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KR101535033B1 - 연료전지 차량의 냉각수 히터를 이용한 공기공급장치 - Google Patents

연료전지 차량의 냉각수 히터를 이용한 공기공급장치 Download PDF

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KR101535033B1
KR101535033B1 KR1020140097975A KR20140097975A KR101535033B1 KR 101535033 B1 KR101535033 B1 KR 101535033B1 KR 1020140097975 A KR1020140097975 A KR 1020140097975A KR 20140097975 A KR20140097975 A KR 20140097975A KR 101535033 B1 KR101535033 B1 KR 101535033B1
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air
cooling water
stack
air supply
heater
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한수동
김형국
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 연료전지 차량의 냉각수 히터를 이용한 공기공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료전지 차량의 냉시동 시간을 효과적으로 단축하고 CSD(Cold Shut Down)시 스택 내 수분을 효과적으로 제거할 수 있는 연료전지 차량의 냉각수 히터를 이용한 공기공급장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이에 본 발명에서는, 연료전지 스택으로 공기를 공급하는 공기블로워와 상기 스택으로 공급되는 공기를 가습하는 가습기 사이에 연결된 제1공기공급라인에 바이패스유로가 분기되어 형성되고, 이 바이패스유로는 상기 공기블로워에서 배출된 공기를 상기 가습기를 우회하여서 냉각수 히터를 통과시킨 뒤 상기 스택으로 공급가능하게 된 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 냉각수 히터를 이용한 공기공급장치를 제공한다.

Description

연료전지 차량의 냉각수 히터를 이용한 공기공급장치 {Air supply device using cooling water heater of fuel cell vehicle}
본 발명은 연료전지 차량의 냉각수 히터를 이용한 공기공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료전지 차량의 냉시동 시간을 효과적으로 단축하고 CSD(Cold Shut Down)시 스택 내 수분을 효과적으로 제거할 수 있는 연료전지 차량의 냉각수 히터를 이용한 공기공급장치에 관한 것이다.
최근 친환경 자동차의 개발을 위해 자동차 제조업체들은 수소 연료전지 차량에 큰 관심을 갖고 개발하고 있다. 현재 개발되고 있는 수소 연료전지 차량에는 해결해야 할 문제점들이 많이 남아 있는데, 그 중 가장 시급하고도 어려운 문제가 냉시동성 확보 전략이라 할 수 있다.
상기 냉시동성 확보 전략의 일환으로 현재 연료전지 차량의 냉시동시에는 스택으로 냉각수를 순환시키지 않는데, 그 이유는 스택 내부로 차가운 냉각수가 들어가지 않도록 하기 위함이며, 이로 인해 냉시동시 냉각수 순환이 필수 조건인 냉각수 히터(냉각수 가열용 히터)를 오프(OFF)시키게 되고 히터 미작동으로 인해 냉시동이 지연된다.
이때 히터를 작동시키지 못하는 대신에 스택 발열을 유도하기 위해 공기블로어 등을 작동시켜 스택 전류를 소모하게 되는데, 이는 소음을 유발하고 공기 배기를 통한 에너지 손실을 유발하는 문제점이 있다.
또한 기존 연료전지 차량의 CSD(Cold Shut Down)시 냉각수 온도에 따라 가변적으로 공기블로워 및 가습기를 통과한 공기를 스택에 과급하여 운전중 생성된 수분을 제거하고 있는데, 이때 공기블로워에서 1차 가열된 공기가 가습기에서 냉각이 되어 스택 내부의 생성수 제거에 도움이 되지 못하여 효과적으로 수분이 배출되지 않을 경우 차후 냉시동시 악영향을 주게 된다.
즉, 연료전지 차량의 냉시동시 스택으로 공급되는 공기가 가습기를 통과하여 냉각되면 스택 및 공기 승온 속도가 저하되어 냉시동이 지연되는 결과를 초래하게 된다(연료전지 스택의 냉시동시 냉각수 및 공기 출구 온도 기준으로 냉시동을 종료함).
또한 펌프-히터-스택의 인라인(Inline) 연결 냉각계 루프 구조에서 냉시동시나 회생제동시 히터를 작동시키게 되면 냉각수를 순환시키지 않는 한 과열로 인해 히터 손상 문제가 초래된다.
한국특허출원 제2012-0095464호(2012년08월30일)
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 연료전지 냉각계의 냉각수 히터를 공기공급계와 공용으로 사용하여 냉시동시 냉각수와 공기를 동시 승온함으로써 냉시동 시간을 효과적으로 단축할 수 있는 연료전지 차량의 냉각수 히터를 이용한 공기공급장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 CSD(Cold Shut Down)시 냉각수 히터를 이용한 공기 승온을 통해 스택 내부의 수분을 효과적으로 제거할 수 있고, 펌프-히터-스택의 냉각계 루프 구조에서 회생제동시 냉각수 미순환 조건에서 히터를 효과적으로 냉각하여 차량 전반의 성능을 향상할 수 있는 연료전지 차량의 냉각수 히터를 이용한 공기공급장치를 제공하는데도 목적이 있다.
이에 본 발명에서는, 연료전지 스택으로 공기를 공급하는 공기블로워와 상기 스택으로 공급되는 공기를 가습하는 가습기 사이에 연결된 제1공기공급라인에 바이패스유로가 분기되어 형성되고, 이 바이패스유로는 상기 공기블로워에서 배출된 공기를 상기 가습기를 우회하여서 냉각수 히터를 통과시킨 뒤 상기 스택으로 공급가능하게 된 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 냉각수 히터를 이용한 공기공급장치를 제공한다.
구체적으로, 상기 바이패스유로는 냉각수 히터를 통과시킨 공기블로워의 배출 공기를 가습기와 스택 사이에 연결된 제2공기공급라인을 통해 스택으로 공급하게 된다.
그리고, 상기 제1공기공급라인에는 바이패스유로와 제1공기공급라인 사이를 연결하는 공기흐름조절밸브가 구비되고, 이 공기흐름조절밸브는 공기블로워에서 배출된 공기의 흐름방향을 제어하는 기능을 한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 공기흐름조절밸브는 바이패스유로를 닫고 제1공기공급라인을 개방하여 공기블로워의 배출 공기를 가습기를 통해 스택으로 흐르게 하거나, 또는 바이패스유로를 열고 제1공기공급라인을 닫아 공기블로워의 배출 공기를 가습기를 우회시켜서 냉각수 히터를 통과하여 스택으로 흐르게 한다.
예를 들면, 상기 공기흐름조절밸브는 냉시동시 또는 CSD(Cold Shut Down)시나 셧다운(Shut Down)시 바이패스유로를 열고 제1공기공급라인을 닫아 공기블로워에서 배출되는 승온된 공기를 가습기를 우회시켜서 냉각수 히터를 통과하여 스택으로 흐르게 한다.
또한, 상기 냉각수 히터는 스택으로 공급되는 냉각수를 가열하는 것으로, 냉각수가 통과하는 히터바디와 이 히터바디에 내장되어 히터바디에 유입된 냉각수를 가열하는 적어도 하나 이상의 발열체로 이루어지며, 상기 발열체는 그 내부에 바이패스유로와 연결되는 공기유로를 갖는다.
본 발명에 따른 연료전지 차량의 냉각수 히터를 이용한 공기공급장치는 다음과 같은 이점이 있다.
1. 기존 연료전지 냉각계의 냉각수 히터를 공기공급계와 동시에 사용함으로써 냉시동시 냉각수와 공기를 동시에 승온 가능하여 냉시동 시간 단축 효과가 크다.
2. 펌프-히터-스택의 냉각계 구조에서 회생제동시 냉각수 순환을 하지 않고 공기의 순환만으로 냉각수 히터를 냉각할 수 있어 차량 전반의 성능을 향상할 수 있다.
3. CSD(Cold Shut Down)시 및 일반 셧다운(Shut Down)시 공기블로워 및 냉각수 히터를 통한 공기의 2단계 승온을 통해 스택 내부의 수분을 효과적으로 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 차량의 냉각수 히터를 이용한 공기공급장치를 나타낸 도면
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 히터의 내부구조와 공기의 흐름을 나타낸 개략도
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다.
본 발명에서는 연료전지 차량의 냉각수 히터를 냉각계와 공기공급계에서 공용으로 사용할 수 있도록 함으로써, 냉시동 시간을 단축하고, 냉각수의 미순환 조건에서도 냉각수 히터를 냉각할 수 있도록 하고, CSD(Cold Shut Down)시 및 일반 셧다운(Shut Down)시 공기블로워와 냉각수 히터에 의한 2단 승온을 통해 스택 내부의 수분을 효과적으로 제거할 수 있도록 한다.
알려진 바와 같이, 연료전지 차량의 냉각계는 냉각수 펌프(1) - 냉각수 히터(2) - 연료전지 스택(3) - 라디에이터(4) - 냉각수흐름조절밸브(5)로 구성된 루프를 따라 스택(3)으로 공급되는 냉각수의 순환이 이루어지고, 연료전지 차량의 공기공급계는 공기블로워(6) - 공기가습기(7) - 스택(3) - 공기가습기(7) - 공기배기로 이루어진 루프를 통해 스택(3)으로 공급되는 공기의 공급 및 배출이 이루어진다(도 1 참조).
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 차량의 냉각수 히터를 이용한 공기공급장치를 나타낸 구성도이다.
도 1을 보면, 공기블로워(6)와 가습기(7) 사이에 연결된 제1공기공급라인(10)에는 공기블로워(6)에서 배출된 공기를 가습기(7)를 통과시키지 않고(즉, 가습기(7)를 우회하여) 스택(3) 측으로 배출하는 바이패스유로(11)가 분기되어 형성된다.
상기 바이패스유로(11)는 냉각수 히터(2)를 관통하여 스택 입구 측에 연결되게 형성된다.
다시 말해, 바이패스유로(11)는 일측단이 공기블로워(6)와 가습기(7) 사이의 제1공기공급라인(10)에 연결되고 타측단이 가습기(7)와 스택(3) 사이에 연결되는 제2공기공급라인(12)에 연결된다.
이때 바이패스유로(11)와 제1공기공급라인(10) 사이에는 공기블로워(6)에서 배출된 공기의 흐름방향을 제어하기 위한 공기흐름조절밸브(13)가 설치 구성된다.
상기 공기흐름조절밸브(13)는 바이패스유로(11)와 제1공기공급라인(10) 사이를 연결하는 3방밸브로서, 공기블로워(6)에서 배출된 공기 흐름을 가습기(7) 측으로 유도하거나 또는 바이패스유로(11) 측으로 유도하게 된다.
공기흐름조절밸브(13)에 의해 바이패스유로(11) 측으로 흐르는 공기는 냉각수 히터(2)를 통과하면서 가열된 뒤 스택(3)으로 공급된다.
도면으로 나타내지는 않았으나, 공기흐름조절밸브(13)는 밸브작동을 제어하는 액추에이터 및 제어부 등에 의해 작동하게 된다.
도 2 및 도 3을 보면, 상기 냉각수 히터(2)는 냉각수 라인을 순환하여 연료전지 스택(3)으로 유입되는 히터바디(20)와 이 히터바디(20)에 내장되어 히터바디(20)로 유입된 냉각수를 가열하는 복수의 발열체(21)를 포함하여 구성된다.
상기 발열체(21)는 내부의 공기유로(21a)를 둘러싸는 환형의 단면을 갖는 일자형의 파이프 모양으로 형성될 수 있다.
이때 발열체(21)는 히터바디(20) 내에 좌우방향으로 연장되게 배치되며, 그 양단이 히터바디(20)의 좌우 양측면에 고정되게 부착되고, 내부의 공기유로(21a)가 상기 바이패스유로(11)와 공기 유동 가능하게 일체로 연결된다.
또한 상기 발열체(21) 내 공기유로(21a)에 흐르는 공기 방향과 히터바디(20) 내 흐르는 냉각수 방향은 직각을 이루게 된다.
이때 히터바디(20) 내부로 유입된 냉각수는 발열체(21) 외측으로 흐르면서 발열체(21)의 발열로 인해 가열된다. 이는 냉각수 흐름 정지시(냉각수 펌프의 구동 정지시)에도 히터(2) 작동을 가능하게 한다. 냉각수 펌프(1)의 구동 정지시 히터(2)의 냉각은 냉각수의 자연대류에 의한 냉각과 발열체(21) 내부 공기유로(21a)에 흐르는 공기의 순환에 의한 냉각으로 이루어지게 된다.
일례로, 상기 발열체(21)는 전기저항에 의해 발열하는 절연체로서 표면이 방수처리되어 구성될 수 있으며, 상기 히터바디(20)는 전후 양측면에 냉각수 유입을 위한 냉각수 입구와 냉각수 배출을 위한 냉각수 출구를 구비한다.
그리고, 도면으로 나타내지는 않았으나, 상기 히터바디(20)에는 냉각수 흐름 등에 의한 발열체(21) 유동을 방지하고 지지하기 위한 구성요소가 내장될 수 있다.
여기서, 연료전지 차량의 운전 조건에 따른 공기공급장치의 공기 흐름을 살펴보도록 한다.
먼저, 연료전지 차량의 정상 출력 운전시 상기 공기흐름조절밸브(13)는 바이패스유로(11)를 닫고 제1공기공급라인(10)을 개방하여 가습기(7) 측으로 공기 흐름(도 1의 ① 참조)을 형성되게 한다.
이때 공기블로워(6)에서 승온된 공기는 가습기(7)를 통과하여 가습된 뒤 스택(3)으로 공급된다.
다음, 연료전지 차량의 냉시동시 및 회생제동시 또는 CSD(Cold Shut Down)시 및 일반 셧다운(Shut Down)시, 상기 공기흐름조절밸브(13)는 바이패스유로(11)를 열고 제1공기공급라인(10)을 닫아 냉각수 히터(2) 측으로 공기 흐름(도 1의 ② 참조)을 형성되게 한다.
이때 공기블로워(6)에서 승온된 공기는 냉각수 히터(2)의 발열체(21) 내부를 통과하면서 가열되어 다시 한번 승온되고 이렇게 공기블로워(6)와 냉각수 히터(2)를 통해 2차 가열된 공기는 적절한 시기, 예를 들면 냉시동시 또는 CSD(Cold Shut Down)시 및 일반 셧다운(Shut Down)시, 스택(3) 내부를 라피드 웜업(Rapid warm up)하게 된다.
그 결과, 냉시동시 냉각수와 공기를 동시 승온시켜 냉시동 시간을 단축할 수 있게 되고, CSD 시 및 일반 셧다운 시 2단계 승온된 고온의 공기에 의해 스택 내부 수분을 효과적으로 제거할 수 있게 된다.
그리고, 회생제동시 냉각수 펌프(1)를 이용하여 냉각수를 강제 순환시키지 않고, 냉각수의 자연대류에 의한 냉각과 발열체(21) 내부 공기유로(21a)를 통과하는 공기의 순환에 의한 냉각에 의해 냉각수 히터(2)를 냉각하는 효과를 얻을 수 있게 된다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
1 : 냉각수 펌프
2 : 냉각수 히터
3 : 연료전지 스택
6 : 공기블로워
7 : 공기가습기
10 : 제1공기공급라인
11 : 바이패스유로
12 : 제2공기공급라인
13 : 공기흐름조절밸브
20 : 히터바디
21 : 발열체
21a : 공기유로

Claims (7)

  1. 연료전지 스택으로 공기를 공급하는 공기블로워와 상기 스택으로 공급되는 공기를 가습하는 가습기 사이에 연결된 제1공기공급라인에 바이패스유로가 분기되어 형성되고, 이 바이패스유로는 상기 공기블로워에서 배출된 공기를 상기 가습기를 우회하여서 냉각수 히터를 통과시킨 뒤 상기 스택으로 공급가능하게 된 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 냉각수 히터를 이용한 공기공급장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1공기공급라인에는 바이패스유로와 제1공기공급라인 사이를 연결하는 공기흐름조절밸브가 구비되고, 이 공기흐름조절밸브는 공기블로워에서 배출된 공기의 흐름방향을 제어하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 냉각수 히터를 이용한 공기공급장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 공기흐름조절밸브는 바이패스유로를 닫고 제1공기공급라인을 개방하여 공기블로워의 배출 공기를 가습기를 통해 스택으로 흐르게 하거나, 또는 바이패스유로를 열고 제1공기공급라인을 닫아 공기블로워의 배출 공기를 가습기를 우회시켜서 냉각수 히터를 통과하여 스택으로 흐르게 하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 냉각수 히터를 이용한 공기공급장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 공기흐름조절밸브는 냉시동시 바이패스유로를 열고 제1공기공급라인을 닫아 공기블로워에서 배출되는 승온된 공기를 가습기를 우회시켜서 냉각수 히터를 통과하여 스택으로 흐르게 하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 냉각수 히터를 이용한 공기공급장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 공기흐름조절밸브는 CSD(Cold Shut Down)시 또는 셧다운(Shut Down)시 바이패스유로를 열고 제1공기공급라인을 닫아 공기블로워에서 배출되는 승온된 공기를 가습기를 우회시켜서 냉각수 히터를 통과하여 스택으로 흐르게 하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 냉각수 히터를 이용한 공기공급장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 바이패스유로는 냉각수 히터를 통과시킨 공기블로워의 배출 공기를 가습기와 스택 사이에 연결된 제2공기공급라인을 통해 스택으로 공급하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 냉각수 히터를 이용한 공기공급장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각수 히터는 스택으로 공급되는 냉각수를 가열하는 것으로, 냉각수가 통과하는 히터바디와 이 히터바디에 내장되어 히터바디에 유입된 냉각수를 가열하는 적어도 하나 이상의 발열체로 이루어지며, 상기 발열체는 그 내부에 바이패스유로와 연결되는 공기유로가 형성된 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 냉각수 히터를 이용한 공기공급장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101836583B1 (ko) * 2015-12-10 2018-03-09 현대자동차주식회사 연료전지차량의 가습기 승온시스템 및 그 제어방법

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101838510B1 (ko) * 2016-03-11 2018-03-14 현대자동차주식회사 증발냉각식의 연료 전지 시스템과 그것을 위한 냉각 제어 방법
KR102552485B1 (ko) * 2016-12-16 2023-07-06 현대자동차주식회사 연료전지 시스템
CN107689458A (zh) * 2017-10-17 2018-02-13 南通百应能源有限公司 一种燃料电池
CN108155401B (zh) * 2018-01-23 2023-08-04 同济大学 大流量低温气体温湿度控制设备
DE102018218323A1 (de) 2018-10-26 2020-04-30 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer einem Kraftfahrzeug zugeordneten Brennstoffzellenvorrichtung sowie Kraftfahrzeug
KR102563604B1 (ko) * 2018-11-30 2023-08-03 현대자동차주식회사 연료전지 차량용 소음기
KR102805455B1 (ko) * 2019-08-14 2025-05-15 현대자동차주식회사 연료전지용 가습기
DE102019133092A1 (de) * 2019-12-05 2021-06-10 Audi Ag Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs sowie Kraftfahrzeug
CN115275444B (zh) * 2022-09-30 2023-01-10 中国第一汽车股份有限公司 车辆的电池温度的调节方法、装置和车辆

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004273347A (ja) * 2003-03-11 2004-09-30 Honda Motor Co Ltd 燃料電池システムおよびその暖機方法
JP2007242547A (ja) * 2006-03-10 2007-09-20 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
KR100893431B1 (ko) * 2007-12-13 2009-04-17 현대자동차주식회사 저온시동 개선용 연료전지장치 및 그 제어방법
KR20110077472A (ko) * 2009-12-30 2011-07-07 한라공조주식회사 연료 전지 차량의 압축 공기 냉각과 그 열을 이용한 실내 난방 시스템

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6479177B1 (en) * 1996-06-07 2002-11-12 Ballard Power Systems Inc. Method for improving the cold starting capability of an electrochemical fuel cell
KR20020055963A (ko) * 2000-12-29 2002-07-10 박호군 고분자 전해질 연료전지 운전용 가습장치
US6884534B2 (en) * 2001-05-03 2005-04-26 General Motors Corporation Electronic by-pass control of gas around the humidifier to the fuel cell stack
JP4282584B2 (ja) * 2004-10-29 2009-06-24 エスペック株式会社 燃料電池評価試験装置
US20060121322A1 (en) * 2004-12-02 2006-06-08 Haas Herwig R Systems and methods for fuel cell shutdown
US7976991B2 (en) * 2005-05-17 2011-07-12 GM Global Technology Operations LLC Relative humidity control for a fuel cell
KR20090006593A (ko) 2007-07-12 2009-01-15 삼성전자주식회사 인산형 고분자 전해질막 연료전지 시스템 및 그 기동방법
KR101091681B1 (ko) 2009-05-12 2011-12-08 현대자동차주식회사 공기 압축열을 이용한 연료전지 냉시동 장치 및 방법
KR101033898B1 (ko) 2009-07-14 2011-05-11 현대자동차주식회사 연료전지 차량의 냉시동 및 기동 방법
KR101134376B1 (ko) 2009-10-26 2012-04-10 현대자동차주식회사 연료전지 냉시동 향상 장치 및 방법
KR101405774B1 (ko) 2012-08-30 2014-06-10 현대자동차주식회사 연료전지 차량의 수소 승온 및 냉시동 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004273347A (ja) * 2003-03-11 2004-09-30 Honda Motor Co Ltd 燃料電池システムおよびその暖機方法
JP2007242547A (ja) * 2006-03-10 2007-09-20 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
KR100893431B1 (ko) * 2007-12-13 2009-04-17 현대자동차주식회사 저온시동 개선용 연료전지장치 및 그 제어방법
KR20110077472A (ko) * 2009-12-30 2011-07-07 한라공조주식회사 연료 전지 차량의 압축 공기 냉각과 그 열을 이용한 실내 난방 시스템

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101836583B1 (ko) * 2015-12-10 2018-03-09 현대자동차주식회사 연료전지차량의 가습기 승온시스템 및 그 제어방법

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