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KR102664110B1 - Apparatus for controlling operation of fuel cell system and method thereof - Google Patents

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KR102664110B1
KR102664110B1 KR1020180095933A KR20180095933A KR102664110B1 KR 102664110 B1 KR102664110 B1 KR 102664110B1 KR 1020180095933 A KR1020180095933 A KR 1020180095933A KR 20180095933 A KR20180095933 A KR 20180095933A KR 102664110 B1 KR102664110 B1 KR 102664110B1
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김효섭
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Abstract

본 발명은 연료전지시스템의 운전 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 수소공급밸브의 개도량을 모니터링하여 연료전지스택에 공급되는 현재 수소압력이 차량에서 요구하는 목표 수소압력을 추종하지 못하는 상태를 진단하고, 그 진단시점부터 현재 수소압력에 기초하여 연료전지시스템의 출력을 조절함으로써, 현재 수소압력이 목표 수소압력을 추종하지 못하는 상태에서 연료전지시스템이 차량에 안정적인 전력(변동폭이 크지 않은 전류)을 공급할 수 있도록 하는 연료전지시스템의 운전 제어 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 연료전지시스템의 운전 제어 장치에 있어서, 연료전지스택에 공급되는 수소압력에 상응하는 연료전지시스템의 출력이 기록된 운전 테이블을 저장하는 저장부; 상기 연료전지스택에 공급되는 현재 수소압력을 측정하는 압력센서; 및 상기 압력센서에 의해 측정된 현재 수소압력이 목표 수소압력을 추종하지 못하는 경우, 상기 운전 테이블에 기초하여 연료전지시스템의 출력을 설정하는 제어부를 포함한다.The present invention relates to an operation control device and method for a fuel cell system, which monitors the opening amount of a hydrogen supply valve to diagnose a state in which the current hydrogen pressure supplied to the fuel cell stack does not follow the target hydrogen pressure required by the vehicle. And, by adjusting the output of the fuel cell system based on the current hydrogen pressure from the time of diagnosis, the fuel cell system provides stable power (current with a small fluctuation range) to the vehicle in a state where the current hydrogen pressure does not follow the target hydrogen pressure. The purpose is to provide an operation control device and method for a fuel cell system that enables supply.
To this end, the present invention provides an operation control device for a fuel cell system, comprising: a storage unit that stores an operation table in which the output of the fuel cell system corresponding to the hydrogen pressure supplied to the fuel cell stack is recorded; A pressure sensor that measures the current hydrogen pressure supplied to the fuel cell stack; and a control unit that sets the output of the fuel cell system based on the operation table when the current hydrogen pressure measured by the pressure sensor does not track the target hydrogen pressure.

Description

연료전지시스템의 운전 제어 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING OPERATION OF FUEL CELL SYSTEM AND METHOD THEREOF}Fuel cell system operation control device and method {APPARATUS FOR CONTROLLING OPERATION OF FUEL CELL SYSTEM AND METHOD THEREOF}

본 발명은 연료전지시스템의 운전 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료전지스택에 공급되는 수소압력이 차량에서 요구하는 목표 수소압력을 추종하지 못하는 경우에 연료전지시스템을 안정적으로 운전하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to an operation control device and method for a fuel cell system, and more specifically, to a stable operation of the fuel cell system when the hydrogen pressure supplied to the fuel cell stack does not follow the target hydrogen pressure required by the vehicle. It's about the technology to do it.

이러한 본 발명은 종래의 연료전지시스템의 운전 제어 기술에 적용되어 그 성능을 향상시킬 수 있다.This invention can be applied to the operation control technology of a conventional fuel cell system to improve its performance.

연료전지는 연료가 가지고 있는 화학에너지를 연소에 의해 열로 바꾸지 않고 스택 내에서 전기화학적으로 반응시켜 전기에너지로 변환시키는 일종의 발전장치이며, 산업용, 가정용 및 차량 구동용 전력을 공급할 뿐만 아니라 소형의 전기/전자제품, 특히 휴대용 장치의 전력 공급에도 적용될 수 있다.A fuel cell is a type of power generation device that converts the chemical energy of fuel into electrical energy by electrochemically reacting within the stack rather than converting it into heat through combustion. It not only supplies power for industrial, household, and vehicle driving purposes, but also provides small electric/ It can also be applied to power supply of electronic products, especially portable devices.

현재 차량 구동을 위한 전력공급원으로는 연료전지 중 가장 높은 전력밀도를 갖는 고분자 전해질막 연료전지(PEMFC: Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell, Proton Exchange Membrane Fuel Cell) 형태가 가장 많이 연구되고 있으며, 이는 낮은 작동온도로 인한 빠른 시동 시간과 빠른 전력변환 반응시간을 갖는다.Currently, the polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC: Proton Exchange Membrane Fuel Cell) type, which has the highest power density among fuel cells, is being studied the most as a power supply source for driving vehicles, and it has a low operating temperature. It has a fast start-up time and fast power conversion response time.

이러한 고분자 전해질막 연료전지는 수소이온이 이동하는 고체 고분자 전해질막을 중심으로 막의 양쪽에 전기화학반응이 일어나는 촉매전극층이 부착된 막전극접합체(MEA: Membrane Electrode Assembly), 반응가스들을 고르게 분포시키고 발생된 전기에너지를 전달하는 역할을 수행하는 기체확산층(GDL:Gas Diffusion Layer), 반응가스들 및 냉각수의 기밀성과 적정 체결압을 유지하기 위한 가스켓 및 체결기구, 그리고 반응가스들 및 냉각수를 이동시키는 분리판(Bipolar Plate)을 포함하여 구성된다.This polymer electrolyte membrane fuel cell is a membrane electrode assembly (MEA: Membrane Electrode Assembly) with catalyst electrode layers where electrochemical reactions occur on both sides of the solid polymer electrolyte membrane through which hydrogen ions move, and evenly distributes the reaction gases and generates A gas diffusion layer (GDL) that transmits electrical energy, a gasket and fastener to maintain airtightness and appropriate fastening pressure of the reaction gases and coolant, and a separator plate that moves the reaction gases and coolant. It is composed including a (Bipolar Plate).

이러한 단위 셀 구성을 이용하여 연료전지 스택을 조립할 때, 셀 내 가장 안쪽에 주요 구성부품인 막전극접합체 및 기체확산층의 조합이 위치하는데, 막전극접합체는 고분자 전해질막 양면에 수소와 산소가 반응할 수 있도록 촉매가 도포된 촉매전극층, 즉 애노드(Anode) 및 캐소드(Cathode)를 가지며, 애노드 및 캐소드가 위치한 바깥부분에 기체확산층, 가스켓 등이 적층된다.When assembling a fuel cell stack using this unit cell configuration, the main components, a combination of a membrane electrode assembly and a gas diffusion layer, are located at the innermost part of the cell. The membrane electrode assembly allows hydrogen and oxygen to react on both sides of the polymer electrolyte membrane. It has a catalyst electrode layer on which a catalyst is applied, that is, an anode and a cathode, and a gas diffusion layer, gasket, etc. are laminated on the outer part where the anode and cathode are located.

기체확산층의 바깥쪽에는 반응가스(연료인 수소와 산화제인 산소 또는 공기)를 공급하고 냉각수가 통과하는 유로(Flow Field)가 형성된 분리판이 위치된다.Outside the gas diffusion layer, a separator plate is located that supplies the reaction gas (hydrogen as fuel and oxygen or air as an oxidizing agent) and forms a flow field through which coolant passes.

이러한 구성을 단위 셀로 하여 복수의 단위 셀들을 적층한 뒤 가장 바깥쪽에 집전판(Current Collector) 및 절연판, 적층 셀들을 지지하기 위한 엔드플레이트(End Plate)를 결합하는데, 엔드플레이트 사이에 단위 셀들을 반복 적층하여 체결함으로써 연료전지 스택을 구성하게 된다.Using this configuration as a unit cell, a plurality of unit cells are stacked, and then a current collector, an insulating plate, and an end plate to support the stacked cells are combined on the outermost side, and the unit cells are repeated between the end plates. A fuel cell stack is formed by stacking and fastening.

실제 차량에서 필요한 전위를 얻기 위해서는 단위 셀을 필요한 전위만큼 적층해야 하며, 단위 셀들을 적층한 것이 스택이다. 1개의 단위 셀에서 발생하는 전위는 약 1.3V로서, 차량 구동에 필요한 전력을 생산하기 위해 다수의 셀을 직렬로 적층하고 있다.In order to obtain the required potential in an actual vehicle, unit cells must be stacked to the required potential, and the unit cells stacked are called a stack. The potential generated from one unit cell is approximately 1.3V, and multiple cells are stacked in series to produce the power needed to drive the vehicle.

한편, 연료전지스택에 공급되는 수소압력이 차량에서 요구하는 목표 수소압력을 추종하지 못하는 경우, 연료전지시스템의 출력(전류)이 지속적으로 큰폭으로 변동하기 때문에 차량에 안정적인 전력을 공급할 수 없어 차량의 주행 안정성을 보장할 수 없다.On the other hand, if the hydrogen pressure supplied to the fuel cell stack does not follow the target hydrogen pressure required by the vehicle, the output (current) of the fuel cell system continuously fluctuates significantly, making it impossible to supply stable power to the vehicle. Driving stability cannot be guaranteed.

연료전지 시스템의 운전을 제어하는 종래의 기술은 연료전지스택에 공급되는 현재 수소압력이 차량에서 요구하는 목표 수소압력을 추종하지 못하는 경우, 수소공급밸브의 개도량을 최대(100%)로 유지한다. 그럼에도 불구하고 현재 수소압력이 계속해서 떨어져 임계치 이하가 되면 목표 수소압력을 기준치까지 낮추게 되고 이는 연료전지시스템의 출력 제한(감소)으로 이어지며 이에 따라 현재 수소압력이 목표 수소압력을 추종하게 된다. 이렇게 현재 수소압력이 목표 수소압력을 추종하게 되면 수소공급밸브의 개도량과 연료전지시스템의 출력을 원래대로 복귀시키게 되는데 그러면 또다시 현재 수소압력이 목표 수소압력을 추종하지 못하게 되어 상술한 과정이 지속적으로 반복된다.Conventional technology for controlling the operation of the fuel cell system maintains the opening amount of the hydrogen supply valve at the maximum (100%) when the current hydrogen pressure supplied to the fuel cell stack does not follow the target hydrogen pressure required by the vehicle. . Nevertheless, if the current hydrogen pressure continues to drop below the critical value, the target hydrogen pressure is lowered to the standard value, which leads to a limitation (reduction) in the output of the fuel cell system, and thus the current hydrogen pressure follows the target hydrogen pressure. When the current hydrogen pressure follows the target hydrogen pressure, the opening amount of the hydrogen supply valve and the output of the fuel cell system are restored to the original. Then, the current hydrogen pressure cannot follow the target hydrogen pressure again, so the above-mentioned process continues. is repeated.

결국, 종래의 기술은 연료전지스택에 공급되는 현재 수소압력이 차량에서 요구하는 목표 수소압력을 추종하지 못하는 상태에서, 연료전지시스템이 차량에 안정적인 전력(변동폭이 크지 않은 전류)을 공급하지 못하게 하는 문제점이 있다.In the end, the conventional technology prevents the fuel cell system from supplying stable power (current with a small fluctuation range) to the vehicle in a state where the current hydrogen pressure supplied to the fuel cell stack does not follow the target hydrogen pressure required by the vehicle. There is a problem.

또한, 종래의 기술은 연료전지스택에 공급되는 현재 수소압력이 차량에서 요구하는 목표 수소압력을 추종하지 못하는 상태에서, 연료전지시스템이 공급할 수 있는 최대의 출력을 유지시키지 못하는 문제점이 있다.In addition, the conventional technology has a problem in that the current hydrogen pressure supplied to the fuel cell stack does not follow the target hydrogen pressure required by the vehicle and cannot maintain the maximum output that the fuel cell system can supply.

대한민국공개특허 제2017-0000991호Republic of Korea Patent Publication No. 2017-0000991

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 수소공급밸브의 개도량을 모니터링하여 연료전지스택에 공급되는 현재 수소압력이 차량에서 요구하는 목표 수소압력을 추종하지 못하는 상태를 진단하고, 그 진단시점부터 현재 수소압력에 기초하여 연료전지시스템의 출력을 조절함으로써, 현재 수소압력이 목표 수소압력을 추종하지 못하는 상태에서 연료전지시스템이 차량에 안정적인 전력(변동폭이 크지 않은 전류)을 공급할 수 있도록 하는 연료전지시스템의 운전 제어 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention monitors the opening amount of the hydrogen supply valve to diagnose a state in which the current hydrogen pressure supplied to the fuel cell stack does not follow the target hydrogen pressure required by the vehicle, By adjusting the output of the fuel cell system based on the current hydrogen pressure from the time of diagnosis, the fuel cell system can supply stable power (current with a small fluctuation range) to the vehicle in a state where the current hydrogen pressure does not follow the target hydrogen pressure. The purpose is to provide an operation control device and method for a fuel cell system.

또한, 본 발명은 수소공급밸브의 개도량을 모니터링하여 연료전지스택에 공급되는 현재 수소압력이 차량에서 요구하는 목표 수소압력을 추종하지 못하는 상태를 진단하고, 그 진단시점부터 수소공급밸브의 개도량에 기초하여 연료전지시스템의 출력을 조절함으로써, 현재 수소압력이 목표 수소압력을 추종하지 못하는 상태에서 연료전지시스템이 공급할 수 있는 최대의 출력을 유지할 수 있게 하는 연료전지시스템의 운전 제어 장치 및 그 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.In addition, the present invention monitors the opening amount of the hydrogen supply valve to diagnose a state in which the current hydrogen pressure supplied to the fuel cell stack does not follow the target hydrogen pressure required by the vehicle, and from the time of diagnosis, the opening amount of the hydrogen supply valve is adjusted. An operation control device and method for a fuel cell system that adjusts the output of the fuel cell system based on the fuel cell system to maintain the maximum output that the fuel cell system can supply in a state where the current hydrogen pressure does not follow the target hydrogen pressure. There is another purpose in providing.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the objects mentioned above, and other objects and advantages of the present invention that are not mentioned can be understood from the following description and will be more clearly understood by the examples of the present invention. Additionally, it will be readily apparent that the objects and advantages of the present invention can be realized by the means and combinations thereof indicated in the patent claims.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 연료전지시스템의 운전 제어 장치에 있어서, 연료전지스택에 공급되는 수소압력에 상응하는 연료전지시스템의 출력이 기록된 운전 테이블을 저장하는 저장부; 상기 연료전지스택에 공급되는 현재 수소압력을 측정하는 압력센서; 및 상기 압력센서에 의해 측정된 현재 수소압력이 목표 수소압력을 추종하지 못하는 경우, 상기 운전 테이블에 기초하여 연료전지시스템의 출력을 설정하는 제어부를 포함한다.The apparatus of the present invention for achieving the above object is an operation control device for a fuel cell system, comprising: a storage unit that stores an operation table in which the output of the fuel cell system corresponding to the hydrogen pressure supplied to the fuel cell stack is recorded; A pressure sensor that measures the current hydrogen pressure supplied to the fuel cell stack; and a control unit that sets the output of the fuel cell system based on the operation table when the current hydrogen pressure measured by the pressure sensor does not track the target hydrogen pressure.

이러한 본 발명의 장치는 수소공급밸브의 개도량을 측정하는 개도량 측정부를 더 포함할 수 있다. 이때 상기 제어부는 현재 수소압력과 목표 수소압력 간의 차이가 임계치를 초과하고 상기 수소공급밸브의 개도량이 기준치를 초과하면, 현재 수소압력이 목표 수소압력을 추종하지 못하는 상태로 진단할 수 있다. 여기서 상기 제어부는 상기 압력센서의 측정오차를 고려하여 상기 임계치를 설정할 수 있다.The device of the present invention may further include an opening amount measuring unit that measures the opening amount of the hydrogen supply valve. At this time, if the difference between the current hydrogen pressure and the target hydrogen pressure exceeds the threshold and the opening amount of the hydrogen supply valve exceeds the standard value, the control unit may diagnose a state in which the current hydrogen pressure does not follow the target hydrogen pressure. Here, the control unit may set the threshold value by considering the measurement error of the pressure sensor.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 장치는, 연료전지시스템의 운전 제어 장치에 있어서, 단위시간당 수소공급밸브의 평균 개도량에 상응하는 연료전지시스템의 출력이 기록된 운전 테이블을 저장하는 저장부; 상기 수소공급밸브의 개도량을 측정하는 개도량 측정부; 상기 연료전지스택에 공급되는 현재 수소압력을 측정하는 압력센서; 및 상기 압력센서에 의해 측정된 현재 수소압력이 목표 수소압력을 추종하지 못하는 경우, 상기 개도량 측정부에 의해 측정된 개도량의 단위시간당 평균을 산출하고, 상기 운전 테이블에 기초하여 연료전지시스템의 출력을 설정하는 제어부를 포함한다.Another device of the present invention for achieving the above object is an operation control device for a fuel cell system, which includes a storage unit that stores an operation table in which the output of the fuel cell system corresponding to the average opening amount of the hydrogen supply valve per unit time is recorded. ; An opening amount measuring unit that measures the opening amount of the hydrogen supply valve; A pressure sensor that measures the current hydrogen pressure supplied to the fuel cell stack; And when the current hydrogen pressure measured by the pressure sensor does not track the target hydrogen pressure, the average per unit time of the opening amount measured by the opening amount measuring unit is calculated, and the fuel cell system is operated based on the operation table. It includes a control unit that sets the output.

여기서, 상기 제어부는 현재 수소압력과 목표 수소압력 간의 차이가 임계치를 초과하고 상기 수소공급밸브의 개도량이 기준치를 초과하면, 현재 수소압력이 목표 수소압력을 추종하지 못하는 상태로 진단할 수 있다. 이때 상기 제어부는 상기 압력센서의 측정오차를 고려하여 상기 임계치를 설정할 수 있다.Here, if the difference between the current hydrogen pressure and the target hydrogen pressure exceeds the threshold and the opening amount of the hydrogen supply valve exceeds the standard value, the control unit may diagnose a state in which the current hydrogen pressure does not follow the target hydrogen pressure. At this time, the control unit may set the threshold value by considering the measurement error of the pressure sensor.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 연료전지시스템의 운전 제어 방법에 있어서, 저장부가 연료전지스택에 공급되는 수소압력에 상응하는 연료전지시스템의 출력이 기록된 운전 테이블을 저장하는 단계; 압력센서가 상기 연료전지스택에 공급되는 현재 수소압력을 측정하는 단계; 및 제어부가 상기 측정된 현재 수소압력이 목표 수소압력을 추종하지 못하는 경우, 상기 운전 테이블에 기초하여 연료전지시스템의 출력을 설정하는 단계를 포함한다.The method of the present invention for achieving the above object is an operation control method of a fuel cell system, comprising: a storage unit storing an operation table in which the output of the fuel cell system corresponding to the hydrogen pressure supplied to the fuel cell stack is recorded; A pressure sensor measuring the current hydrogen pressure supplied to the fuel cell stack; And when the measured current hydrogen pressure does not track the target hydrogen pressure, the control unit sets the output of the fuel cell system based on the operation table.

이러한 본 발명의 방법은 개도량 측정부가 수소공급밸브의 개도량을 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때 상기 출력을 설정하는 단계는 현재 수소압력과 목표 수소압력 간의 차이가 임계치를 초과하고 상기 수소공급밸브의 개도량이 기준치를 초과하면, 현재 수소압력이 목표 수소압력을 추종하지 못하는 상태로 진단할 수 있다. 여기서 상기 출력을 설정하는 단계는 상기 압력센서의 측정오차를 고려하여 상기 임계치를 설정할 수 있다.The method of the present invention may further include a step in which the opening amount measuring unit measures the opening amount of the hydrogen supply valve. At this time, in the step of setting the output, if the difference between the current hydrogen pressure and the target hydrogen pressure exceeds the threshold and the opening amount of the hydrogen supply valve exceeds the standard value, it can be diagnosed that the current hydrogen pressure does not follow the target hydrogen pressure. there is. Here, in the step of setting the output, the threshold value can be set by considering the measurement error of the pressure sensor.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 방법은, 연료전지시스템의 운전 제어 방법에 있어서, 저장부가 단위시간당 수소공급밸브의 평균 개도량에 상응하는 연료전지시스템의 출력이 기록된 운전 테이블을 저장하는 단계; 개도량 측정부가 상기 수소공급밸브의 개도량을 측정하는 단계; 압력센서가 상기 연료전지스택에 공급되는 현재 수소압력을 측정하는 단계; 및 제어부가 상기 측정된 현재 수소압력이 목표 수소압력을 추종하지 못하는 경우, 상기 측정된 개도량의 단위시간당 평균을 산출하고, 상기 운전 테이블에 기초하여 연료전지시스템의 출력을 설정하는 단계를 포함한다.Another method of the present invention for achieving the above object is an operation control method of a fuel cell system, wherein the storage unit stores an operation table in which the output of the fuel cell system corresponding to the average opening amount of the hydrogen supply valve per unit time is recorded. step; A step where the opening amount measuring unit measures the opening amount of the hydrogen supply valve; A pressure sensor measuring the current hydrogen pressure supplied to the fuel cell stack; And when the measured current hydrogen pressure does not track the target hydrogen pressure, the control unit calculates an average per unit time of the measured opening amount and sets the output of the fuel cell system based on the operation table. .

여기서, 상기 출력을 설정하는 단계는 현재 수소압력과 목표 수소압력 간의 차이가 임계치를 초과하고 상기 수소공급밸브의 개도량이 기준치를 초과하면, 현재 수소압력이 목표 수소압력을 추종하지 못하는 상태로 진단할 수 있다. 이때, 상기 출력을 설정하는 단계는 상기 압력센서의 측정오차를 고려하여 상기 임계치를 설정할 수 있다.Here, in the step of setting the output, if the difference between the current hydrogen pressure and the target hydrogen pressure exceeds the threshold and the opening amount of the hydrogen supply valve exceeds the standard value, it is diagnosed that the current hydrogen pressure does not follow the target hydrogen pressure. You can. At this time, in the step of setting the output, the threshold may be set in consideration of the measurement error of the pressure sensor.

상기와 같은 본 발명은, 수소공급밸브의 개도량을 모니터링하여 연료전지스택에 공급되는 현재 수소압력이 차량에서 요구하는 목표 수소압력을 추종하지 못하는 상태를 진단하고, 그 진단시점부터 현재 수소압력에 기초하여 연료전지시스템의 출력을 조절함으로써, 현재 수소압력이 목표 수소압력을 추종하지 못하는 상태에서 연료전지시스템이 차량에 안정적인 전력(변동폭이 크지 않은 전류)을 공급할 수 있도록 하는 효과가 있다.The present invention as described above monitors the opening amount of the hydrogen supply valve to diagnose a state in which the current hydrogen pressure supplied to the fuel cell stack does not follow the target hydrogen pressure required by the vehicle, and from the time of diagnosis, the current hydrogen pressure is adjusted. By adjusting the output of the fuel cell system based on the current hydrogen pressure, the fuel cell system can supply stable power (current with a small fluctuation range) to the vehicle in a state where the current hydrogen pressure does not follow the target hydrogen pressure.

또한, 본 발명은 수소공급밸브의 개도량을 모니터링하여 연료전지스택에 공급되는 현재 수소압력이 차량에서 요구하는 목표 수소압력을 추종하지 못하는 상태를 진단하고, 그 진단시점부터 수소공급밸브의 개도량에 기초하여 연료전지시스템의 출력을 조절함으로써, 현재 수소압력이 목표 수소압력을 추종하지 못하는 상태에서 연료전지시스템이 공급할 수 있는 최대의 출력을 유지할 수 있게 하는 효과가 있다.In addition, the present invention monitors the opening amount of the hydrogen supply valve to diagnose a state in which the current hydrogen pressure supplied to the fuel cell stack does not follow the target hydrogen pressure required by the vehicle, and from the time of diagnosis, the opening amount of the hydrogen supply valve is adjusted. By adjusting the output of the fuel cell system based on this, there is an effect of maintaining the maximum output that the fuel cell system can supply in a state where the current hydrogen pressure does not follow the target hydrogen pressure.

도 1 은 본 발명이 적용되는 연료전지시스템의 수소공급계통을 나타내는 일에시도,
도 2 는 본 발명에 따른 연료전지시스템의 운전 제어 장치에 대한 일실시예 구성도,
도 3 은 본 발명에 따른 연료전지스택에 공급되는 수소압력에 상응하는 연료전지시스템의 출력이 기록된 운전 테이블에 대한 일예시도,
도 4 는 본 발명에 따른 단위시간당 수소공급밸브의 평균 개도량에 상응하는 연료전지시스템의 출력이 기록된 운전 테이블에 대한 일예시도,
도 5 는 본 발명에 따른 제어 장치에 의해 운전된 연료전지시스템의 성능 분석도,
도 6 은 본 발명에 따른 연료전지시스템의 운전 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도,
도 7 은 본 발명에 따른 연료전지시스템의 운전 제어 방법에 대한 다른 실시예 흐름도이다.1 is a schematic diagram showing the hydrogen supply system of a fuel cell system to which the present invention is applied;
2 is a configuration diagram of an embodiment of an operation control device for a fuel cell system according to the present invention;
Figure 3 is an example of an operation table in which the output of the fuel cell system corresponding to the hydrogen pressure supplied to the fuel cell stack according to the present invention is recorded;
Figure 4 is an example of an operation table in which the output of the fuel cell system corresponding to the average opening amount of the hydrogen supply valve per unit time according to the present invention is recorded;
5 is a performance analysis diagram of a fuel cell system operated by a control device according to the present invention;
6 is a flowchart of an embodiment of a method for controlling the operation of a fuel cell system according to the present invention;
Figure 7 is a flowchart of another embodiment of a method for controlling the operation of a fuel cell system according to the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through illustrative drawings. When adding reference numerals to components in each drawing, it should be noted that identical components are given the same reference numerals as much as possible even if they are shown in different drawings. Additionally, when describing embodiments of the present invention, if detailed descriptions of related known configurations or functions are judged to impede understanding of the embodiments of the present invention, the detailed descriptions will be omitted.

본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the component is not limited by the term. Additionally, unless otherwise defined, all terms used herein, 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 present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense unless explicitly defined in the present application. No.

도 1 은 본 발명이 적용되는 연료전지시스템의 수소공급계통을 나타내는 일에시도이다.1 is a diagram showing a hydrogen supply system of a fuel cell system to which the present invention is applied.

도 1에 도시된 바와 같이, FBV(100), FSV(110), FEJ(120), 압력센서(FUEL PRESSURE SENSOR, 130), 연료전지스택(140), FPV(150), FWT(160), FL20(170), FDV(180) 등을 포함할 수 있다.As shown in Figure 1, FBV (100), FSV (110), FEJ (120), pressure sensor (FUEL PRESSURE SENSOR, 130), fuel cell stack (140), FPV (150), FWT (160), It may include FL20 (170), FDV (180), etc.

FBV(100)는 수소차단밸브(FUEL BLOCK VALVE)로서 연료전지스택(140)에 공급되는 수소를 차단하는 역할을 수행한다.The FBV (100) is a hydrogen block valve (FUEL BLOCK VALVE) and serves to block hydrogen supplied to the fuel cell stack (140).

FSV(110)는 수소공급밸브(FUEL SUPPLY VALVE)로서 연료전지스택(140)에 공급되는 수소압력을 조절하는 역할을 수행한다.The FSV 110 is a hydrogen supply valve (FUEL SUPPLY VALVE) and serves to regulate the hydrogen pressure supplied to the fuel cell stack 140.

FEJ(120)는 수소배출기(FUEL EJECTOR)로서 수소에 압력을 가하여 연료전지스택(140)에 공급하는 역할을 수행한다.The FEJ (120) is a hydrogen emitter (FUEL EJECTOR) that applies pressure to hydrogen and supplies it to the fuel cell stack (140).

압력센서(130)는 제1 압력센서(131)와 제2 압력센서(132)를 구비할 수 있으며, 연료전지스택(140)에 공급되는 수소압력을 측정하는 역할을 수행한다.The pressure sensor 130 may include a first pressure sensor 131 and a second pressure sensor 132, and serves to measure the hydrogen pressure supplied to the fuel cell stack 140.

FPV(150)는 연료라인 퍼지밸브(FUEL-LINE PURGE VALVE)로서 연료전지스택(140) 내 수소극 응축수 및 불순물을 배출하는 역할을 수행한다.The FPV (150) is a fuel-line purge valve (FUEL-LINE PURGE VALVE) that serves to discharge hydrogen electrode condensate and impurities in the fuel cell stack (140).

FWT(160)는 워터 트랙(FUEL-LINE WATER TRAP)으로서 워터를 저장하는 역할을 수행한다.The FWT 160 functions as a water track (FUEL-LINE WATER TRAP) to store water.

FL20(170)은 수위 측정 센서(FUEL-LINE LEVEL SENSOR)로서 FWT(160)에 저장된 워터의 레벨을 측정하는 역할을 수행한다.FL20 (170) is a water level sensor (FUEL-LINE LEVEL SENSOR) that measures the level of water stored in the FWT (160).

FDV(180)는 워터 배출 밸브(FUEL-LINE DRAIN VALVE)로서 FWT(160)에 저장된 워터를 배출하는 역할을 수행한다.The FDV (180) is a water discharge valve (FUEL-LINE DRAIN VALVE) that discharges the water stored in the FWT (160).

도 2 는 본 발명에 따른 연료전지시스템의 운전 제어 장치에 대한 일실시예 구성도이다.Figure 2 is a configuration diagram of an embodiment of an operation control device for a fuel cell system according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 연료전지시스템의 운전 제어 장치는, 저장부(10), 개도량 측정부(20), 및 제어부(30)를 포함할 수 있다. 본 발명을 실시하는 방식에 따라 각 구성요소는 서로 결합되어 하나로 구비될 수 있으며, 아울러 발명을 실시하는 방식에 따라 일부의 구성요소가 생략될 수도 있다.As shown in FIG. 2, the operation control device of the fuel cell system according to the present invention may include a storage unit 10, an opening amount measurement unit 20, and a control unit 30. Depending on the method of implementing the invention, each component may be combined with each other and provided as one, and in addition, some components may be omitted depending on the method of implementing the invention.

상기 각 구성요소들에 대해 살펴보면, 먼저 저장부(10)는 연료전지스택(140)에 공급되는 수소압력에 상응하는 연료전지시스템의 출력이 기록된 테이블(그래프)을 저장하고 있다. 이때, 연료전지시스템의 출력은 도 3에 도시된 바와 같이 연료전지스택(140)이 공급할 수 있는 전류(A)를 의미한다. 일례로, 현재 수소압력이 140kpa라면 연료전지스택(140)이 공급할 수 있는 전류는 150A이다.Looking at each of the above components, first, the storage unit 10 stores a table (graph) in which the output of the fuel cell system corresponding to the hydrogen pressure supplied to the fuel cell stack 140 is recorded. At this time, the output of the fuel cell system refers to the current (A) that the fuel cell stack 140 can supply, as shown in FIG. 3. For example, if the current hydrogen pressure is 140 kpa, the current that the fuel cell stack 140 can supply is 150 A.

또한, 저장부(10)는 단위시간당 수소공급밸브(110)의 평균 개도량에 상응하는 연료전지시스템의 출력이 기록된 테이블(그래프)을 더 저장할 수도 있다. 이때, 연료전지시스템의 출력은 도 4에 도시된 바와 같이 연료전지시스템이 공급할 수 있는 전력(kW)을 의미한다. 일례로, 단위시간당 수소공급밸브(110)의 평균 개도량이 40%라면 연료전지스택(140)이 공급할 수 있는 출력은 55kW가 된다.In addition, the storage unit 10 may further store a table (graph) in which the output of the fuel cell system corresponding to the average opening amount of the hydrogen supply valve 110 per unit time is recorded. At this time, the output of the fuel cell system refers to the power (kW) that the fuel cell system can supply, as shown in FIG. 4. For example, if the average opening amount of the hydrogen supply valve 110 per unit time is 40%, the output that the fuel cell stack 140 can supply is 55 kW.

이러한 저장부(10)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 마이크로 타입(micro type), 및 카드 타입(예컨대, SD 카드(Secure Digital Card) 또는 XD 카드(eXtream Digital Card)) 등의 메모리와, 램(RAM, Random Access Memory), SRAM(Static RAM), 롬(ROM, Read-Only Memory), PROM(Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable PROM), 자기 메모리(MRAM, Magnetic RAM), 자기 디스크(magnetic disk), 및 광디스크(optical disk) 타입의 메모리 중 적어도 하나의 타입의 기록 매체(storage medium)를 포함할 수 있다.This storage unit 10 can be of a flash memory type, hard disk type, micro type, and card type (e.g., SD card (Secure Digital Card) or Digital Card), RAM (Random Access Memory), SRAM (Static RAM), ROM (Read-Only Memory), PROM (Programmable ROM), EEPROM (Electrically Erasable PROM), magnetic memory ( It may include at least one type of storage medium among MRAM, Magnetic RAM, magnetic disk, and optical disk type memory.

다음으로, 개도량 측정부(20)는 제어부(30)의 제어하에 수소공급밸브(110)의 개도량을 측정한다. 이때 개도량은 수소공급밸브(110)가 완전히 열렸으면 100%가 되고 반만 열렸으면 50% 완전히 닫혔으면 0%가 된다.Next, the opening amount measuring unit 20 measures the opening amount of the hydrogen supply valve 110 under the control of the control unit 30. At this time, the opening amount is 100% when the hydrogen supply valve 110 is fully open, 50% when it is half open, and 0% when it is completely closed.

다음으로, 제어부(30)는 상기 각 구성요소들이 제 기능을 정상적으로 수행할 수 있도록 전반적인 제어를 수행한다. 이러한 제어부(30)는 하드웨어 또는 소프트웨어의 형태로 구현될 수 있으며, 하드웨어 및 소프트웨어가 결합된 형태로도 존재할 수 있다. 바람직하게는, 제어부(30)는 마이크로프로세서로 구현될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.Next, the control unit 30 performs overall control so that each of the components can perform their functions normally. This control unit 30 may be implemented in the form of hardware or software, and may also exist in a form in which hardware and software are combined. Preferably, the control unit 30 may be implemented with a microprocessor, but is not limited thereto.

또한, 제어부(30)는 수소공급밸브의 개도량을 모니터링하여 연료전지스택에 공급되는 수소압력이 차량에서 요구하는 목표 수소압력을 추종하지 못하는 상태를 진단하고, 그 진단시점부터 현재 수소압력에 기초하여 연료전지시스템의 출력을 조절할 수 있다. 즉, 제어부(30)는 저장부(10)에 저장되어 있는 수소압력에 상응하는 연료전지시스템의 출력이 기록된 테이블에서 압력센서(130)에 의해 감지된 현재 수소압력에 상응하는 연료전지의 출력을 검색하고, 상기 검색된 출력을 연료전지시스템에 설정할 수 있다. 일례로, 도 2에 도시된 바와 같이 현재 수소압력이 140kpa라면 제어부(30)는 연료전지스택(140)이 공급할 수 있는 전류를 150A로 설정할 수 있다.In addition, the control unit 30 monitors the opening amount of the hydrogen supply valve to diagnose a state in which the hydrogen pressure supplied to the fuel cell stack does not follow the target hydrogen pressure required by the vehicle, and based on the current hydrogen pressure from the time of diagnosis. Thus, the output of the fuel cell system can be adjusted. That is, the control unit 30 outputs the fuel cell corresponding to the current hydrogen pressure detected by the pressure sensor 130 in the table where the output of the fuel cell system corresponding to the hydrogen pressure stored in the storage unit 10 is recorded. can be searched, and the searched output can be set to the fuel cell system. For example, as shown in FIG. 2, if the current hydrogen pressure is 140 kpa, the control unit 30 may set the current that the fuel cell stack 140 can supply to 150 A.

이때, 제어부(30)는 목표 수소압력과 현재 수소압력의 차이가 임계치를 초과하면 현재 수소압력이 목표 수소압력을 추종하지 못하는 상태로 판단할 수 있다. 또한, 제어부(30)는 목표 수소압력과 현재 수소압력의 차이가 임계치를 초과하고 수소공급밸브(110)의 개도량이 기준치를 초과하면 현재 수소압력이 목표 수소압력을 추종하지 못하는 상태로 판단할 수도 있다. 여기서, 임계치는 압력센서(130)의 측정오차(옵셋)를 고려하여 설정될 수 있다.At this time, if the difference between the target hydrogen pressure and the current hydrogen pressure exceeds the threshold, the control unit 30 may determine that the current hydrogen pressure does not follow the target hydrogen pressure. In addition, if the difference between the target hydrogen pressure and the current hydrogen pressure exceeds the threshold and the opening amount of the hydrogen supply valve 110 exceeds the standard value, the control unit 30 may determine that the current hydrogen pressure does not follow the target hydrogen pressure. there is. Here, the threshold can be set considering the measurement error (offset) of the pressure sensor 130.

이렇게 제어부(30)가 연료전지시스템의 출력을 조절하는 경우 그 성능 향상은 도 5에 도시된 바와 같다.When the control unit 30 adjusts the output of the fuel cell system in this way, the performance improvement is as shown in FIG. 5.

도 5 는 본 발명에 따른 제어 장치에 의해 운전된 연료전지시스템의 성능 분석도이다.Figure 5 is a performance analysis diagram of a fuel cell system operated by a control device according to the present invention.

도 5에서 "510"을 통해 알 수 있듯이 현재 수소압력이 목표 수소압력을 추종하는 변동폭이 완만하게 유지되고 있고, "520"을 통해 알 수 있듯이 연료전지시스템의 출력의 변동폭이 완만하게 유지되고 있으며, "530"을 통해 알 수 있듯이 수소공급밸브의 개도량이 최대를 유지하는 시간이 감소한 것은 물론 개도량 변동폭이 완만하게 유지되고 있다.As can be seen through “510” in FIG. 5, the fluctuation range of the current hydrogen pressure tracking the target hydrogen pressure is maintained gently, and as can be seen through “520”, the fluctuation range of the output of the fuel cell system is maintained gently. , As can be seen through "530", not only has the time for maintaining the maximum opening amount of the hydrogen supply valve decreased, but the fluctuation range of the opening amount has been maintained gently.

이로 인해 연료전지시스템은 안정적인 출력을 낼 수 있고 이러한 안정적인 출력은 연료전지 차량의 동력원으로 사용되어 차량의 운전 안정성을 향상시킬 수 있다.As a result, the fuel cell system can produce stable output, and this stable output can be used as a power source for fuel cell vehicles, improving the vehicle's driving stability.

한편, 제어부(30)는 수소공급밸브의 개도량을 모니터링하여 연료전지스택에 공급되는 현재 수소압력이 차량에서 요구하는 목표 수소압력을 추종하지 못하는 상태를 진단하고, 그 진단시점부터 수소공급밸브의 개도량에 기초하여 연료전지시스템의 출력을 조절할 수 있다. 즉, 제어부(30)는 저장부(10)에 저장되어 있는 단위시간당 수소공급밸브의 평균 개도량에 상응하는 연료전지시스템의 출력(전력)이 기록된 테이블에서, 개도량 측정부(20)에 의해 측정된 개도량의 단위시간당 평균에 상응하는 연료전지의 출력을 검색하고, 상기 검색된 출력을 연료전지시스템에 설정할 수 있다. 일례로, 단위시간당 수소공급밸브(110)의 평균 개도량이 40%라면 연료전지스택(140)이 공급할 수 있는 출력을 55kW로 설정할 수 있다.Meanwhile, the control unit 30 monitors the opening amount of the hydrogen supply valve to diagnose a state in which the current hydrogen pressure supplied to the fuel cell stack does not follow the target hydrogen pressure required by the vehicle, and from the point of diagnosis, the hydrogen supply valve is operated. The output of the fuel cell system can be adjusted based on the opening amount. That is, the control unit 30 records the output (power) of the fuel cell system corresponding to the average opening amount of the hydrogen supply valve per unit time stored in the storage unit 10, and determines the opening amount measuring unit 20. The output of the fuel cell corresponding to the average per unit time of the opening amount measured can be searched and the searched output can be set in the fuel cell system. For example, if the average opening amount of the hydrogen supply valve 110 per unit time is 40%, the output that the fuel cell stack 140 can supply can be set to 55 kW.

이때, 제어부(30)는 목표 수소압력과 현재 수소압력의 차이가 임계치를 초과하면 현재 수소압력이 목표 수소압력을 추종하지 못하는 상태로 판단할 수 있다. 또한, 제어부(30)는 목표 수소압력과 현재 수소압력의 차이가 임계치를 초과하고 수소공급밸브(110)의 개도량이 기준치를 초과하면 현재 수소압력이 목표 수소압력을 추종하지 못하는 상태로 판단할 수도 있다. 여기서, 임계치는 압력센서(130)의 측정오차(옵셋)를 고려하여 설정될 수 있다.At this time, if the difference between the target hydrogen pressure and the current hydrogen pressure exceeds the threshold, the control unit 30 may determine that the current hydrogen pressure does not follow the target hydrogen pressure. In addition, if the difference between the target hydrogen pressure and the current hydrogen pressure exceeds the threshold and the opening amount of the hydrogen supply valve 110 exceeds the standard value, the control unit 30 may determine that the current hydrogen pressure does not follow the target hydrogen pressure. there is. Here, the threshold can be set considering the measurement error (offset) of the pressure sensor 130.

도 6 은 본 발명에 따른 연료전지시스템의 운전 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.Figure 6 is a flowchart of an embodiment of a method for controlling the operation of a fuel cell system according to the present invention.

먼저, 저장부(10)가 연료전지스택에 공급되는 수소압력에 상응하는 연료전지시스템의 출력이 기록된 운전 테이블을 저장한다(601).First, the storage unit 10 stores an operation table in which the output of the fuel cell system corresponding to the hydrogen pressure supplied to the fuel cell stack is recorded (601).

이후, 압력센서(130)가 연료전지스택에 공급되는 현재 수소압력을 측정한다(602).Afterwards, the pressure sensor 130 measures the current hydrogen pressure supplied to the fuel cell stack (602).

이후, 제어부(30)가 압력센서(130)에 의해 측정된 현재 수소압력이 목표 수소압력을 추종하지 못하는 경우, 상기 운전 테이블에 기초하여 연료전지시스템의 출력을 설정한다(603).Thereafter, when the current hydrogen pressure measured by the pressure sensor 130 does not track the target hydrogen pressure, the control unit 30 sets the output of the fuel cell system based on the operation table (603).

도 7 은 본 발명에 따른 연료전지시스템의 운전 제어 방법에 대한 다른 실시예 흐름도이다.Figure 7 is a flowchart of another embodiment of a method for controlling the operation of a fuel cell system according to the present invention.

먼저, 저장부(10)가 단위시간당 수소공급밸브의 평균 개도량에 상응하는 연료전지시스템의 출력이 기록된 운전 테이블을 저장한다(701).First, the storage unit 10 stores an operation table in which the output of the fuel cell system corresponding to the average opening amount of the hydrogen supply valve per unit time is recorded (701).

이후, 개도량 측정부(20)가 상기 수소공급밸브의 개도량을 측정한다(702).Afterwards, the opening amount measuring unit 20 measures the opening amount of the hydrogen supply valve (702).

이후, 압력센서(130)가 상기 연료전지스택에 공급되는 현재 수소압력을 측정한다(703).Thereafter, the pressure sensor 130 measures the current hydrogen pressure supplied to the fuel cell stack (703).

이후, 제어부(30)가 압력센서(130)에 의해 측정된 현재 수소압력이 목표 수소압력을 추종하지 못하는 경우, 상기 개도량 측정부(30)에 의해 측정된 개도량의 단위시간당 평균을 산출하고, 상기 운전 테이블에 기초하여 연료전지시스템의 출력을 설정한다(704).Thereafter, when the current hydrogen pressure measured by the pressure sensor 130 does not track the target hydrogen pressure, the control unit 30 calculates the average per unit time of the opening amount measured by the opening amount measuring unit 30. , the output of the fuel cell system is set based on the operation table (704).

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations will be possible to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but are for illustrative purposes, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope should be construed as being included in the scope of rights of the present invention.

10: 저장부
20: 개도량 측정부
30: 제어부
110: 수소공급밸브
130: 압력센서10: storage unit
20: Opening amount measurement unit
30: control unit
110: Hydrogen supply valve
130: Pressure sensor

Claims (14)

연료전지스택에 공급되는 수소압력에 상응하는 연료전지시스템의 출력이 기록된 운전 테이블을 저장하는 저장부;
수소공급밸브의 개도량을 측정하는 개도량 측정부;
상기 연료전지스택에 공급되는 현재 수소압력을 측정하는 압력센서; 및
상기 압력센서에 의해 측정된 현재 수소압력이 목표 수소압력을 추종하지 못하는 경우, 상기 운전 테이블에 기초하여 연료전지시스템의 출력을 설정하는 제어부를 포함하되,
상기 제어부는,
현재 수소압력과 목표 수소압력 간의 차이가 임계치를 초과하고 상기 수소공급밸브의 개도량이 기준치를 초과하면, 현재 수소압력이 목표 수소압력을 추종하지 못하는 상태로 진단하는 것을 특징으로 하는 연료전지시스템의 운전 제어 장치.
a storage unit that stores an operation table in which the output of the fuel cell system corresponding to the hydrogen pressure supplied to the fuel cell stack is recorded;
An opening amount measuring unit that measures the opening amount of the hydrogen supply valve;
A pressure sensor that measures the current hydrogen pressure supplied to the fuel cell stack; and
A control unit that sets the output of the fuel cell system based on the operation table when the current hydrogen pressure measured by the pressure sensor does not follow the target hydrogen pressure,
The control unit,
When the difference between the current hydrogen pressure and the target hydrogen pressure exceeds the threshold and the opening amount of the hydrogen supply valve exceeds the standard value, the operation of the fuel cell system is characterized in that it is diagnosed as a state in which the current hydrogen pressure does not follow the target hydrogen pressure. controller.
 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 압력센서의 측정오차를 고려하여 상기 임계치를 설정하는 것을 특징으로 하는 연료전지시스템의 운전 제어 장치.
According to claim 1,
The control unit,
An operation control device for a fuel cell system, characterized in that the threshold value is set in consideration of the measurement error of the pressure sensor.
 단위시간당 수소공급밸브의 평균 개도량에 상응하는 연료전지시스템의 출력이 기록된 운전 테이블을 저장하는 저장부;
상기 수소공급밸브의 개도량을 측정하는 개도량 측정부;
연료전지스택에 공급되는 현재 수소압력을 측정하는 압력센서; 및
상기 압력센서에 의해 측정된 현재 수소압력이 목표 수소압력을 추종하지 못하는 경우, 상기 개도량 측정부에 의해 측정된 개도량의 단위시간당 평균을 산출하고, 상기 운전 테이블에 기초하여 연료전지시스템의 출력을 설정하는 제어부를 포함하되,
상기 제어부는,
현재 수소압력과 목표 수소압력 간의 차이가 임계치를 초과하고 상기 수소공급밸브의 개도량이 기준치를 초과하면, 현재 수소압력이 목표 수소압력을 추종하지 못하는 상태로 진단하는 것을 특징으로 하는 연료전지시스템의 운전 제어 장치.
A storage unit that stores an operation table recording the output of the fuel cell system corresponding to the average opening amount of the hydrogen supply valve per unit time;
An opening amount measuring unit that measures the opening amount of the hydrogen supply valve;
A pressure sensor that measures the current hydrogen pressure supplied to the fuel cell stack; and
If the current hydrogen pressure measured by the pressure sensor does not track the target hydrogen pressure, the average per unit time of the opening amount measured by the opening amount measuring unit is calculated, and the output of the fuel cell system is based on the operation table. Includes a control unit that sets,
The control unit,
When the difference between the current hydrogen pressure and the target hydrogen pressure exceeds the threshold and the opening amount of the hydrogen supply valve exceeds the standard value, the operation of the fuel cell system is characterized in that it is diagnosed as a state in which the current hydrogen pressure does not follow the target hydrogen pressure. controller.
 삭제delete 제 5 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 압력센서의 측정오차를 고려하여 상기 임계치를 설정하는 것을 특징으로 하는 연료전지시스템의 운전 제어 장치.
According to claim 5,
The control unit,
An operation control device for a fuel cell system, characterized in that the threshold value is set in consideration of the measurement error of the pressure sensor.
 저장부가 연료전지스택에 공급되는 수소압력에 상응하는 연료전지시스템의 출력이 기록된 운전 테이블을 저장하는 단계;
개도량 측정부가 수소공급밸브의 개도량을 측정하는 단계;
압력센서가 상기 연료전지스택에 공급되는 현재 수소압력을 측정하는 단계; 및
제어부가 상기 측정된 현재 수소압력이 목표 수소압력을 추종하지 못하는 경우, 상기 운전 테이블에 기초하여 연료전지시스템의 출력을 설정하는 단계를 포함하되,
상기 출력을 설정하는 단계는,
현재 수소압력과 목표 수소압력 간의 차이가 임계치를 초과하고 상기 수소공급밸브의 개도량이 기준치를 초과하면, 현재 수소압력이 목표 수소압력을 추종하지 못하는 상태로 진단하는 것을 특징으로 하는 연료전지시스템의 운전 제어 방법.
A storage unit storing an operation table in which the output of the fuel cell system corresponding to the hydrogen pressure supplied to the fuel cell stack is recorded;
A step where the opening amount measuring unit measures the opening amount of the hydrogen supply valve;
A pressure sensor measuring the current hydrogen pressure supplied to the fuel cell stack; and
When the measured current hydrogen pressure does not track the target hydrogen pressure, the control unit sets the output of the fuel cell system based on the operation table,
The step of setting the output is,
When the difference between the current hydrogen pressure and the target hydrogen pressure exceeds the threshold and the opening amount of the hydrogen supply valve exceeds the standard value, the operation of the fuel cell system is characterized in that it is diagnosed as a state in which the current hydrogen pressure does not follow the target hydrogen pressure. Control method.
 삭제delete 삭제delete 제 8 항에 있어서,
상기 출력을 설정하는 단계는,
상기 압력센서의 측정오차를 고려하여 상기 임계치를 설정하는 단계
를 더 포함하는 연료전지시스템의 운전 제어 방법.
According to claim 8,
The step of setting the output is,
Setting the threshold considering the measurement error of the pressure sensor
An operation control method of a fuel cell system further comprising:
 저장부가 단위시간당 수소공급밸브의 평균 개도량에 상응하는 연료전지시스템의 출력이 기록된 운전 테이블을 저장하는 단계;
개도량 측정부가 상기 수소공급밸브의 개도량을 측정하는 단계;
압력센서가 연료전지스택에 공급되는 현재 수소압력을 측정하는 단계; 및
제어부가 상기 측정된 현재 수소압력이 목표 수소압력을 추종하지 못하는 경우, 상기 측정된 개도량의 단위시간당 평균을 산출하고, 상기 운전 테이블에 기초하여 연료전지시스템의 출력을 설정하는 단계를 포함하되,
상기 출력을 설정하는 단계는,
현재 수소압력과 목표 수소압력 간의 차이가 임계치를 초과하고 상기 수소공급밸브의 개도량이 기준치를 초과하면, 현재 수소압력이 목표 수소압력을 추종하지 못하는 상태로 진단하는 것을 특징으로 하는 연료전지시스템의 운전 제어 방법.
A storage unit storing an operation table in which the output of the fuel cell system corresponding to the average opening amount of the hydrogen supply valve per unit time is recorded;
A step where the opening amount measuring unit measures the opening amount of the hydrogen supply valve;
A pressure sensor measuring the current hydrogen pressure supplied to the fuel cell stack; and
When the measured current hydrogen pressure does not track the target hydrogen pressure, the control unit calculates an average per unit time of the measured opening amount and sets the output of the fuel cell system based on the operation table,
The step of setting the output is,
When the difference between the current hydrogen pressure and the target hydrogen pressure exceeds the threshold and the opening amount of the hydrogen supply valve exceeds the standard value, the operation of the fuel cell system is characterized in that it is diagnosed as a state in which the current hydrogen pressure does not follow the target hydrogen pressure. Control method.
 삭제delete 제 12 항에 있어서,
상기 출력을 설정하는 단계는,
상기 압력센서의 측정오차를 고려하여 상기 임계치를 설정하는 단계
를 더 포함하는 연료전지시스템의 운전 제어 방법.According to claim 12,
The step of setting the output is,
Setting the threshold considering the measurement error of the pressure sensor
An operation control method of a fuel cell system further comprising:
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