KR100868613B1 - 연료전지 차량의 잔여 수퍼커패시터 활용 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오르막길과 같은 경사로에서 연료전지 차량에 설치된 수퍼커패시터로 공급되는 전압을 선택적으로 차단시켜 수퍼커패시터의 사용 영역을 제어하여 구동모터의 동력 어시스트 시간 연장이 가능하도록 연료전지 차량에 구비된 스택에 전기적으로 연결되며, 상기 스택에서 발생되는 출력전압에 의해 충전되는 수퍼커패시터; 상기 스택과 수퍼커패시터 사이에 연결 설치되며 연료전지 차량이 평지 또는 경사로 주행시에 접점 접촉되어 작동되는 릴레이부; 및 상기 스택과 수퍼커패시터 및 릴레이부와 전기적으로 연결 설치되어 상기 연료전지 차량이 평지를 따라 주행시에는 스택에서 발생된 전압을 수퍼커패시터로 공급되도록 릴레이부를 온(On) 시키고, 오르막길 주행시에는 상기 릴레이부를 오프(Off) 시키도록 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 연료전지 차량의 잔여 수퍼커패시터 활용 시스템에 관한 것이다.

수퍼커패시터, 릴레이부, 제어부

Description

연료전지 차량의 잔여 수퍼커패시터 활용 시스템{The residual super capacitor use system of the fuel cell vehicle}

도 1은 본 발명에 의한 연료전지 차량의 잔여 수퍼커패시터 활용 시스템을 도시한 도면.

도 2a 내지 도 2b는 본 발명에 의한 연료전지 차량의 잔여 수퍼커패시터 활용 시스템의 작동 상태도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

2 : 스택 100 : 수퍼커패시터

200 : 릴레이부 300 : 제어부

본 발명은 오르막길과 같은 경사로에서 연료전지 차량에 설치된 수퍼커패시터로 공급되는 전압을 선택적으로 차단시켜 수퍼커패시터의 사용 영역을 제어하여 구동모터의 동력 어시스트 시간 연장이 가능한 연료전지 차량의 잔여 수퍼커패시터 활용 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 수퍼커패시터는 연료전지 차량이 평지를 따라 주행할 때는 충전 되었다가 오르막길과 같은 경사진 도로를 따라 주행이 이루어질 경우에는 상기 연료전지 차량을 어시스트 해주는 역할을 한다.

상기와 같이 사용되는 연료전지 차량의 수퍼커패시터의 전압 수준은 스택과 비슷하게 유지된다. 예를 들어 스택의 전압 수준이 500V면 수퍼커패시터도 500V가 되고, 상기 스택이 900V면 수퍼커패시터도 900V를 유지하게 된다.

상기한 연료전지 차량은 동력을 많이 사용할 수록 전압이 떨어지며, 구동모터의 사용전압을 500V로 유지하기 위해서는 상기한 스택은 항상 500V 이상을 유지되도록 제어된다. 이것은 수퍼커패시터 또한 500V 이하로 떨어지지 않게 된다는 결론이다.

즉, 상기한 수퍼커패시터가 어시스트 모드에서 500V이하로 저하되는 순간 상기한 수퍼커패시터는 더 이상 서포터의 역활을 상실하게 된다.

연료전지 차량이 오르막길을 따라 주행할 때 수퍼커패시터의 용량에 비하여 어시스트 해줄 수 있는 시간이 너무 짧아 긴 오르막길에서의 지속적인 동력지원이 어려운 문제점을 야기시켜 이에 대한 대안이 필요한 실정이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 연료전지 차량의 주행 상태에 따라 수퍼커패시터로 충전되는 스택의 충전 전압을 온 오프 제어하여 안정적인 연료전지 차량 운행이 가능한 연료전지 차량의 잔여 수퍼커패시터 활용 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 연료전지 차량의 잔여 수퍼커패시터 활용 시스템은 연료전지 차량에 구비된 스택에 전기적으로 연결되며, 상기 스택에서 발생되는 출력전압에 의해 충전되는 수퍼커패시터; 상기 스택과 수퍼커패시터 사이에 연결 설치되며 연료전지 차량이 평지 또는 경사로 주행시에 접점 접촉되어 작동되는 릴레이부; 및 상기 스택과 수퍼커패시터 및 릴레이부와 전기적으로 연결 설치되어 상기 연료전지 차량이 평지를 따라 주행시에는 스택에서 발생된 전압을 수퍼커패시터로 공급되도록 릴레이부를 온(On) 시키고, 오르막길 주행시에는 상기 릴레이부를 오프(Off) 시키도록 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.

상기 릴레이부는 스택에서 발생된 전압이 공급되는 수퍼커패시터의 연결 라인상에 복수개가 설치되도록 구성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 연료전지 차량의 잔여 수퍼커패시터 활용 시스템의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

첨부된 도 1은 본 발명에 의한 연료전지 차량의 잔여 수퍼커패시터 활용 시스템을 도시한 도면이고, 도 2a 내지 도 2b는 본 발명에 의한 연료전지 차량의 잔여 수퍼커패시터 활용 시스템의 작동 상태도 이다.

첨부된 도 1을 참조하면, 연료전지 차량에 구비된 스택(2)에 전기적으로 연결되며, 상기 스택(2)에서 발생되는 출력전압에 의해 충전되는 수퍼커패시터(100); 상기 스택(2)과 수퍼커패시터(100) 사이에 연결 설치되며 연료전지 차량이 평지 또는 경사로 주행시에 접점 접촉되어 작동되는 릴레이부(200); 및 상기 스택(2)과 수퍼커패시터(100) 및 릴레이부(200)와 전기적으로 연결 설치되어 상기 연료전지 차 량이 평지를 따라 주행시에는 스택(2)에서 발생된 전압을 수퍼커패시터(100)로 공급되도록 릴레이부(200)를 온(On) 시키고, 오르막길 주행시에는 상기 릴레이부(200)를 오프(Off) 시키도록 제어하는 제어부(300)를 포함하여 구성된다.

상기 릴레이부(200)는 스택(2)에서 발생된 전압이 공급되는 수퍼커패시터(100)의 연결 라인 상에 복수개가 설치되도록 구성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 연료전지 차량의 잔여 수퍼커패시터 활용 시스템의 작동 상태를 도면을 참조하여 설명한다.

첨부된 도 2a를 참조하면, 연료전지 차량의 주행이 이루어지면서 스택(2)에서 발생되는 전압은 제어부(300)에 의해 콘트롤되며, 화살표로 도시된 바와 같이 모터 콘트롤 유닛(4)을 경유하여 구동모터(6)로 공급되어 차량 주행이 이루어진다.

예를 들어 상기 스택(2)에서 발생된 전압이 500V~900V의 범위에서 출력이 이루어질 경우에는 제어부(300)에 의해 릴레이부(200)의 접점이 온(On) 되도록 제어되어 수퍼커패시터(100)에 스택(2)에서 발생된 전압에 의해 충전이 이루어진다.

또한, 상기 스택(2)에서 발생되는 전압은 인버터(8)를 경유하여 보기류 및 전장품(10)에 공급 가능한 전압으로 다운되어 공급이 이루어진다.

상기와 같이 주행되는 연료전지 차량이 오르막길을 주행할 경우를 도면을 참조하여 설명한다.

첨부된 도 2b를 참조하면, 평지를 주행하던 연료전지 차량이 오르막길을 따라 주행하면서 수퍼커패시터(100)에 저장된 충전전압은 구동모터(6) 쪽으로 공급되어 상기한 구동 모터(6)를 어시스트 하게 된다. 상기 수퍼커패시터(2)에서 출력되 는 전압을 체킹하는 제어부(300)는 스택(2)에서 출력되는 전압이 500V가 되어 더 이상 어시스트가 어려울 경우에는 릴레이부(200)에 구비된 릴레이의 접점을 오프시켜 상기한 스택(2)에서 발생한 전압이 수퍼커패시터(100) 쪽으로 공급되는 것을 차단하여, 순수하게 스택(2)에서 발생된 출력 전압만으로 구동 모터(6)를 작동 시키도록 제어한다.

왜냐하면, 오르막길 같은 경사로에서의 연료전지 차량은 고출력의 전기 에너지 파워를 요구하기 때문에 수퍼커패시터(100)로의 충전은 중단시키고, 상기 수퍼커패시터(100)에 남아있는 전압을 보기류 및 전장품(10)으로 공급시켜 연료전지 차량이 주행할 수 있도록 제어하게 된다.

연료전지 차량이 계속적으로 경사진 오르막길을 따라 주행할 경우에는 수퍼커패시터(100)에서 충전된 전압을 사용하는 보기류 및 전장품(10)에 의해 수퍼커패시터(100)의 전압이 230V까지 하강될 경우에는 상기한 보기류 및 전장품(10)의 안전적인 작동을 위해 제어부(300)에 의해 릴레이부(200)가 온 작동되어 스택(2)에서 발생된 전압을 수퍼커패시터(100)가 공급받아 충전이 이루어지면서 계속적인 주행이 이루어진다.

상기한 오르막길을 완전히 올라갔을 경우에는 구동 모터(6)에서 큰 동력을 요구하지 않으므로 스택(2)의 전압은 다시 상승하게 되어 주행이 이루어진다.

한편, 본 발명은 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 연료전지 차량의 잔여 수퍼커패시터 활용 시스템은 오르막길과 같은 경사로에서 연료전지 차량에 설치된 수퍼커패시터로 공급되는 전압을 선택적으로 차단시킴으로서 안정적인 연료전지 차량의 주행이 이루어지는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 연료전지 차량에 구비된 스택에 전기적으로 연결되며, 상기 스택에서 발생되는 출력전압에 의해 충전되는 수퍼커패시터;

   상기 스택과 수퍼커패시터 사이에 연결 설치되며 연료전지 차량이 평지 또는 경사로 주행시에 접점 접촉되어 작동되는 릴레이부; 및

   상기 스택과 수퍼커패시터 및 릴레이부와 전기적으로 연결 설치되어 상기 연료전지 차량이 평지를 따라 주행시에는 스택에서 발생된 전압을 수퍼커패시터로 공급되도록 릴레이부를 온(On) 시키고, 오르막길 주행시에는 상기 릴레이부를 오프(Off) 시키도록 제어하며, 내리막길 주행시에는 스택에서 발생된 출력전압에 의해 수퍼커패시터의 충전이 이루어지도록 콘트롤하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 잔여 수퍼커패시터 활용 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 릴레이부는 스택에서 발생된 전압이 공급되는 수퍼커패시터의 연결 라인상에 복수개가 설치되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 잔여 수퍼커패시터 활용 시스템.

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