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KR101233504B1 - 연료전지와 축전지의 선택 제어방법 및 그 시스템 - Google Patents

연료전지와 축전지의 선택 제어방법 및 그 시스템 Download PDF

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KR101233504B1
KR101233504B1 KR1020060026658A KR20060026658A KR101233504B1 KR 101233504 B1 KR101233504 B1 KR 101233504B1 KR 1020060026658 A KR1020060026658 A KR 1020060026658A KR 20060026658 A KR20060026658 A KR 20060026658A KR 101233504 B1 KR101233504 B1 KR 101233504B1
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Abstract

본 발명은 연료전지와 축전지 전원을 선택적으로 제어하는 방법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 발명에서의 시스템 모듈은 배터리 또는 연료전지에서 제공되는 전원에 의해 구동된다. 이때, 상기 시스템 모듈의 소비전력과 연료전지의 용량을 비교하여 상기 소비전력이 큰 경우, 또는 소비전력이 순간적으로 증가하는 경우에, 상기 배터리로부터 전원을 공급받는다. 그러나, 상기 시스템 모듈에 배터리가 미장착되었거나 상기 배터리 용량이 부족한 경우에는 상기 연료전지에서 공급되는 전원에 의해서만 상기 시스템 모듈이 구동된다. 이에 상기 시스템 모듈의 소비전력이 상기 연료전지의 용량을 초과하지 않도록 제어하게 되며, 만일 상기 소비전력이 계속 증가하게 되면 상기 시스템 모듈에서 구동중인 소정 기능을 제한하도록 한다. 이에 따라 본 발명은 상기 연료전지 또는 배터리 전원을 선택적으로 제공받아 시스템을 정상적으로 구동시키며, 특히 상기 연료전지만으로 시스템 구동시에 시스템 모듈의 소비전력을 조절하여 안정성을 한층 더 향상시키는 잇점이 있다.
연료전지, 배터리, 축전지, 소비전력.

Description

연료전지와 축전지의 선택 제어방법 및 그 시스템{Method and System for selection controlling of Fuel cell or Battery}
도 1은 일반적인 연료전지 시스템이 구비된 시스템 하우징 구성도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료전지와 축전지의 선택 제어를 위한 시스템 구성도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 연료전지와 배터리 전원을 공급받아 시스템 구동을 제어하는 처리흐름도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 배터리 충전의 처리 흐름도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 배터리 미장착시 또는 배터리 용량이 부족한 경우에 시스템 기능을 제한하는 처리 흐름도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1 : 연료전지 모듈 50 : 마이크로 프로세서
60 : 시스템 모듈 61 : 배터리
62 : 임베디드 컨트롤러 64 : 충전부
65 : 바이오스(BIOS) 70 : 동작 모듈
80 : 센싱 저항
본 발명은 연료전지와 축전지(Battery) 사용에 관한 것으로서, 특히 모바일 기기의 소비전력을 근거로 연료전지와 축전지의 전원을 선택적으로 공급하여 축전지 사용의 효율을 향상시키도록 하는 연료전지와 축전지의 선택 제어방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
최근, 랩탑 컴퓨터(Laptop computer) 또는 노트북 컴퓨터와 같은 휴대용 컴퓨터에서 사용되는 2차 전지 배터리를 대체하는 에너지원으로 연료전지가 개발되고 있다. 상기 연료전지는 통상 고분자 전해질을 중심으로 양쪽에 다공질의 양극(anode)과 음극(cathode)이 부착되어 있다. 상기 양극(산화전극 또는 연료극)에서는 연료인 수소의 전기화학적 산화가 일어나고, 음극(환원전극 또는 공기극)에서는 산화제인 산소의 전기화학적 환원이 일어난다. 이때, 생성되는 전자의 이동으로 인해 전기에너지가 발생된다.
이와 같이, 상기 연료전지에 공급되는 수소는 LNG, LPG, 가솔린 등의 탄화수소(CH계열) 연료를 개질기에서 탈황공정→ 개질반응 → 수소정제공정을 거쳐 수소만을 정제하여 가스 형태로 사용되거나, 액체상태의 메탄올을 직접 연료로 사용하는 직접 메탄올 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell : DMFC)방식으로 사용된다. 그 중, 상기 직접 메탄올 연료전지는 발전장치인 스택(stack)의 양극에 메탄올과 물이 일정비율(약 10% :90%)로 혼합된 메탄올 혼합액을 직접 공급하는 방식으로 전 극에서 개질 반응이 일어나기 때문에 상기 개질기 사용이 불필요하게 되어 전체 시스템을 간소화시킬 수 있는 장점이 있다. 따라서, 상기 직접 메탄올 연료전지는 소형화 및 밀폐화가 가능하여 상기 휴대용 컴퓨터와 같은 모바일기기에 사용된다.
그러나, 상기 연료전지는 그 연료전지에 부과되는 부하 변화에 따른 응답 특성이 반응가스의 공급 조건과 외부 주변기기의 특성 등의 변화에 대하여 빠르게 대응하지 못하고 지연되는 단점이 있었다. 이에 외부 조건 변화에 대한 반응이 비교적 빠른 축전지를 상기 연료전지와 함께 복합적으로 사용하도록 하여 축전지에 의해 외부 부하변화에 신속히 대응하도록 하는 시스템이 사용되고 있다. 이를 도 1를 참조하여 설명한다.
도 1에는 일반적인 연료전지 시스템이 구비된 시스템 하우징 구성도가 도시되어 있다.
도시된 바에 따르면, 전기를 발생하는 DMFC 스택(10)이 구비된다. 상기 DMFC 스택(10)에 메탄올을 공급하도록 메탄올 저장탱크(20)가 메탄올 순환경로(30)에 의해 연결 구성된다. 상기 DMFC 스택(10)에 공기를 압축기(12)에 의해 압축 공급하기 위한 에어라인이 입력측에 구비되고, 상기 DMFC 스택(10)에서 발생되는 CO2와 H2O를 배출하기 위한 배출라인이 출력측에 구비된다. 상기 DMFC 스택(10)의 배출라인에는 상기 CO2와 H2O를 분리하는 제 1분리부(14)와 제 2분리부(16)가 구비된다.
상기 메탄올 저장탱크(20)의 출력측에는 메탄올을 공급하기 위한 제 1펌프(22)가 구비되며, 상기 메탄올과 함께 상기 제 1분리부(14) 및 제 2분리부(16)를 매개하여 전달된 H2O를 공급하는 제 2펌프(24)가 구비된다. 상기 제 1펌프(22) 출력단에는 상기 메탄올 저장탱크(20)로부터 공급되는 메탄올의 농도를 감지하는 센서(26)가 장착된다.
그리고, 상기 DMFC 스택(10)에서 발생하는 DC전기를 일정 전압을 유지하면서 공급하도록 제 1DC/DC컨버터(40)가 구비된다. 또한 상기 DMFC 스택(10) 이외에 리튬-이온(Li-ion) 배터리(42) 전원이 제 2DC/DC컨버터(44)를 통해 출력하도록 구성된다. 상기 DMFC 스택(10) 전원과 배터리(42) 전원을 선택하고, 상기 DC/DC컨버터(40)(44)의 출력전압을 조정하는 마이크로프로세서(50)가 구비된다.
이와 같이, 상기 시스템 하우징 내부에 DMFC 스택(10)과 배터리(42)가 복합적으로 장착된 경우, 상기 마이크로프로세서(50)의 제어동작에 따라 상기 DMFC 스택(10) 또는 배터리(42)로부터 출력되는 전원을 동작 전원으로 사용하였다. 즉, 상술한 바와 같이 외부 조건 변화에 대한 반응이 빠른 축전지를 연료전지와 함께 사용하고 있다. 이에 축전지도 연료전지에 의해 외부 충전 없이 장시간 사용할 수 있게 되었다.
상기한 바와 같이, 일반적인 연료전지 시스템을 이용하여 연료전지와 축전지를 복합적으로 사용하고 있는 기술이 특허출원 10-2004-1549호(명칭: 독립 운전형 연료전지/축전지 복합 시스템의 부하 제어방법과 장치)로 출원된 바 있다.
구체적으로, 상기 기술은 연료전지를 충전지의 충전뿐 아니라 외부 부하용 전원의 역할을 할 수 있도록 분담시켜 연료전지/축전지 복합 시스템을 고효율로 운 전하고, 축전지의 충전 상태를 일정한 범위로 유지시키면서 충전지의 충전량과 외부 부하의 변동에 따라 연료전지 출력을 제어하고 있다.
그러나, 상기 기술은 축전지의 충전상태와 외부 부하값을 충전된 정도와 부하값의 크기에 따라 'IF-THEN' 규칙을 적용하여 연료전지 출력을 제어하고 있는 것으로서, 상기 연료전지의 출력값을 기준으로 축전지와 연료전지의 부하 분담이 결정되고 있다. 즉, 상기 연료전지가 장착 구동되는 시스템의 소비전력과는 상관없이 축전지의 충전상태에 따라서만 연료전지의 출력만을 제어하고 있는 것이다. 이에 따라, 만일 상기 축전지의 용량이 충분하지 못한 상태에서 연료전지의 용량보다 큰 소비전력이 발생하는 경우 시스템이 정상 구동되지 못하는 문제가 발생되었다.
또한, 하나의 시스템 내에 연료전지와 축전지가 함께 구비되어 있기 때문에 제어를 위한 구성요소의 추가 장착으로 인하여 시스템의 전체적인 구성이 복잡해지는 단점이 있다.
이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 시스템 모듈의 소비전력과 연료전지 용량을 비교하여 효율적인 전원공급이 이루어지도록 하는 연료전지와 축전지의 선택 제어방법 및 그 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 배터리 용량이 부족한 경우에 연료전지의 용량 범위 내에서 시스템 구동이 되도록 시스템의 일정 기능을 제한하도록 제어하는 것 이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연료전지와 축전지의 선택 제어방법은, 연료전지 공급에 따라 시스템 모듈을 구동하는 단계와, 상기 시스템 모듈의 소비전력을 감지하고 상기 연료전지 용량과 비교하는 단계와, 그리고 상기 비교결과에 따라 상기 소비전력이 연료전지 용량을 초과하는 경우 축전지로부터 전원을 공급받는 단계를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 소비전력이 상기 연료전지 용량을 초과하지 않을 때, 상기 축전지 용량에 따라 선택적으로 충전하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에서, 상기 소비전력이 상기 연료전지 용량 이내이면 전원이 계속 공급된다.
본 발명에서, 상기 축전지 미장착 또는 축전지 전원에 의해 상기 시스템 모듈의 구동이 어려운 경우에는, 상기 소비전력이 상기 연료전지 용량을 초과하지 않도록 상기 시스템 모듈의 기능을 제한하는 단계를 더 포함한다.
또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연료전지와 축전지의 선택 제어시스템은, 연료전지가 내장된 연료전지 모듈과, 시스템 모듈의 소비전력과 상기 연료전지 용량을 비교하며, 상기 비교 결과에 따라 상기 연료전지 또는 내부에 장착된 축전지로부터 선택적으로 전원을 공급받아 동작하는 시스템 모듈을 포함하며, 상기 연료전지 용량과 상기 시스템 모듈의 소비전력을 감지하는 감지수 단을 구비하는 것을 기술적 특징으로 한다.
본 발명에서의 상기 연료전지 모듈은, 상기 연료전지와, 상기 연료전지의 전원을 출력하는 컨버터와, 상기 컨버터의 출력 전원을 가변적으로 조정하는 마이크로프로세서를 포함하여 구성된다.
본 발명에서의 상기 시스템 모듈은, 상기 소비전력과 상기 연료전지 용량을 비교하여 상기 축전지 전원 공급을 선택적으로 제어하는 임베디드 컨트롤러와, 상기 소비전력이 상기 연료전지 용량을 초과하지 않을 때 상기 임베디드 컨트롤러에 의해 상기 축전지를 선택적으로 충전하는 충전부와, 상기 소비전력이 상기 연료전지 용량을 초과하지 않도록 상기 시스템 모듈의 기능을 제한하는 바이오스(BIOS)를 포함하여 구성된다.
본 발명에서의 상기 시스템 모듈은, AC전원의 공급 경로를 형성하는 제 2스위칭소자와, 상기 제 2스위칭소자를 통해 공급된 AC전원을 DC전원으로 변환하는 AC/DC컨버터를 더 포함하여 구성된다.
본 발명의 상기 감지수단은 센싱 저항인 것이 바람직하다.
본 발명의 상기 임베디드 컨트롤러와 상기 축전지는 SM버스(System Management Bus)로 연결된다.
본 발명의 상기 임베디드 컨트롤러와 상기 마이크로프로세서는 I2C(Inter Integrated Circuit) 또는 SM버스(System Management Bus)로 연결된다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 시스템 모듈의 소비전력이 연료전지 용량을 초과하는 경우에 축전지로부터 부족한 전원이 공급되며, 또한 축전지 가 미장착되었거나 축전지 용량이 불충분한 경우 소비전력이 연료전지 용량을 초과하지 않도록 시스템 모듈의 기능을 제한하게 됨을 알 수 있다.
이하, 본 발명의 의한 연료전지와 축전지의 선택 제어방법 및 그 시스템을 첨부된 도면에 도시된 바람직한 실시 예를 참고하여 상세하게 설명한다.
도 2에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연료전지와 축전지의 선택 제어를 위한 시스템 구성도가 도시되어 있다.
도시된 바에 따르면, 연료전지가 장착된 연료전지 모듈(1)과, 배터리(61)가 내부에 장착된 시스템 모듈(60)을 포함한다. 본 발명에서 시스템 모듈(60)은 모바일 기기인 것이 바람직하다.
상기 연료전지 모듈(1)은, 종래기술에서와 같이 액체상태의 메탄올을 직접 연료로 사용하여 전기를 발생하는 DMFC 스택(10)이 구비된다. 여기서, 상기 연료전지 모듈(1)의 구성은 종래 기술과 동일하기 때문에 본 발명의 실시 예에서는 동일부호를 부여하여 설명하며, 상세 설명은 생략하기로 한다. 다만, 본 발명은 종래 상기 연료전지 모듈(1)에 제공되었던 리튬-이온 배터리 구성이 제거되어 상기 DMFC 스택(10)에서 발생된 전원만이 출력되도록 구성된다. 따라서, 상기 DMFC 스택(10)에서 발생된 전원은 DC/DC 컨버터(40)에 의해 출력전압이 조정되어 상기 시스템 모듈(60)에 공급된다.
상기 시스템 모듈(60)에는, 그 시스템 모듈(60)의 소비전력을 감지하며, 상기 DMFC 스택(이하, 연료전지라 함)(10)의 용량과 비교하여 배터리(61) 전원을 선택적으로 공급하도록 제 1스위치(63)를 단속하고, 상기 소비전력에 따라 시스템 기 능을 제한하도록 바이오스(65)를 제어하는 임베디드 컨트롤러(EC)(62)가 구비된다.또한, 상기 임베디드 컨트롤러(62)는 상기 배터리(61)의 전압레벨을 상기 마이크로프로세서(50)에게 전달하며, 상기 소비전력을 기초로 연료전지(10)의 용량 범위내에서 상기 배터리(61)를 충전하도록 충전회로가 구비된 충전부(64)를 제어하는 역할을 한다.
상기 시스템 모듈(60)은, 상기 연료전지(10) 및 배터리(61) 이외에 직접 AC전원을 AC어댑터(66)로부터 공급받아 동작 전원으로 사용할 수 있다. 이에 상기 AC전원 공급경로를 형성하여 상기 AC어댑터(66)로부터 AC전원을 공급받도록 상기 임베디드 컨트롤러(62)에 의해 단속되는 제 2스위치(68)가 구비된다. 상기 제 2스위치(68)의 턴 온 시 상기 AC전원을 동작모듈(Operation Module)(70)로 제공하도록 AC/DC컨버터(69)가 구비된다.
상기 연료전지 모듈(1)의 DC/DC 컨버터(40) 출력단과 상기 시스템 모듈(60)의 전원 입력단 사이에는 센싱 저항(80)이 구비된다. 상기 임베디드 컨트롤러(62)는 상기 센싱 저항(80)의 전단과 후단에 존재하는 상기 연료전지(10)의 전원레벨값과 상기 시스템 모듈(60)의 소비전력을 감지하게 된다.
또한, 상기 마이크로프로세서(50)와 상기 임베디드 컨트롤러(62)는 I2C(Iner Integrated Circuit) 또는 SM버스(System Management Bus)로 상호 연결되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 임베디드 컨트롤러(62)는 상기 배터리(61)의 전압레벨 값을 SM버스(System Management Bus)를 통해 제공받도록 구성하는 것이 바람직하다.
이어, 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지와 축전지의 선택 제어방법을 도 3내지 도 5를 참조하여 설명한다.
먼저, 제 100 단계에서, 미도시한 전원 스위치 조작에 따라 상기 시스템 모듈(60)이 온 구동되면, 상기 임베디드 컨트롤러(62)는 상기 마이크로프로세서(50)를 제어하여 상기 연료전지(10)로부터 DC전원이 공급되도록 한다. 상기 연료전지 모듈(1)과 시스템 모듈(60)은 전원공급라인, I2C, 및 SM버스에 의해 연결되어 있기 때문에 상기 DC전원이 공급되며, 따라서 시스템 모듈(60)이 구동된다.
그와 같이 상기 전원 공급이 이루어지고 있는 동안에, 상기 임베디드 컨트롤러(62)는 상기 센싱 저항(80)의 전단과 후단으로부터 상기 연료전지(10)의 출력 전원과 상기 시스템 모듈(60)에서 요구하는 소비전력을 감지하여 제공받는다(제 102 단계). 통상, 상기 연료전지(10)는 전원 용량이 고정되어 설계되기 때문에, 그 전원레벨값을 감지하며, 상기 시스템 모듈(60)은 다양한 기능의 수행 여부에 따라 가변적으로 달라지는 소비전력을 감지하는 것이다.
제 104 단계에서, 상기 임베디드 컨트롤러(62)는 상기 연료전지(10)로부터 제공된 DC전원만으로 상기 시스템 모듈(60)에서 실행되는 기능에 대한 소비전력을 충분하게 제공할 수 있다라고 판단하면, 제 105 단계로 진행되어 다른 전원 공급을 배제한 채 상기 연료전지(10)에서 출력된 DC전원만으로 시스템 모듈(60)을 구동시킨다. 즉, 상기 임베디드 컨트롤러(62)는 제 1스위치(63)를 계속 오프(off)시켜 배터리(61)로부터 전원이 공급되지 않도록 한다.
그러나, 제 104 단계에서 상기 임베디드 컨트롤러(62)가 상기 센싱 저항(80) 후단으로부터 감지한 상기 시스템 모듈(60)의 소비전력이 상기 연료전지(10)의 용량을 초과하여 요구하는 경우, 상기 임베디드 컨트롤러(62)는 상기 배터리(61)로부터 부족한 전원을 공급받아야 한다. 이에 제 106 단계에서 상기 제 1스위치(63)를 턴 온 시키고, 제 108 단계에서 상기 배터리(63)로부터 전원이 시스템 모듈(60)로 공급되도록 한다. 이 경우 상기 임베디드 컨트롤러(62)의 제어를 받는 상기 바이오스(65)는 시스템 기능을 정상적으로 제어한다.
이와 같이 상기 시스템 모듈(60)은 연료전지(10) 또는 배터리(61)로부터 선택적으로 전원을 공급받게 된다.
도 4에는 본 발명의 실시 예에 따라 배터리 충전의 처리 흐름도가 도시되어 있다.
제 110 단계에서, 상기 임베디드 컨트롤러(62)는 상기 배터리(61)의 전압레벨을 리드(reda)한다. 상기 리드한 배터리(61)의 전압레벨을 상기 연료전지 모듈(1)의 마이크로프로세서(50)로 전달한다. 이는 상기 전압레벨에 따라 배터리(61)의 충전상태를 확인할 수 있게 되며, 배터리(61) 용량이 충분하지 않는 경우 상기 연료전지(10)의 전원에 의해 배터리(61)를 충전하기 위함이다.
제 112 단계에서 상기 배터리의 충전이 필요한 경우, 제 114 단계에서와 같이 상기 임베디드 컨트롤러(62)는 상기 시스템 모듈(60)의 소비전력을 감지한다. 제 116 단계에서 상기 감지결과 상기 소비전력이 연료전지(10) 용량보다 큰 경우에는 배터리 충전을 대기한다(제 117 단계).
그러나, 제 116 단계에서 상기 소비전력이 연료전지(10)의 용량보다 작은 경 우에는 배터리 충전 모드로서, 상기 임베디드 컨트롤러(62)는 충전부(64)를 온 동작시킨다. 그러면, 제 118 단계에서 상기 마이크로프로세서(50)의 제어동작에 따라 DC/DC 컨버터(40)를 통해 전압 조정된 DC전원이 상기 충전부(64)를 경유하여 배터리(61)로 인가된다. 상기 출력전압 인가에 따라 배터리(61)의 충전이 시작된다. 그리고 제 120 단계에서, 상기 임베디드 컨트롤러(62)의 배터리 충전 레벨 감시에 따라 만(FULL) 충전이 되면 충전부(64)를 오프시켜 충전과정을 중단시킨다.
즉, 상기 배터리 충전은 시스템 모듈(60)의 소비전력이 연료전지(10)의 용량을 초과하지 않는 경우에 한정하여 실시하는 것이다. 이는 상기 소비전력이 연료전지(10)의 용량을 초과하는 경우에는 상기 배터리(61)로부터 부족한 전원을 공급하도록 하지만, 만일 상기 배터리(61)의 용량이 부족한 경우에는 실질적으로 배터리(61)의 충전을 할 수 없기 때문이다.
도 5에는 본 발명의 실시 예에 따라 배터리 미장착시 또는 배터리 용량이 부족한 경우에 시스템 기능을 제한하는 처리 흐름도가 도시되어 있다.
이를 설명하면, 상기와 같이 배터리(61)의 대략 10% 이하로 용량이 부족하거나, 또는 상기 시스템 모듈(60)에 배터리(61)가 미장착된 경우에는 상기 연료전지(10)의 출력 전원에 의해서만 시스템 구동이 된다. 따라서, 상기 임베디드 컨트롤러(62)는 선택적으로 시스템 기능을 제한할 필요가 있다.
즉 다시말해, 제 130 단계에서와 같이 상기 임베디드 컨트롤러(62)는 리드한 배터리(61)의 전압레벨이 충분하지 않은 경우, 또는 배터리(61)가 장착되지 않는 경우에, 제 132 단계에서 상기 임베디드 컨트롤러(62)는 시스템 모듈(60)의 소비전 력이 연료전지(10)의 용량을 넘지 않도록 바이오스(65)에 소비전력을 통보한다.
그러면, 제 134 단계에서 상기 바이오스(65)는 상기 소비전력과 연료전지(10)의 용량을 비교하고, 만일 소비전력이 연료전지(10)의 용량 이내이면 제 135 단계로 진행되어 상기 시스템 모듈(60)의 기능을 제한하지 않고 정상적으로 구동시킨다.
하지만, 상기 소비전력이 연료전지(10)의 용량을 넘게 되면 시스템 모듈(60)이 비정상적으로 구동될 수 있기 때문에, 이 경우 제 136 단계로 진행되어 상기 바이오스(65)는 소비전력을 감소하도록 시스템 기능을 제한한다. 상기 시스템 모듈(60)의 기능 제한은 상기 소비전력이 연료전지(10)의 용량 이내로 될 때까지 충분하게 제어하여 궁극적으로 소비전력이 연료전지(10)의 용량을 초과하지 않도록 조절하는 것이다.
한편, 상기 시스템 모듈(60)에 AC어댑터(62)가 연결되면 상기 임베디드 컨트롤러(62)는 제 2스위치(68)를 턴 온 구동시켜 전원이 인가되도록 하고, AC/DC컨버터(69)를 통해 변환된 DC전원이 동작모듈(70)로 공급되도록 한다. 이때 상기 임베디드 컨트롤러(62)는 상술한 바와 같이 배터리 전압레벨을 검사하는데, 만일 배터리(61)의 용량이 충분하지 않은 경우 상기 임베디드 컨트롤러(62)는 충전부(64)를 온 구동시켜 배터리 충전을 개시한다.
이와 같이, 상기 실시 예에 설명되고 있는 본 발명은, 시스템 모듈의 소비전력과 연료전지의 용량을 비교하고 배터리 전원을 선택적으로 공급하거나 배터리 충전을 수행하며, 소비전력이 연료전지 용량을 초과하는 경우 시스템 모듈의 기능을 제한하게 됨을 알 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 연료전지와 축전지의 선택 제어방법 및 그 시스템에 따르면, 시스템 모듈의 소비전력과 연료전지의 용량을 비교하여 선택적으로 상기 시스템 모듈에 장착된 배터리로부터 부족한 전원을 공급받기 때문에, 연료전지와 배터리의 안정적인 전원 공급에 따라 시스템 안정성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
그리고, 배터리가 미장착되었거나 배터리 용량이 부족한 경우에 시스템 모듈의 소비전력이 연료전지의 용량을 초과하지 않도록 조절하기 때문에, 전원 부족으로 인하여 시스템 전원이 오프(off)되는 것을 방지할 수 있는 효과도 있다.
더욱이, 시스템 모듈의 소비전력과 연료전지의 용량을 비교하여, 그 연료전지의 용량이 충분한 경우에만 배터리를 충전하기 때문에, 효율적인 배터리 충전을 기대할 수 있다.

Claims (11)

  1. 연료전지 공급에 따라 시스템 모듈을 구동하는 단계와,
    상기 시스템 모듈의 소비전력을 감지하고 상기 연료전지 용량과 비교하는 단계와, 그리고
    상기 비교결과에 따라 상기 소비전력이 연료전지 용량을 초과하는 경우 축전지로부터 전원을 공급받는 단계를 포함하고,
    상기 축전지 미장착 또는 축전지 전원에 의해 상기 시스템 모듈의 구동이 어려운 경우에는, 상기 소비전력이 상기 연료전지 용량을 초과하지 않도록 시스템 기능을 제한하는 것을 특징으로 하는 연료전지와 축전지 선택 제어방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 소비전력이 상기 연료전지 용량을 초과하지 않을 때, 상기 축전지 용량에 따라 선택적으로 충전하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지와 축전지 선택 제어방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 소비전력이 상기 연료전지 용량 이내이면 전원이 계속 공급되는 것을 특징으로 하는 연료전지와 축전지 선택 제어방법.
  5. 연료전지가 내장된 연료전지 모듈과,
    시스템 모듈의 소비전력과 상기 연료전지 용량을 비교하며, 상기 비교 결과에 따라 상기 연료전지 또는 내부에 장착된 축전지로부터 선택적으로 전원을 공급받아 동작하는 시스템 모듈과,
    상기 연료전지 용량과 상기 시스템 모듈의 소비전력을 감지하는 감지수단을 포함하며,
    상기 시스템 모듈은 상기 축전지가 미장착되었거나 또는 축전지 전원에 의해 상기 시스템 모듈의 구동이 어려운 경우에는, 상기 소비전력이 상기 연료전지 용량을 초과하지 않도록 시스템 기능을 제한하는 것을 특징으로 하는 연료전지와 축전지의 선택 제어시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 연료전지 모듈은,
    상기 연료전지와,
    상기 연료전지의 전원을 출력하는 컨버터와, 그리고
    상기 컨버터의 출력 전원을 가변적으로 조정하는 마이크로프로세서를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연료전지와 축전지의 선택 제어시스템.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 시스템 모듈은,
    상기 소비전력과 상기 연료전지 용량을 비교하여 상기 축전지 전원 공급을 선택적으로 제어하는 임베디드 컨트롤러와,
    상기 소비전력이 상기 연료전지 용량을 초과하지 않을 때 상기 임베디드 컨트롤러에 의해 상기 축전지를 선택적으로 충전하는 충전부와, 그리고
    상기 소비전력이 상기 연료전지 용량을 초과하지 않도록 상기 시스템 모듈의 기능을 제한하는 바이오스(BIOS)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연료전지와 축전지의 선택 제어시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 시스템 모듈은,
    AC전원의 공급 경로를 형성하는 제 2스위칭소자와, 그리고
    상기 제 2스위칭소자를 통해 공급된 AC전원을 DC전원으로 변환하는 AC/DC컨버터를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연료전지와 축전지의 선택 제어시스템.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 감지수단은 센싱 저항인 것을 특징으로 하는 연료전지와 축전지의 선택 제어시스템.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 임베디드 컨트롤러와 상기 축전지는 SM버스(System Management Bus)로 연결되는 것을 특징으로 하는 연료전지와 축전지의 선택 제어시스템.
  11. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 임베디드 컨트롤러와 상기 마이크로프로세서는 I2C(Inter Integrated Circuit) 또는 SM버스(System Management Bus)로 연결되는 것을 특징으로 하는 연료전지와 축전지의 선택 제어시스템.
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