WO2023191135A1 - 무인운반차 자동 충전시스템 - Google Patents

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WO2023191135A1
WO2023191135A1 PCT/KR2022/004533 KR2022004533W WO2023191135A1 WO 2023191135 A1 WO2023191135 A1 WO 2023191135A1 KR 2022004533 W KR2022004533 W KR 2022004533W WO 2023191135 A1 WO2023191135 A1 WO 2023191135A1
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guided vehicle
battery
pipe
power pack
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PCT/KR2022/004533
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신인승
장경재
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에스아이에스 주식회사
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Definitions

  • the Present Disclosure relates to an unmanned guided vehicle equipped with a (hydrogen) fuel cell.
  • a fuel cell power pack generally includes a hydrogen tank for storing hydrogen; A fuel cell that has a plurality of unit stacks and converts hydrogen supplied from a hydrogen tank into electrical energy; This means that the control unit that controls the fuel cell, etc. are set in a single housing.
  • the fuel cell power pack may further include a battery that stores excess electrical energy generated in the stack.
  • the electrical energy stored in the battery is generally stored at moments when the output of the vehicle must be significantly increased (e.g., rapid acceleration, driving on an incline, etc.). ] is used.
  • Korean Patent Publication No. 10-1089160 discloses a fuel cell having a plurality of unit stacks, where each of the plurality of unit stacks is configured to be individually turned on/off.
  • Korean Patent Publication No. 10-2008-0046027 discloses an oxygen supply device that supplies additional oxygen to a fuel cell when the load of a fuel cell vehicle changes.
  • an appropriate amount of additional electrical energy is generated from the fuel cell based on various information during low-load driving and charged to the battery.
  • the goal is to provide an automatic charging system for unmanned guided vehicles.
  • the automatic charging system for unmanned guided vehicles includes a control server; and an unmanned guided vehicle equipped with a fuel cell power pack, wherein the fuel cell power pack includes: a fuel cell having a plurality of unit stacks, each of the plurality of unit stacks configured to be individually turned on/off; air blower; a membrane humidifier that humidifies the air supplied from the blower and then supplies it to the fuel cell; a first pipe connecting the membrane humidifier and the fuel cell and providing a movement path for humidified air; oxygen tank; a second pipe connecting the oxygen tank and the first pipe and providing a path for oxygen to move; A solenoid valve that opens and closes the second flow path; a battery that stores excess electrical energy generated by the fuel cell; and a control unit that includes a communication module connected to the control server of the unmanned guided vehicle and controls the fuel cell and the solenoid valve, wherein the control unit (i) controls the goods loading movement section provided from the control server.
  • the fuel cell power pack includes: a fuel cell having a plurality of unit stacks,
  • the second pipe may be further equipped with a regulator that adjusts the pressure of oxygen supplied to the oxygen tank.
  • the fuel cell power pack may further include a state information detection unit that detects state information of the fuel cell and provides the detected state information to the control unit.
  • the unmanned guided vehicle to which the automated guided vehicle charging system according to the embodiment is applied is configured to optimize battery use and has excellent energy efficiency.
  • the unmanned guided vehicle to which the automated guided vehicle charging system according to the embodiment is applied has an extremely low risk of the battery being discharged while transporting goods.
  • 1 is a configuration diagram of a fuel cell power pack.
  • Figure 2 is a configuration diagram showing the connection between the unit stack and the control unit.
  • Figure 3 is a configuration diagram of the state information detection unit.
  • Figure 4 is a diagram showing the movement section of the unmanned guided vehicle.
  • Control unit 191 Communication module
  • the automatic charging system for an unmanned guided vehicle includes an unmanned guided vehicle (not shown) equipped with a control server (SV) and a fuel cell power pack 100.
  • SV control server
  • Figure 1 is a configuration diagram of the fuel cell power pack 100.
  • the fuel cell power pack 100 functions to supply electrical energy to the driving motor of the unmanned guided vehicle and various electronic equipment.
  • the fuel cell power pack 100 includes a fuel cell 110, a blower 120, a membrane humidifier 130, a first pipe 140, an oxygen tank 150, and a second pipe 160. ), solenoid valve 170, battery 180, and control unit 190.
  • the fuel cell 110 is constructed by stacking a plurality of unit stacks (111, 112, 113...), and reacts hydrogen supplied from a hydrogen tank (not shown) with external air. It functions to generate electrical energy.
  • control unit 190 the power of each of the plurality of unit stacks 111, 112, 113... is configured to be turned on/off independently.
  • the blower 120 is disposed near the fuel cell 110 and functions to supply external air to the membrane humidifier 130.
  • the membrane humidifier 130 is disposed between the fuel cell 110 and the blower 120.
  • the membrane humidifier 130 functions to humidify the external air supplied from the blower 120 with exhaust air (humid air) discharged from the fuel cell 110 and then supplies it to the fuel cell 110.
  • the first pipe 140 connects the membrane humidifier 130 and the fuel cell 110.
  • the first pipe 140 provides a movement path for humidified air supplied to the membrane humidifier 130.
  • the oxygen tank 150 is placed adjacent to the fuel cell 110.
  • the oxygen tank 150 supplies additional oxygen (meaning other than external air) to the fuel cell 110 when the load on the fuel cell 110 suddenly changes or when the fuel cell 110 is overloaded, thereby increasing the fuel cell 110. ) prevents oxygen deficiency.
  • the second pipe 160 branches off from the first pipe 140 and is connected to the oxygen tank 150.
  • the second pipe 160 provides a movement path for oxygen supplied from the oxygen tank 150.
  • the second pipe 160 may be further equipped with a regulator 161 that regulates the pressure of oxygen supplied from the oxygen tank 150.
  • the solenoid valve 170 is provided in the second pipe 160 and functions to adjust the opening amount of the second pipe 160 according to a signal from the control unit 190.
  • the battery 180 stores excess electrical energy (meaning not directly used to drive the motor) generated by the fuel cell 110, and when the output of the unmanned guided vehicle needs to be significantly increased, the energy provided by the fuel cell is stored. It is a motor driven by electrical energy and has the function of supplying additional electrical energy.
  • control unit 190 includes a communication module 191 connected to the control server (SV), and includes the main components of the fuel cell power pack 100 (fuel cell 110, blower ( 120), solenoid valve 170, battery 180, etc.].
  • the control unit 190 may be located outside the housing (not shown) of the fuel cell power pack 100, and may be integrated into the Electric Power Control Unit (EPCU) of the unmanned guided vehicle.
  • EPCU Electric Power Control Unit
  • an unmanned guided vehicle periodically circulates between an unloaded movement section (A) and a goods-loaded movement section (B).
  • the control unit 190 determines 1 the remaining battery 180 at the entry start point (SP) at the entry start point (SP) of the unloaded movement section (A), and 2 the article-unloaded movement section provided from the control server (SV). Based on the product weight information and movement distance information of the product loading movement section (B) immediately after (A), the battery charging target value to be charged while driving in the product unloading movement section (A) is calculated.
  • the unmanned guided vehicle equipped with the fuel cell power pack 100 calculates in advance the amount of battery 180 to be consumed in the goods-loaded movement section (B) while driving in the unloaded movement section (A), and the battery 180 Optimal charging is achieved.
  • the fuel cell power pack 100 may further include a state information detection unit 210.
  • the state information detection unit 210 may include a temperature sensor, a voltage sensor, a current sensor, and a pressure sensor, and functions to detect state information of the fuel cell 110 and transmit it to the control unit 190.
  • the status information of the fuel cell 110 is used by the control unit 190 to determine the unit stack operation ratio of the fuel cell 110 and the opening amount of the solenoid valve 170.
  • the unmanned guided vehicle to which the automated guided vehicle charging system according to the embodiment is applied is configured to optimize the use of the battery 180 and has excellent energy efficiency.
  • the unmanned guided vehicle to which the automatic guided vehicle charging system according to the embodiment is applied has an extremely low risk of the battery 180 being discharged while transporting goods.

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Abstract

무인운반차 자동 충전시스템은, 관제 서버; 및 연료전지 파워팩이 탑재된 무인운반차;를 포함하고, 상기 연료전지 파워팩은, 복수 개의 단위 스택을 구비하되, 상기 복수 개의 단위 스택 각각이 개별적으로 ON/OFF 되도록 구성된 연료전지; 송풍기; 상기 송풍기로부터 공급받은 공기를 가습한 뒤, 상기 연료전지로 공급하는 막가습기; 상기 막가습기와 상기 연료전지를 연결하고, 가습된 공기의 이동 경로를 제공하는 제1 파이프; 산소탱크; 상기 산소탱크와 상기 제1 파이프를 연결하고, 산소의 이동 경로를 제공하는 제2 파이프; 상기 제2 유로를 개폐하는 솔레노이드 밸브; 상기 연료전지에서 생성된 여분의 전기에너지를 저장하는 배터리; 및 무인운반차 상기 관제 서버와 연결되는 통신모듈을 포함한다.

Description

무인운반차 자동 충전시스템
본 개시(The Present Disclosure)는 (수소) 연료전지가 탑재된 무인운반차와 관련된다.
한국 등록특허공보 제10-2019-0060417호(2019.06.03. 공개)에는 '연료전지 파워팩'의 일례가 게재되어 있다.
위 공보를 참조하면, 일반적으로 연료전지 파워팩은, 수소를 저정하는 수소탱크; 복수 개의 단위 스택을 구비하고, 수소탱크로부터 공급받은 수소를 전기에너지를 변환하는 연료전지; 및 연료전지를 제어하는 제어부 등이 단일 하우징에 세트화된 것을 의미한다.
상기 연료전지 파워팩은, 스택에서 생성된 여분의 전기에너지를 저장하는 배터리;를 더 포함할 수 있는데, 배터리에 저장된 전기에너지는 통상 차량의 출력이 현저히 높아져야 하는 순간[예 : 급가속, 경사로 주행 등]에 사용된다.
계속해서 산업현장에서는 무인운반차(AGV : AUTOMATED GUIDED VEHICLE)에 연료전지 파워팩을 적용하고자 하는 시도가 지속적으로 이루어지고 있다.
연료전지 파워팩이 탑재된 무인운반차가 고중량물 운반하는 경우, 상당한 출력이 요구되므로, 무인운반차의 연료전지에서 실시간으로 생성되는 전기에너지와, 배터리에 기 저장된 전기에너지는 모터를 구동하는데 모두 소모된다. 그에 따라, 고중량물을 운반하는 도중에 무인운반차의 배터리가 방전되면, 무인운반차의 이동속도가 현저히 저하되어, 물류 병목현상을 발생할 수 있다.
한편 고중량물을 운반하는 도중에 배터리가 방전되지 않도록 무인운반차의 배터리 용량을 단순히 늘릴 경우, 무인운반차의 생산 비용이 증가하고, 배터리의 무게로 인해 무인운반차의 주행 연비가 저하되는 문제점이 있다.
(본 개시에 대한 이해를 높이기 위한 기술들)
1. 한국 등록특허공보 제10-1089160호에는 복수 개의 단위 스택을 구비하되, 상기 복수 개의 단위 스택 각각이 개별적으로 ON/OFF 되도록 구성된 연료전지를 개시되어 있다.
2. 한국 공개특허공보 제10-2008-0046027호에는 연료전지 차량의 부하변동시, 연료전지에 추가적인 산소를 공급하는 산소공급장치가 개시되어 있다.
연료전기와 배터리가 함께 사용되는 고부하 주행(예 : 고중량물 운반하는 경우 등)에 대비하여, 저부하 주행 중에 여러 정보를 기반으로 연료전지에서 적정량의 전기에너지를 추가로 생성하여, 이를 배터리에 충전하는, 무인운반차 자동 충전시스템을 제공하는 것이다.
본 개시의 실시예(들)에 따른 무인운반차 자동 충전시스템이 기술된다. 실시예에 따른 무인운반차 자동 충전시스템은, 관제 서버; 및 연료전지 파워팩이 탑재된 무인운반차;를 포함하고, 상기 연료전지 파워팩은, 복수 개의 단위 스택을 구비하되, 상기 복수 개의 단위 스택 각각이 개별적으로 ON/OFF 되도록 구성된 연료전지; 송풍기; 상기 송풍기로부터 공급받은 공기를 가습한 뒤, 상기 연료전지로 공급하는 막가습기; 상기 막가습기와 상기 연료전지를 연결하고, 가습된 공기의 이동 경로를 제공하는 제1 파이프; 산소탱크; 상기 산소탱크와 상기 제1 파이프를 연결하고, 산소의 이동 경로를 제공하는 제2 파이프; 상기 제2 유로를 개폐하는 솔레노이드 밸브; 상기 연료전지에서 생성된 여분의 전기에너지를 저장하는 배터리; 및 무인운반차 상기 관제 서버와 연결되는 통신모듈을 포함하고, 상기 연료전지와 상기 솔레노이드 밸브를 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는, (i) 상기 관제 서버로부터 제공받은 물품 적재 이동구간의 물품 무게 정보와 이동 거리 정보, 상기 배터리로부터 제공받은 상기 물품 적재 이동구간 직전의 물품 비적재 이동구간 진입시의 배터리 잔량 정보를 기반으로, 상기 물품 비적재 이동구간 주행 중의 배터리 충전 목표값을 산출하고, (ii) 상기 배터리 충전 목표값과 상기 관제 서버로부터 제공받은 상기 물품 비적재 이동구간의 이동 거리 정보를 기반으로, 상기 물품 비적재 이동구간 주행 시 상기 연료전지의 가동율과 상기 솔레노이드 밸브의 개방량을 결정하는 것을 특징으로 한다.
일부 실시예에서, 상기 제2 파이프에는 상기 산소탱크에 공급되는 산소의 압력을 조절하는 레귤레이터가 더 구비될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 연료전지 파워팩은, 상기 연료전지의 상태정보 검출하여 상기 제어부에 제공하는 상태정보검출부;를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따른 무인운반차 자동 충전시스템이 적용된 무인운반차는, 배터리 사용이 최적화되도록 구성되어, 에너지효율이 우수하다.
또한 실시예에 따른 무인운반차 자동 충전시스템이 적용된 무인운반차는, 물품을 운반하는 도중 배터리가 방전될 우려가 극히 낮다.
도 1은 연료전지 파워팩의 구성도이다.
도 2는 단위 스택과 제어부의 연결을 나타내는 구성도이다.
도 3은 상태정보검출부의 구성도이다.
도 4는 무인운반차의 이동 구간을 나타내는 도면이다.
* 부호의 설명
100 : 연료전지 파워팩
110 : 연료전지 111, 112, 113... : 단위 스택
120 : 송풍기
130 : 막가습기
140 : 제1 파이프
150 : 산소탱크
160 : 제2 파이프 161 : 레귤레이터
170 : 솔레노이드 밸브
180 : 배터리
190 : 제어부 191 : 통신모듈
210 : 상태정보검출부
이하 첨부된 도면을 참조하여, 실시예에 따른 무인운반차 자동 충전시스템을 구체적으로 설명한다.
실시예에 따른 무인운반차 자동 충전시스템은 관제 서버(SV)와 연료전지 파워팩(100)이 탑재된 무인운반차(미도시)를 포함한다.
도 1은 연료전지 파워팩(100)의 구성도이다.
연료전지 파워팩(100)은 무인운반차의 구동 모터 및 각종 전자 장비에 전기에너지를 공급하는 기능을 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 연료전지 파워팩(100)은 연료전지(110), 송풍기(120), 막가습기(130), 제1 파이프(140), 산소탱크(150), 제2 파이프(160), 솔레노이드 밸브(170), 배터리(180) 및 제어부(190)를 포함한다.
도 1, 도 2를 참조하면, 연료전지(110)는 복수 개의 단위 스택(111, 112, 113...)이 적층되어 구성되며, 수소탱크(미도시)에서 공급받은 수소를 외부공기와 반응시켜, 전기에너지를 생성하는 기능을 한다.
제어부(190)에 의하여, 복수 개의 단위 스택(111, 112, 113...) 각각은 그 전원이 독립적으로 ON/OFF 되도록 구성된다.
송풍기(120)는 연료전지(110)의 인근에 배치되고, 외부 공기를 막가습기(130)로 공급하는 기능을 한다.
막가습기(130)는 연료전지(110)와 송풍기(120) 사이에 배치된다. 막가습기(130)는 송풍기(120)로부터 공급받은 외부 공기를 연료전지(110)에서 배출되는 배출 공기(습윤공기)로 가습한 뒤, 연료전지(110)로 공급하는 기능을 한다.
제1 파이프(140)는 막가습기(130)와 연료전지(110)를 연결한다. 제1 파이프(140)는 막가습기(130)에 공급되는 가습 공기의 이동 경로를 제공한다.
산소탱크(150)는 연료전지(110)의 인근에 배치된다. 산소탱크(150)는 연료전지(110)의 부하 급변시, 또는 연료전지(110)의 과부하시, 연료전지(110)에 추가적인 산소(외부 공기 이외 것을 의미함)를 공급하여, 연료전지(110)의 산소 부족 현상을 방지한다.
제2 파이프(160)는 제1 파이프(140)에서 분기되어, 산소탱크(150)와 연결된다. 제2 파이프(160)는 산소탱크(150)에서 공급되는 산소의 이동 경로를 제공한다.
제2 파이프(160)에는 산소탱크(150)에서 공급되는 산소의 압력을 조절하는 레귤레이터(161)가 더 구비될 수 있다.
솔레노이드 밸브(170)는 제2 파이프(160)에 구비되고, 제어부(190)의 신호에 의하여, 제2 파이프(160)의 개방량을 조절하는 기능을 한다.
배터리(180)는 연료전지(110)에서 생성되는 여분(모터 구동에 직접적으로 사용되지 않는 것을 의미함)의 전기에너지를 저장하고, 무인운반차의 출력이 현저히 높아져야 하는 경우, 연료전지에서 제공되는 전기에너지로 구동되는 모터로 추가적인 전기에너지를 공급하는 기능을 한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 제어부(190)는 관제 서버(SV)와 연결되는 통신모듈(191)을 포함하고, 연료전지 파워팩(100)의 주요 구성 요소[연료전지(110), 송풍기(120), 솔레노이드 밸브(170), 배터리(180) 등]들의 작동을 제어하는 기능을 한다.
제어부(190)는 연료전지 파워팩(100)의 하우징(미도시)의 외부에 위치될 수 있고, 무인운반차의 EPCU(Electric Power Control Unit)에 통합되어도 무방하다.
도 4를 참조하면, 일반적으로 무인운반차는 물품 비적재 이동구간(A)과 물품 적재 이동구간(B)을 주기적으로 순환한다. 이때 제어부(190)는 물품 비적재 이동구간(A) 진입 시작점(SP)에서, ① 진입 시작점(SP)에서의 배터리(180) 잔량과, ② 관제 서버(SV)로부터 제공 받은 물품 비적재 이동구간(A) 직후의 물품 적재 이동구간(B)의 물품 무게 정보와 이동 거리 정보를 기반으로, 물품 비적재 이동구간(A) 주행 중에 충전되어야 할 배터리 충전 목표값을 산출한다.
계속해서, 제어부(190)는 위 배터리 충전 목표값과, 관제 서버(SV)로부터 제공 받은 물품 비적재 이동구간(A)의 거리 정보를 기반으로, ① 연료전지(110)의 단위 스택(111, 112, 113..) 가동 비율[= 연료전지의 가동율]과, ② 솔레노이드 밸브(170)의 개방 여부, 개방 시점, 개방량을 결정한다.
즉, 연료전지 파워팩(100)이 탑재된 무인운반차는 물품 비적재 이동구간(A) 주행 중에, 물품 적재 이동구간(B)에서 소모될 배터리(180)의 양이 미리 계산되어, 배터리(180)의 최적 충전이 이루어진다.
한편 도 3을 참조하면, 연료전지 파워팩(100)은 상태정보검출부(210)를 더 포함할 수 있다. 상태정보검출부(210)는 온도센서, 전압센서, 전류센서 및 압력센서 등을 구비할 수 있고, 연료전지(110)의 상태 정보를 검출하여, 제어부(190)로 전송하는 기능을 한다. 연료전지(110)의 상태 정보는 제어부(190)가 연료전지(110)의 단위 스택 가동 비율과 솔레노이드 밸브(170)의 개방량을 결정하는데, 활용된다.
실시예에 따른 무인운반차 자동 충전시스템이 적용된 무인운반차는, 배터리(180) 사용이 최적화되도록 구성되어, 에너지효율이 우수하다.
또한 실시예에 따른 무인운반차 자동 충전시스템이 적용된 무인운반차는, 물품을 운반하는 도중 배터리(180)가 방전될 우려가 극히 낮다.
본 개시(The Present Disclosure)의 실시예(들)를 설명할 때 사용된 각종 표현(용어, 시각화된 이미지 등)들은 본 개시의 본질적 기술사상을 독자에게 이해하기 쉽게 전달하기 위한 도구적 목적으로 채택된 것에 불과하다.
또한 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 본 개시의 실시예(들)를 바탕으로 위 실시예(들)와 본질적 기술사상은 동일하지만 피상(皮相)적으로는 차이가 있는 여러 변형 실시예들을 창안해 낼 수 있을 것이다.
따라서 본 개시의 권리범위는 '발명의 설명' 및 '도면'에 기재된 일부 표현들에 의해 제한되어선 안 되고, 본 개시의 본질적 기술사상에 의거하여 폭넓게 해석되어야 한다.

Claims (4)

  1. 관제 서버; 및 연료전지 파워팩이 탑재된 무인운반차;를 포함하고,
    상기 연료전지 파워팩은,
    복수 개의 단위 스택을 구비하되, 상기 복수 개의 단위 스택 각각이 개별적으로 ON/OFF 되도록 구성된 연료전지;
    송풍기;
    상기 송풍기로부터 공급받은 공기를 가습한 뒤, 상기 연료전지로 공급하는 막가습기;
    상기 막가습기와 상기 연료전지를 연결하고, 가습된 공기의 이동 경로를 제공하는 제1 파이프;
    산소탱크;
    상기 산소탱크와 상기 제1 파이프를 연결하고, 산소의 이동 경로를 제공하는 제2 파이프;
    상기 제2 유로를 개폐하는 솔레노이드 밸브;
    상기 연료전지에서 생성된 여분의 전기에너지를 저장하는 배터리; 및
    무인운반차 상기 관제 서버와 연결되는 통신모듈을 포함하고, 상기 연료전지와 상기 솔레노이드 밸브를 제어하는 제어부;를 포함하는, 무인운반차 자동 충전시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    (i) 상기 관제 서버로부터 제공받은 물품 적재 이동구간의 물품 무게 정보와 이동 거리 정보, 상기 배터리로부터 제공받은 상기 물품 적재 이동구간 직전의 물품 비적재 이동구간 진입시의 배터리 잔량 정보를 기반으로, 상기 물품 비적재 이동구간 주행 중의 배터리 충전 목표값을 산출하고,
    (ii) 상기 배터리 충전 목표값과 상기 관제 서버로부터 제공받은 상기 물품 비적재 이동구간의 이동 거리 정보를 기반으로, 상기 물품 비적재 이동구간 주행 시 상기 연료전지의 가동율과 상기 솔레노이드 밸브의 개방량을 결정하는 것을 특징으로 하는, 무인운반차 자동 충전시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 파이프에는 상기 산소탱크에 공급되는 산소의 압력을 조절하는 레귤레이터가 더 구비되는 것을 특징으로 하는, 무인운반차 자동 충전시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연료전지 파워팩은,
    상기 연료전지의 상태정보 검출하여 상기 제어부에 제공하는 상태정보검출부;를 더 포함하는, 무인운반차 자동 충전시스템.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006199122A (ja) * 2005-01-20 2006-08-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電動自転車
KR20080046027A (ko) * 2006-11-21 2008-05-26 현대자동차주식회사 연료전지 차량의 부하변동시 산소공급장치
US20160064759A1 (en) * 2009-12-10 2016-03-03 Honeywell International Inc. Hybrid fuel cell
KR20190062884A (ko) * 2017-11-29 2019-06-07 (주)엠텍정보기술 친환경 차량에 적용 가능한 하이브리드 파워팩 전력변환장치
KR102049642B1 (ko) * 2017-11-24 2019-11-27 (주)두산 모빌리티 이노베이션 드론용 연료전지 파워팩 및 그것의 상태정보 모니터링 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006199122A (ja) * 2005-01-20 2006-08-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電動自転車
KR20080046027A (ko) * 2006-11-21 2008-05-26 현대자동차주식회사 연료전지 차량의 부하변동시 산소공급장치
US20160064759A1 (en) * 2009-12-10 2016-03-03 Honeywell International Inc. Hybrid fuel cell
KR102049642B1 (ko) * 2017-11-24 2019-11-27 (주)두산 모빌리티 이노베이션 드론용 연료전지 파워팩 및 그것의 상태정보 모니터링 방법
KR20190062884A (ko) * 2017-11-29 2019-06-07 (주)엠텍정보기술 친환경 차량에 적용 가능한 하이브리드 파워팩 전력변환장치

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