시동 전일 때, 상기 팬의 방향을 상기 퍼지 밸브의 상단을 향하도록 제어하고 및 상기 팬의 회전수를 제1값으로 제어하는 연료전지의 수소 배출 시스템.According to paragraph 1,
The control unit controls the direction of the fan to be toward the top of the purge valve when the vehicle is in a state before starting and controls the rotation speed of the fan to a first value.
상기 연료전지 스택 외부의 수소를 감지하는 감지 센서를 더 포함하는 연료전지의 수소 배출 시스템.According to paragraph 2,
A hydrogen discharge system for a fuel cell further comprising a detection sensor that detects hydrogen outside the fuel cell stack.
상기 제어부는,
상기 감지 센서로부터 수신한 감지 신호에 기초하여 수소가 누출된 것으로 판단되면, 상기 팬의 방향을 상기 감지 센서의 위치를 향하도록 제어하는 연료전지의 수소 배출 시스템.According to paragraph 3,
The control unit,
A hydrogen discharge system for a fuel cell that controls the direction of the fan to face the location of the detection sensor when it is determined that hydrogen has leaked based on the detection signal received from the detection sensor.
상기 제어부는,
상기 팬의 회전수를 상기 감지 센서와 상기 팬과의 거리에 비례하도록 제어하는 연료전지의 수소 배출 시스템.According to paragraph 4,
The control unit,
A hydrogen discharge system for a fuel cell that controls the rotation speed of the fan to be proportional to the distance between the detection sensor and the fan.
상기 제어부는 상기 차량의 상태가 시동 시퀀스 중일 때, 상기 팬의 회전수를 최대 회전수로 제어하는 연료전지의 수소 배출 시스템.According to paragraph 1,
The control unit controls the rotation speed of the fan to the maximum rotation speed when the vehicle is in a starting sequence.
상기 제어부는 상기 차량의 상태가 운행 중일 때, 상기 팬의 회전수를 제2값으로 제어하는 연료전지의 수소 배출 시스템. In paragraph 1,
The control unit controls the rotation speed of the fan to a second value when the vehicle is running.
상기 제어부는 상기 퍼지 밸브가 오픈되도록 제어하는 경우 상기 팬의 회전수를 최대 회전수로 제어하는 연료전지의 수소 배출 시스템.In clause 7,
A hydrogen discharge system for a fuel cell wherein the control unit controls the rotation speed of the fan to the maximum rotation speed when controlling the purge valve to open.
상기 제어부는 상기 차량의 상태가 운행 종료일 때, 상기 퍼지 밸브가 오픈되도록 제어하는 연료전지의 수소 배출 시스템.According to paragraph 1,
The control unit controls the purge valve to be opened when the vehicle is in a state of end of operation.
상기 제어부는 상기 팬의 회전수를 최대 회전수로 제어하고, 상기 팬을 360도 회전하도록 제어하는 연료전지의 수소 배출 시스템.According to clause 9,
The control unit controls the rotation speed of the fan to the maximum rotation speed and controls the fan to rotate 360 degrees.
상기 제어부로부터 제어 신호를 수신하여 상기 팬의 방향을 제어하기 위한 틸팅 모터를 더 포함하는 연료전지의 수소 배출 시스템. According to paragraph 1,
A hydrogen discharge system for a fuel cell further comprising a tilting motor for receiving a control signal from the control unit and controlling the direction of the fan.
상기 팬은 상기 연료전지 스택과 상기 퍼지 밸브 사이에 위치하는 연료전지의 수소 배출 시스템.According to paragraph 1,
The fan is a hydrogen exhaust system for a fuel cell located between the fuel cell stack and the purge valve.
상기 차량의 상태에 기초하여 퍼지 밸브의 동작을 제어하고, 상기 차량의 상태에 기초하여 퍼지되는 수소를 배출시키기 위한 팬의 방향 및 회전수 중 적어도 하나를 제어하는 단계를 포함하는 연료전지의 수소 배출 방법. Obtaining the status of a vehicle equipped with a fuel cell stack; and
Controlling the operation of a purge valve based on the state of the vehicle, and controlling at least one of the direction and rotation speed of a fan for discharging purged hydrogen based on the state of the vehicle. method.
상기 차량의 상태에 기초하여 팬의 방향 및 회전수 중 적어도 하나를 제어하는 단계는,
상기 차량의 상태가 시동 전일 때, 상기 팬의 방향을 상기 퍼지 밸브의 상단을 향하도록 제어하고 및 상기 팬의 회전수를 제1값으로 제어하는 단계;
감지 센서가 상기 연료전지 스택 외부의 수소를 감지하는 단계;
상기 감지 센서로부터 수신한 감지 신호에 기초하여 수소가 누출된 것으로 판단되면, 상기 팬의 방향을 상기 감지 센서의 위치를 향하도록 제어하는 단계; 및
상기 팬의 회전수를 상기 감지 센서와 상기 팬과의 거리에 비례하도록 제어하는 단계를 더 포함하는 연료전지의 수소 배출 방법.According to clause 13,
The step of controlling at least one of the direction and rotation speed of the fan based on the state of the vehicle,
When the state of the vehicle is before starting, controlling the direction of the fan to face the top of the purge valve and controlling the rotation speed of the fan to a first value;
A detection sensor detecting hydrogen outside the fuel cell stack;
If it is determined that hydrogen has leaked based on the detection signal received from the detection sensor, controlling the direction of the fan to face the position of the detection sensor; and
A method of discharging hydrogen from a fuel cell further comprising controlling the rotation speed of the fan to be proportional to the distance between the detection sensor and the fan.
상기 차량의 상태에 기초하여 팬의 방향 및 회전수 중 적어도 하나를 제어하는 단계는,
상기 차량의 상태가 시동 시퀀스 중일 때, 상기 팬의 회전수를 최대 회전수로 제어하는 단계를 더 포함하는 연료전지의 수소 배출 방법.According to clause 13,
The step of controlling at least one of the direction and rotation speed of the fan based on the state of the vehicle,
A method of discharging hydrogen from a fuel cell further comprising controlling the rotation speed of the fan to the maximum rotation speed when the vehicle is in a starting sequence.
상기 차량의 상태에 기초하여 팬의 방향 및 회전수 중 적어도 하나를 제어하는 단계는,
상기 차량의 상태가 운행 중일 때, 상기 팬의 회전수를 제2값으로 제어하는 단계; 및
상기 퍼지 밸브가 오픈되도록 제어하는 경우 상기 팬의 회전수를 최대 회전수로 제어하는 단계를 더 포함하는 연료전지의 수소 배출 방법.According to clause 13,
The step of controlling at least one of the direction and rotation speed of the fan based on the state of the vehicle,
When the vehicle is running, controlling the rotation speed of the fan to a second value; and
A method of discharging hydrogen from a fuel cell further comprising controlling the rotation speed of the fan to the maximum rotation speed when controlling the purge valve to open.
상기 차량의 상태에 기초하여 팬의 방향 및 회전수 중 적어도 하나를 제어하는 단계는,
상기 차량의 상태가 운행 종료일 때, 상기 퍼지 밸브가 오픈되도록 제어하는 단계;
상기 팬의 회전수를 최대 회전수로 제어하는 단계; 및
상기 팬을 360도 회전하도록 제어하는 단계를 더 포함하는 연료전지의 수소 배출 방법.According to clause 13,
The step of controlling at least one of the direction and rotation speed of the fan based on the state of the vehicle,
controlling the purge valve to open when the vehicle is in a state of end of operation;
controlling the rotation speed of the fan to the maximum rotation speed; and
A method of discharging hydrogen from a fuel cell further comprising controlling the fan to rotate 360 degrees.
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