KR20240083214A - 연료전지 스택의 수명예측 장치 및 그 방법 - Google Patents

연료전지 스택의 수명예측 장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20240083214A
KR20240083214A KR1020220166299A KR20220166299A KR20240083214A KR 20240083214 A KR20240083214 A KR 20240083214A KR 1020220166299 A KR1020220166299 A KR 1020220166299A KR 20220166299 A KR20220166299 A KR 20220166299A KR 20240083214 A KR20240083214 A KR 20240083214A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lifespan
durability evaluation
fuel cell
distribution
processor
Prior art date
Application number
KR1020220166299A
Other languages
English (en)
Inventor
구영모
김명환
박지용
최영진
박경훈
임진혁
Original Assignee
한국자동차연구원
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 한국자동차연구원 filed Critical 한국자동차연구원
Priority to KR1020220166299A priority Critical patent/KR20240083214A/ko
Publication of KR20240083214A publication Critical patent/KR20240083214A/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04992Processes 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537Electric variables
    • H01M8/04604Power, energy, capacity or load
    • H01M8/04619Power, energy, capacity or load of fuel cell stacks

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 연료전지 스택의 수명예측 장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 연료전지 스택의 수명예측 장치는, 연료전지 스택의 내구평가 데이터를 입력받는 입력모듈; 실행 프로그램이 내장된 메모리; 및 입력모듈 및 메모리와 작동적으로 연결(operatively coupled to)된 프로세서;를 포함하되, 프로세서는 실행 프로그램을 구동하여 내구평가 데이터를 기반으로 현재시점에서의 현재시점 수명분포를 추정한 후 이전시점에서의 내구평가 데이터를 기반으로 추정한 이전시점 수명분포와 현재시점 수명분포를 비교하여 추가적인 내구평가 진행여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.

Description

연료전지 스택의 수명예측 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR ESTIMATING LIFE OF FUEL CELL STACK AND METHOD THEREOF}
본 발명은 연료전지 스택의 수명예측 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 현재까지 연료전지의 내구평가를 진행한 내구평가 데이터를 기반으로 이전시점의 예상수명과 현재시점의 예상수명의 추세를 판단하여 추가적인 내구평가의 진행을 종료하고 최종 수명을 예측하는 연료전지 스택의 수명예측 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
환경문제와 에너지 자원 문제가 중요시되는 가운데 지구온난화를 일으키는 온실가스의 주배출원인 화석연료를 줄이기 위해 대체에너지나 원자력을 이용한 수소에너지 개발 등에 주력하고 있다.
연료전지(Fuel Cell)는 산화에 의해서 생기는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 전지로, 수소, 산소와 같이 지구상에 풍부하게 존재하는 물질로부터 전기 에너지를 발생시키는 새로운 친환경적 미래형 에너지 기술이다.
연료전지 차량은 동력원으로써 사용하는 복수의 연료전지 셀들을 적층시킨 연료전지 스택, 연료전지 스택에 연료인 수소 등을 공급하는 연료공급 시스템, 전기화학반응에 필요한 산화제인 산소를 공급하는 공기공급 시스템, 연료전지 스택의 온도를 제어하는 물과 열 관리 시스템 등을 포함한다.
연료공급 시스템은 수소탱크 내부의 압축수소를 감압하여 스택의 연료극(애노드)으로 공급하며, 공기공급 시스템은 공기블로워를 작동시켜 흡입한 외부공기를 스택의 공기극(캐소드)으로 공급한다.
스택의 연료극에 수소가 공급되고, 공기극에 산소가 공급되면, 연료극에서는 촉매반응을 통해 수소이온이 분리된다. 분리된 수소 이온은 전해질 막을 통해 공기극인 산화극으로 전달되고, 산화극에서는 연료극에서 분리된 수소 이온과 전자 및 산소가 함께 전기화학적 반응을 일으켜 이를 통해 전기 에너지를 얻을 수 있다.
연료전지 스택의 전기 에너지 생성 과정에서 발생되는 수증기와 물 및 열과 같은 부산물과 반응되지 않은 수소 및 산소 등을 배출하기 위해 배출 장치가 구비되며, 수증기, 수소 및 산소와 같은 가스들은 배기 통로를 통해 대기 중으로 배출된다.
연료전지 시스템은 연료전지 스택에 산소를 주기적으로 배출한다. 스택에 산소가 잔류하는 경우, 애노드 측에 카본 부식이 발생되고 연료전지 스택의 내구성(Durability)도 약해질 수 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1610576호(2016.04.07. 공고, 연료전지 차량의 이온필터 수명 예측 시스템)에 개시되어 있다.
이와 같이 연료전지 시스템을 운영하게 되면 연료전지 스택의 내구성이 약해지면서 성능저하가 발생하기 때문에 내구평가 데이터를 기반으로 연료전지 스택의 수명을 예측할 수 있다.
따라서 연료전지 스택에 대한 내구평가 데이터를 기반으로 수명 예측모형을 통해 연료전지 스택의 수명을 예측할 수 있다.
그러나 연료전지 스택의 내구수명이 수천 시간에서 수만 시간까지 요구될 수 있기 때문에 제품을 판매하기 전에 수명이 다할 때까지 성능을 측정하기에는 시장진입이 지연될 뿐만 아니라 내구평가를 위한 비용도 증가하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 일 측면에 따른 본 발명의 목적은 현재까지 연료전지의 내구평가를 진행한 내구평가 데이터를 기반으로 이전시점의 예상수명과 현재시점의 예상수명의 추세를 판단하여 추가적인 내구평가의 진행을 종료하고 최종 수명을 예측하는 연료전지 스택의 수명예측 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 연료전지 스택의 수명예측 장치는, 연료전지 스택의 내구평가 데이터를 입력받는 입력모듈; 실행 프로그램이 내장된 메모리; 및 입력모듈 및 메모리와 작동적으로 연결(operatively coupled to)된 프로세서;를 포함하되, 프로세서는 실행 프로그램을 구동하여 내구평가 데이터를 기반으로 현재시점에서의 현재시점 수명분포를 추정한 후, 이전시점에서의 내구평가 데이터를 기반으로 추정한 이전시점 수명분포와 현재시점 수명분포를 비교하여 추가적인 내구평가 진행여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 프로세서는, 연료전지 스택의 내구평가 데이터를 기반으로 추정하는 시점에서 연료전지 스택의 임계값까지의 예상 수명을 산출하여 수명분포를 추정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 프로세서는, 서로 다른 다수의 이전시점에서 내구평가 데이터를 기반으로 다수개의 이전시점 수명분포를 각각 추정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 프로세서는, 다수개의 이전시점 수명분포와 현재시점 수명분포가 서로 설정범위 이내에 분포하는 경우, 추가적인 내구평가를 진행하지 않고 현재시점 수명분포를 기반으로 평균수명 및 B 수명 중 어느 하나 이상을 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 프로세서는, 다수개의 이전시점 수명분포와 현재시점 수명분포가 서로 설정범위를 벗어나는 경우, 추가적으로 내구평가를 진행한 내구평가 데이터를 입력받는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 프로세서와 작동적으로 연결된 출력모듈;을 더 포함하며, 프로세서는 추가적인 내구평가 진행여부의 판단결과를 출력모듈을 통해 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 연료전지 스택의 수명 예측방법은, 프로세서가 입력모듈을 통해 연료전지 스택의 내구평가 데이터를 입력받는 단계; 프로세서가 입력된 연료전지 스택의 내구평가 데이터를 기반으로 현재시점에서의 현재시점 수명분포를 추정하는 단계; 프로세서가 연료전지 스택의 내구평가 데이터를 기반으로 이전시점에서의 이전시점 수명분포를 추정하는 단계; 및 프로세서가 현재시점 수명분포와 이전시점 수명분포를 비교하여 추가적인 내구평가 진행여부를 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 현재시점 수명분포를 추정하는 단계는, 프로세서가 연료전지 스택의 내구평가 데이터를 기반으로 현재시점에서 연료전지 스택의 임계값까지의 예상 수명을 산출하여 현재시점 수명분포를 추정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 이전시점 수명분포를 추정하는 단계는, 프로세서가 서로 다른 다수의 이전시점에서 내구평가 데이터를 기반으로 다수개의 이전시점 수명분포를 각각 추정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 내구평가 진행여부를 판단하는 단계는, 프로세서가 다수개의 이전시점 수명분포와 현재시점 수명분포가 서로 설정범위 이내에 분포하는 경우, 추가적인 내구평가를 진행하지 않고 현재시점 수명분포를 기반으로 평균수명 및 B 수명 중 어느 하나 이상을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 내구평가 진행여부를 판단하는 단계는, 프로세서가 다수개의 이전시점 수명분포와 현재시점 수명분포가 서로 설정범위를 벗어나는 경우, 추가적으로 내구평가를 진행한 내구평가 데이터를 입력받는 단계로 리턴하여 반복하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 프로세서가 추가적인 내구평가 진행여부의 판단결과를 출력모듈을 통해 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 연료전지 스택의 수명예측 장치 및 그 방법은 현재까지 연료전지의 내구평가를 진행한 내구평가 데이터를 기반으로 이전시점의 예상수명과 현재시점의 예상수명의 추세를 판단하여 추가적인 내구평가의 진행을 종료하고 최종 수명을 예측함으로써, 내구평가를 위한 시간과 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 내구평가 시간을 축소할 수 있어 빠르게 신제품에 대한 성능보장을 입증할 수 있어 시장 선점에 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택의 수명예측 장치를 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택의 수명예측 장치에서 현재시점 수명분포 곡선을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택의 수명예측 장치에서 이전시점 수명분포 곡선을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택의 수명예측 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 연료전지 스택의 수명예측 장치 및 그 방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택의 수명예측 장치를 나타낸 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택의 수명예측 장치에서 현재시점 수명분포 곡선을 나타낸 그래프이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택의 수명예측 장치에서 이전시점 수명분포 곡선을 나타낸 그래프이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택의 수명예측 장치는, 입력모듈(10), 메모리(20), 프로세서(30) 및 출력모듈(40)을 포함할 수 있다.
입력모듈(10)은 연료전지 스택의 내구평가 데이터를 입력받을 수 있다.
메모리(20)는 연료전지 스택의 수명예측 장치의 동작을 위한 실행 프로그램 및 관련데이터를 비롯하여 입력된 내구평가 데이터를 저장할 수 있으며, 저장되는 정보들은 필요에 따라 프로세서(30)에 의해 취사선택될 수 있다.
즉, 메모리(20)에는 연료전지 스택의 수명예측 장치의 구동을 위한 운영 체제(O/S; Operating System)나 어플리케이션(프로그램 또는 애플릿)의 실행과정에서 발생되는 여러 종류의 데이터 및 명령어가 저장된다. 이때, 메모리(20)는 비휘발성 메모리, 휘발성 메모리, 플래시메모리(flash-memory), 하드디스크 드라이브(HDD) 또는 솔리드 스테이트 드라이브(SSD) 등으로 구현될 수 있다, 또한, 메모리(20)는 액세스 되며, 프로세서(30)에 의한 데이터의 독취/기록/수정/삭제/갱신 등이 수행될 수 있다.
메모리(20)는 연료전지 스택의 내구평가 데이터를 저장할 수 있고, 예상 수명을 산출하기 위한 예측모듈을 포함할 수 있다.
프로세서(30)는, 입력모듈(10), 메모리(20) 및 출력모듈(40)과 작동적으로 연결(operatively coupled to)되어 연료전지 스택의 수명 예측장치의 전반적인 동작을 제어하기 위해 메모리(20)에 저장된 각종 프로그램을 램에 복사하고, 실행시켜 각종 동작을 수행할 수 있다.
여기서, 프로세서(30)가 하나의 CPU만을 포함하는 것으로 설명하였지만, 구현 시에는 복수의 CPU(또는 DSP, SoC 등)으로 구현될 수도 있다.
다양한 실시예로, 프로세서(30)는 디지털 신호를 처리하는 디지털 시그널 프로세서(digital signal processor(DSP), 마이크로 프로세서(microprocessor), TCON(Time controller)으로 구현될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 프로세서(30)는 중앙처리장치(central processing unit(CPU)), MCU(Micro Controller Unit), MPU(micro processing unit), 컨트롤러(controller), 어플리케이션 프로세서(application processor(AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)), ARM 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함하거나, 해당 용어로 정의될 수 있다. 또한, 프로세서(30)는 프로세싱 알고리즘이 내장된 SoC(System on Chip), LSI(large scale integration)로 구현될 수도 있고, FPGA(Field Programmable gate array) 형태로 구현될 수도 있다.
즉, 프로세서(30)는 실행 프로그램을 구동하여 입력모듈(10)로부터 입력된 내구평가 데이터를 기반으로 현재시점에서의 현재시점 수명분포를 추정한 후, 이전시점에서의 내구평가 데이터를 기반으로 추정한 이전시점 수명분포와 현재시점 수명분포를 비교하여 추가적인 내구평가 진행여부를 판단하여 그 판단결과에 따라 출력모듈(40)을 통해 수명예측 결과를 출력할 수 있다.
여기서 프로세서(30)는 연료전지 스택의 내구평가 데이터를 기반으로 추정하는 시점에서 연료전지 스택의 임계값까지의 예상 수명을 산출하여 수명분포를 추정할 수 있다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이 프로세서(30)는 연료전지 스택의 각 셀들에 대해 각각 내구평가를 진행한 현재시점까지의 내구평가 데이터를 기반으로, 연료전지 스택의 임계값까지의 예상 수명을 산출하여 수명분포를 추정할 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이 예를 들어, 현재시점보다 300시간 이전시점까지의 내구평가 데이터를 기반으로 연료전지 스택의 임계값까지의 예상 수명을 산출하여 수명분포를 추정할 수 있다.
여기서 이전시점은 예상 수명의 추세를 판단하기 위한 것으로, 프로세서(30)는 서로 다른 다수의 이전시점에서의 내구평가 데이터를 기반으로 다수개의 이전시점 수명분포를 각각 추정할 수 있으며, 이전시점은 추세를 판단하기 위해 필요에 따라 임의로 설정할 수 있을 뿐만 아니라 이전시점 수명분포의 개수도 임의로 설정할 수 있다.
이와 같이 프로세서(30)는 현재시점 수명분포와 이전시점 수명분포를 비교하여 서로 설정범위 이내, 예를 들어 유의 수준 5% 이내에 분포하는 경우, 이전시점까지의 내구평가 데이터를 기반으로 예측한 수명과 현재까지의 내구평가 데이터를 기반으로 예측한 수명이 유의 수준범위 이내에 분포하기 때문에, 추가적인 내구평가를 진행하지 않더라도 동일할 것으로 예측할 수 있다.
따라서 프로세서(30)는 추가적인 내구평가를 진행하지 않고 현재시점까지의 내구평가 데이터를 기반으로 추정한 현재시점 수명분포를 기반으로 평균수명 및 B 수명 중 어느 하나 이상을 산출하여 출력할 수 있다.
반면, 프로세서(30)는 현재시점 수명분포와 이전시점 수명분포를 비교하여 서로 설정범위를 벗어나는 경우에는 추세가 일정하다고 판단할 수 없기 때문에 추가적인 내구평가를 진행하여 계속해서 내구평가 데이터를 입력받아 위의 과정을 반복하도록 할 수 있다.
프로세서(30)는 추가적인 내구평가 진행여부의 판단결과 뿐만 아니라 수명 예측 결과도 출력모듈(40)을 통해 출력할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 연료전지 스택의 수명예측 장치에 따르면, 현재까지 연료전지의 내구평가를 진행한 내구평가 데이터를 기반으로 이전시점의 예상수명과 현재시점의 예상수명의 추세를 판단하여 추가적인 내구평가의 진행을 종료하고 최종 수명을 예측함으로써, 내구평가를 위한 시간과 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 내구평가 시간을 축소할 수 있어 빠르게 신제품에 대한 성능보장을 입증할 수 있어 시장 선점에 기여할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택의 수명예측 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 스택의 수명 예측방법에서는 먼저, 프로세서(30)가 연료전지 스택에 대한 내구평가를 진행한 연료전지 스택의 내구평가 데이터를 입력모듈(10)을 통해 입력받는다(S10).
S10 단계에서 연료전지 스택의 내구평가 데이터를 입력받은 후 프로세서(30)는 연료전지 스택의 내구평가 데이터를 기반으로 현재시점에서의 현재시점 수명분포를 추정한다(S20).
여기서, 프로세서(30)는 도 2에 도시된 바와 같이 연료전지 스택의 각 셀들에 대해 각각 내구평가를 진행한 현재시점까지의 내구평가 데이터를 기반으로, 연료전지 스택의 임계값까지의 예상 수명을 산출하여 수명분포를 추정할 수 있다.
S20 단계에서 현재시점 수명분포를 추정한 후 프로세서(30)는 연료전지 스택의 내구평가 데이터를 기반으로 이전시점에서의 이전시점 수명분포를 추정한다(S30).
이때, 프로세서(30)는 도 3에 도시된 바와 같이 예를 들어, 현재시점보다 300시간 이전시점까지의 내구평가 데이터를 기반으로 연료전지 스택의 임계값까지의 예상 수명을 산출하여 수명분포를 추정할 수 있다.
여기서, 이전시점은 예상 수명의 추세를 판단하기 위한 것으로, 프로세서(30)는 서로 다른 다수의 이전시점에서 내구평가 데이터를 기반으로 다수개의 이전시점 수명분포를 각각 추정할 수 있으며, 이전시점은 추세를 판단하기 위해 필요에 따라 임의로 설정할 수 있을 뿐만 아니라 이전시점 수명분포의 개수도 임의로 설정할 수 있다.
이후 프로세서(30)는 S20 단계에서 추정한 현재시점 수명분포와 S30 단계에서 추정한 이전시점 수명분포를 서로 비교하여 추가적인 내구평가 진행여부를 판단한다(S40).
즉, 프로세서(30)는 현재시점 수명분포와 이전시점 수명분포를 비교하여 서로 설정범위 이내, 예를 들어 유의 수준 5% 이내에 분포하는 경우, 이전시점까지의 내구평가 데이터를 기반으로 예측한 수명과 현재까지의 내구평가 데이터를 기반으로 예측한 수명이 유의 수준범위 이내에 분포하기 때문에 추가적인 내구평가를 진행하지 않더라도 동일할 것으로 예측할 수 있다.
따라서 S40 단계에서 추가적인 내구평가 진행여부를 판단하여 현재시점 수명분포와 이전시점 수명분포가 유의 수준 범위에 분포하는 경우, 프로세서(30)는 추가적인 내구평가를 진행하지 않고 현재시점까지의 내구평가 데이터를 기반으로 추정한 현재시점 수명분포를 이용하여 평균수명 및 B 수명 중 어느 하나 이상을 산출하여 출력모듈(40)을 통해 출력할 수 있다(S50).
위에서 프로세서(30)는 출력모듈(40)을 통해 추가적인 내구평가 진행여부의 판단결과도 출력할 수 있다.
반면, S40 단계에서 프로세서(30)는 현재시점 수명분포와 이전시점 수명분포를 비교하여 서로 설정범위를 벗어나는 경우에는 추세가 일정하다고 판단할 수 없기 때문에 추가적인 내구평가를 진행하기 위해 S10 단계로 리턴하여 계속해서 내구평가 데이터를 입력받아 위의 과정을 반복하도록 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 연료전지 스택의 수명예측 방법에 따르면, 현재까지 연료전지의 내구평가를 진행한 내구평가 데이터를 기반으로 이전시점의 예상수명과 현재시점의 예상수명의 추세를 판단하여 추가적인 내구평가의 진행을 종료하고 최종 수명을 예측함으로써, 내구평가를 위한 시간과 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 내구평가 시간을 축소할 수 있어 빠르게 신제품에 대한 성능보장을 입증할 수 있어 시장 선점에 기여할 수 있다.
본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍 가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 입력모듈
20 : 메모리
30 : 프로세서
40 : 출력모듈

Claims (12)

  1. 연료전지 스택의 내구평가 데이터를 입력받는 입력모듈;
    실행 프로그램이 내장된 메모리; 및
    상기 입력모듈 및 상기 메모리와 작동적으로 연결(operatively coupled to)된 프로세서;를 포함하되,
    상기 프로세서는 상기 실행 프로그램을 구동하여 상기 내구평가 데이터를 기반으로 현재시점에서의 현재시점 수명분포를 추정한 후, 이전시점에서의 상기 내구평가 데이터를 기반으로 추정한 이전시점 수명분포와 상기 현재시점 수명분포를 비교하여 추가적인 내구평가 진행여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 수명예측 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 연료전지 스택의 상기 내구평가 데이터를 기반으로 추정하는 시점에서 상기 연료전지 스택의 임계값까지의 예상 수명을 산출하여 수명분포를 추정하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 수명예측 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 프로세서는, 서로 다른 다수의 이전시점에서 상기 내구평가 데이터를 기반으로 다수개의 이전시점 수명분포를 각각 추정하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 수명예측 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 다수개의 이전시점 수명분포와 상기 현재시점 수명분포가 서로 설정범위 이내에 분포하는 경우, 추가적인 내구평가를 진행하지 않고 상기 현재시점 수명분포를 기반으로 평균수명 및 B 수명 중 어느 하나 이상을 산출하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 수명예측 장치.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 다수개의 이전시점 수명분포와 상기 현재시점 수명분포가 서로 설정범위를 벗어나는 경우, 추가적으로 내구평가를 진행한 상기 내구평가 데이터를 입력받는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 수명예측 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 프로세서와 작동적으로 연결된 출력모듈;을 더 포함하며,
    상기 프로세서는 추가적인 내구평가 진행여부의 판단결과를 상기 출력모듈을 통해 출력하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 수명예측 장치.
  7. 프로세서가 입력모듈을 통해 연료전지 스택의 내구평가 데이터를 입력받는 단계;
    상기 프로세서가 입력된 상기 연료전지 스택의 상기 내구평가 데이터를 기반으로 현재시점에서의 현재시점 수명분포를 추정하는 단계;
    상기 프로세서가 상기 연료전지 스택의 상기 내구평가 데이터를 기반으로 이전시점에서의 이전시점 수명분포를 추정하는 단계; 및
    상기 프로세서가 상기 현재시점 수명분포와 상기 이전시점 수명분포를 비교하여 추가적인 내구평가 진행여부를 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 수명예측 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 현재시점 수명분포를 추정하는 단계는, 상기 프로세서가 상기 연료전지 스택의 상기 내구평가 데이터를 기반으로 현재시점에서 연료전지 스택의 임계값까지의 예상 수명을 산출하여 상기 현재시점 수명분포를 추정하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 수명예측 방법.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 이전시점 수명분포를 추정하는 단계는, 상기 프로세서가 서로 다른 다수의 이전시점에서 상기 내구평가 데이터를 기반으로 다수개의 이전시점 수명분포를 각각 추정하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 수명예측 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 내구평가 진행여부를 판단하는 단계는, 상기 프로세서가 다수개의 이전시점 수명분포와 상기 현재시점 수명분포가 서로 설정범위 이내에 분포하는 경우, 추가적인 내구평가를 진행하지 않고 상기 현재시점 수명분포를 기반으로 평균수명 및 B 수명 중 어느 하나 이상을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 수명예측 방법.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 내구평가 진행여부를 판단하는 단계는, 상기 프로세서가 상기 다수개의 이전시점 수명분포와 상기 현재시점 수명분포가 서로 설정범위를 벗어나는 경우, 추가적으로 내구평가를 진행한 상기 내구평가 데이터를 입력받는 단계로 리턴하여 반복하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 수명예측 방법.
  12. 제 7항에 있어서, 상기 프로세서가 추가적인 내구평가 진행여부의 판단결과를 출력모듈을 통해 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 수명예측 방법.
KR1020220166299A 2022-12-02 2022-12-02 연료전지 스택의 수명예측 장치 및 그 방법 KR20240083214A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220166299A KR20240083214A (ko) 2022-12-02 2022-12-02 연료전지 스택의 수명예측 장치 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220166299A KR20240083214A (ko) 2022-12-02 2022-12-02 연료전지 스택의 수명예측 장치 및 그 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240083214A true KR20240083214A (ko) 2024-06-12

Family

ID=91469614

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220166299A KR20240083214A (ko) 2022-12-02 2022-12-02 연료전지 스택의 수명예측 장치 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20240083214A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2022161002A1 (zh) 电池健康状态预测方法、装置、电子设备和可读存储介质
Jin et al. Applicability of available Li-ion battery degradation models for system and control algorithm design
CN109841879B (zh) 燃料电池水含量估计系统、方法、计算机设备及存储介质
JP2006252864A (ja) 燃料電池システム
CN106549176A (zh) Gen2阳极氢气浓度估算的验证和校正
Pei et al. Lifetime prediction method of proton exchange membrane fuel cells based on current degradation law
JP4595367B2 (ja) 燃料電池の劣化診断方法及び装置
CN115935659A (zh) 一种燃料电池电堆寿命预测方法、系统及电子设备
Tian et al. A novel aging prediction method of fuel cell based on empirical mode decomposition and complexity threshold quantitative criterion
CN114388855B (zh) 一种燃料电池寿命预测方法
KR20240083214A (ko) 연료전지 스택의 수명예측 장치 및 그 방법
Ra et al. Prediction of vanadium redox flow battery storage system power loss under different operating conditions: Machine learning based approach
CN109994756B (zh) 控制用于燃料电池系统的氢气分压的方法
CN117057230A (zh) 质子交换膜燃料电池老化性能预测方法、装置及电子设备
CN116430259A (zh) 一种基于ecsa的质子交换膜燃料电池寿命预测方法及系统
CN114035097B (zh) 锂离子电池寿命衰减预测的方法、系统及存储介质
US20150244010A1 (en) Method and apparatus for diagnosing state of fuel cell system
Marcicki et al. Robustness evaluation for state-of-charge and state-of-health estimation considering electrochemical parameter uncertainties
Neves et al. Battery lifetime estimation by means of an analytical continuous-time model
JP5428496B2 (ja) 燃料電池システムの触媒被毒状態の判定
CN112805689B (zh) 存储器、存储器的错误恢复方法以及包括该存储器的电池装置
US20220035545A1 (en) Error restoring method, microcontroller unit using the same, and battery device including the microcontroller unit
Wilke et al. Semi-empirical modeling of capacity fade: A practical approach for battery pack manufacturers
US20150224894A1 (en) Method for diagnosing fuel cell stack
CN118805277A (zh) 用于在低至零的极低分压情况下控制燃料电池的方法