KR102651906B1 - Fuel cell control device and method with negative voltage detection function - Google Patents
Fuel cell control device and method with negative voltage detection function Download PDFInfo
- Publication number
- KR102651906B1 KR102651906B1 KR1020210117768A KR20210117768A KR102651906B1 KR 102651906 B1 KR102651906 B1 KR 102651906B1 KR 1020210117768 A KR1020210117768 A KR 1020210117768A KR 20210117768 A KR20210117768 A KR 20210117768A KR 102651906 B1 KR102651906 B1 KR 102651906B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- negative voltage
- fuel cell
- voltage sensing
- unit
- voltage detection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 167
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 64
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 10
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 25
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 18
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 32
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 15
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 15
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 2
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 210000002784 stomach Anatomy 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/04537—Electric variables
- H01M8/04544—Voltage
- H01M8/04559—Voltage of fuel cell stacks
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/04—Voltage dividers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/0023—Measuring currents or voltages from sources with high internal resistance by means of measuring circuits with high input impedance, e.g. OP-amplifiers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
- G01R31/2832—Specific tests of electronic circuits not provided for elsewhere
- G01R31/2836—Fault-finding or characterising
- G01R31/2837—Characterising or performance testing, e.g. of frequency response
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
- G01R31/2832—Specific tests of electronic circuits not provided for elsewhere
- G01R31/2836—Fault-finding or characterising
- G01R31/2843—In-circuit-testing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
- G01R31/2832—Specific tests of electronic circuits not provided for elsewhere
- G01R31/2836—Fault-finding or characterising
- G01R31/2844—Fault-finding or characterising using test interfaces, e.g. adapters, test boxes, switches, PIN drivers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
- H01M8/04746—Pressure; Flow
- H01M8/04753—Pressure; Flow of fuel cell reactants
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
- H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음전압 감지 기능을 구비하는 연료전지 제어 장치는, 복수의 연료전지 스택 각각의 전압을 센싱하는 복수의 전압 센싱 회로를 구비하는 전압 센싱부, 상기 복수의 연료전지 스택 각각의 음전압을 센싱하는 복수의 음전압 센싱 회로를 구비하는 음전압 센싱부, 상기 복수의 연료전지 스택(200) 중에서 적어도 하나에 음전압이 발생하는 경우, 상기 음전압 센싱부로부터 음전압 센싱 정보를 수신하고, 상기 음전압 센싱 정보를 이용하여 음전압 발생 스택을 판단하는 판단부, 및 상기 판단부의 판단 결과를 고려하여 상기 복수의 연료전지 스택에 대한 연료 공급을 제어하는 제어부를 포함한다.A fuel cell control device having a negative voltage detection function according to a preferred embodiment of the present invention includes a voltage sensing unit including a plurality of voltage sensing circuits that sense the voltage of each of a plurality of fuel cell stacks, the plurality of fuel cell stacks. A negative voltage sensing unit having a plurality of negative voltage sensing circuits for sensing each negative voltage, and when a negative voltage is generated in at least one of the plurality of fuel cell stacks 200, negative voltage sensing from the negative voltage sensing unit. It includes a determination unit that receives information and determines a negative voltage generation stack using the negative voltage sensing information, and a control unit that controls fuel supply to the plurality of fuel cell stacks in consideration of the determination result of the determination unit.
Description
본 발명은 음전압 감지 기능을 구비한 연료전지 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel cell control device with a negative voltage detection function.
일반적으로 연료전지 차량은, 동력원으로 이용하기 위한 복수의 연료전지 셀들이 적층되어 구성되는 연료전지 스택, 수소 등의 연료를 연료전지 스택에 공급하는 연료공급 시스템, 전기화학반응에 필요한 산화제인 산소를 공급하는 공기공급 시스템, 및 연료전지 스택의 온도를 제어하는 물과 열 관리 시스템 등을 포함한다.In general, a fuel cell vehicle consists of a fuel cell stack consisting of a plurality of fuel cells stacked for use as a power source, a fuel supply system that supplies fuel such as hydrogen to the fuel cell stack, and oxygen, an oxidizing agent necessary for electrochemical reactions. It includes an air supply system that supplies water, and a water and heat management system that controls the temperature of the fuel cell stack.
연료공급 시스템은 수소탱크 내부의 압축 수소를 감압하여 스택의 연료극(애노드)으로 공급하며, 공기공급 시스템은 공기블로워를 작동시켜 흡입한 외부공기를 스택의 공기극(캐소드)으로 공급한다.The fuel supply system depressurizes the compressed hydrogen inside the hydrogen tank and supplies it to the anode (anode) of the stack, and the air supply system operates an air blower to supply sucked external air to the air electrode (cathode) of the stack.
스택의 연료극에 수소가 공급되고, 공기극에 산소가 공급되면, 연료극에서는 촉매반응을 통해 수소이온이 분리된다. 분리된 수소 이온은 전해질 막을 통해 공기극인 산화극으로 전달되고, 산화극에서는 연료극에서 분리된 수소 이온과 전자 및 산소가 함께 전기화학적 반응을 일으켜 이를 통해 전기 에너지를 얻을 수 있다.When hydrogen is supplied to the fuel electrode of the stack and oxygen is supplied to the air electrode, hydrogen ions are separated at the fuel electrode through a catalytic reaction. The separated hydrogen ions are transferred to the anode, which is the air electrode, through the electrolyte membrane, and at the anode, the hydrogen ions separated from the fuel electrode, electrons, and oxygen undergo an electrochemical reaction together, through which electrical energy can be obtained.
구체적으로 연료극에서는 수소의 전기 화학적 산화가 일어나고, 공기극에서는 산소의 전기 화학적 환원이 일어나며, 이 때 생성되는 전자의 이동으로 인해 전기와 열이 발생되고, 수소와 산소가 결합하는 화학 작용에 의해 수증기 또는 물이 생성된다.Specifically, electrochemical oxidation of hydrogen occurs at the anode, and electrochemical reduction of oxygen occurs at the air electrode. Electricity and heat are generated due to the movement of electrons generated at this time, and water vapor or heat is generated through the chemical reaction of hydrogen and oxygen combining. Water is created.
연료전지 스택의 전기 에너지 생성 과정에서 발생되는 수증기와 물 및 열과 같은 부산물과 반응되지 않은 수소 및 산소 등을 배출하기 위해 배출 장치가 구비되며, 수증기, 수소 및 산소와 같은 가스들은 배기 통로를 통해 대기 중으로 배출된다.An exhaust device is provided to discharge by-products such as water vapor, water and heat, and unreacted hydrogen and oxygen generated during the electrical energy generation process of the fuel cell stack, and gases such as water vapor, hydrogen and oxygen are released into the atmosphere through the exhaust passage. is discharged into the stomach.
연료전지를 구동하기 위한 공기 블로워, 수소 재순환 블로워, 워터 펌프 등의 구성들은 메인 버스단에 연결되어 연료전지 시동을 용이하게 하며, 메인 버스단에는 전력 차단 및 연결을 용이하게 하기 위한 각종 릴레이들과, 연료전지로 역전류가 흐르지 않도록 하는 다이오드가 연결될 수 있다.Components such as an air blower, hydrogen recirculation blower, and water pump to drive the fuel cell are connected to the main bus terminal to facilitate starting the fuel cell. The main bus terminal includes various relays to facilitate power cutoff and connection. , a diode can be connected to prevent reverse current from flowing into the fuel cell.
공기 블로워를 통해 공급된 건조한 공기는 가습기를 통해 가습된 뒤, 연료 전지 스택의 캐소드(Cathode, 공기극)에 공급되며, 캐소드의 배기 가스는 내부에서 발생한 물 성분에 의해 가습된 상태로 가습기에 전해져 공기 블로워에 의해 캐소드로 공급될 건조 공기를 가습하는데 사용될 수 있다.The dry air supplied through the air blower is humidified through a humidifier and then supplied to the cathode (air electrode) of the fuel cell stack. The exhaust gas from the cathode is humidified by the water component generated internally and is delivered to the humidifier to create air It can be used to humidify dry air to be supplied to the cathode by a blower.
한편, 연료전지 스택은 운행 조건 즉, 외기 온도, 냉각수 온도, 사용 전류 등에 민감하게 반응하여 상태와 성능이 결정된다. 운행 조건이 좋지 않은 상황에서 차량의 운행이 지속되면, 단기적으로는 연료 전지 스택의 성능 하락을 가져와 운전자의 요구 출력을 만족시키지 못하게 된다. 또한, 연료전지 스택은 특정 상황에서 음전압이 발생하는 경우 스택 마모 또는 소손이 발생함으로써 스택 내구 열화에 영향을 미쳐 수명이 단축된다.Meanwhile, the condition and performance of the fuel cell stack are determined by reacting sensitively to operating conditions, such as outside air temperature, coolant temperature, and current usage. If the vehicle continues to operate under poor driving conditions, the performance of the fuel cell stack will deteriorate in the short term, making it unable to meet the driver's required output. In addition, when a negative voltage is generated in a fuel cell stack under certain circumstances, wear or damage to the stack occurs, which affects the durability of the stack and shortens its lifespan.
이에 따라, 음전압으로부터 연료전지 스택을 보호하여 연료 전지 차량의 안전성 및 연료전지 스택의 수명을 상승시킬 수 있는 방안이 요구된다.Accordingly, a method is required to protect the fuel cell stack from negative voltage and increase the safety of fuel cell vehicles and the lifespan of the fuel cell stack.
종래에는 연료전지 스택 보호를 위해 센싱 IC(Integrated Circuit)가 연료전지 스택 각각의 전압을 센싱하고, 데이지 체인(Daisy Chain) 방식으로 서로 연결되는 센싱 IC 간 통신이 수행된다. 이후 MCU((Micro Controller Unit)에서 연료전지 스택의 전압 측정 데이터를 절연 통신 IC를 통해 수신하고, 수신한 전압 측정 데이터를 이용하여 연료전지 차량의 수소 및 공기 압축 밸브를 제어함으로써 연료전지 스택의 음전압 발생으로 인한 마모 또는 소손 발생을 방지하고 있다.Conventionally, to protect the fuel cell stack, a sensing IC (Integrated Circuit) senses the voltage of each fuel cell stack, and communication is performed between sensing ICs that are connected to each other in a daisy chain method. Afterwards, the MCU ((Micro Controller Unit)) receives the voltage measurement data of the fuel cell stack through an isolated communication IC, and uses the received voltage measurement data to control the hydrogen and air compression valves of the fuel cell vehicle, thereby reducing the sound of the fuel cell stack. It prevents wear and tear due to voltage generation.
이러한 종래 기술은 데이지 체인 통신 구조로 인해 실제 음전압 발생 시점 이후 MCU의 제어까지 시간이 많이 소요되는 문제가 있다.This conventional technology has a problem in that it takes a long time to control the MCU after the actual negative voltage is generated due to the daisy chain communication structure.
이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 센싱 IC 간 데이지 체인 통신 구조를 유지하면서 연료전지 스택의 음전압을 감지하는 회로를 추가 구성함으로써 연료전지 스택의 음전압 발생에 대응하는 MCU의 제어 시간을 단축시킬 수 있는 음전압 감지 기능을 구비하는 연료전지 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention was developed in consideration of the above-mentioned circumstances. By additionally constructing a circuit that detects the negative voltage of the fuel cell stack while maintaining the daisy chain communication structure between sensing ICs, the MCU that responds to the negative voltage generation of the fuel cell stack is provided. The purpose is to provide a fuel cell control device equipped with a negative voltage detection function that can shorten the control time.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음전압 감지 기능을 구비한 연료전지 제어 장치는, 복수의 연료전지 스택 각각의 전압을 센싱하는 복수의 전압 센싱 회로를 구비하는 전압 센싱부; 상기 복수의 연료전지 스택 각각의 음전압을 센싱하는 복수의 음전압 센싱 회로를 구비하는 음전압 센싱부; 상기 복수의 연료전지 스택 중에서 적어도 하나에 음전압이 발생하는 경우, 상기 음전압 센싱부로부터 음전압 센싱 정보를 수신하고, 상기 음전압 센싱 정보를 이용하여 음전압 발생 스택을 판단하는 판단부; 및 상기 판단부의 판단 결과를 고려하여 상기 복수의 연료전지 스택에 대한 연료 공급을 제어하는 제어부;를 포함한다.A fuel cell control device with a negative voltage detection function according to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object includes a voltage sensing unit having a plurality of voltage sensing circuits that sense the voltage of each of a plurality of fuel cell stacks; a negative voltage sensing unit including a plurality of negative voltage sensing circuits that sense the negative voltage of each of the plurality of fuel cell stacks; When a negative voltage is generated in at least one of the plurality of fuel cell stacks, a determination unit that receives negative voltage sensing information from the negative voltage sensing unit and determines a negative voltage generating stack using the negative voltage sensing information; and a control unit that controls fuel supply to the plurality of fuel cell stacks in consideration of the determination result of the determination unit.
상기 복수의 전압 센싱 회로는, 서로 데이지 체인(Daisy Chain) 방식으로 통신 연결될 수 있다.The plurality of voltage sensing circuits may be connected to each other in a daisy chain manner.
상기 복수의 음전압 센싱 회로 각각은, 상기 복수의 연료전지 스택 각각의 음전압을 센싱하는 음전압 감지부와, 상기 음전압 감지부의 음전압 센싱 정보를 상기 판단부로 전달하는 신호 전달부를 포함할 수 있다.Each of the plurality of negative voltage sensing circuits may include a negative voltage detection unit that senses the negative voltage of each of the plurality of fuel cell stacks, and a signal transmission unit that transmits the negative voltage sensing information of the negative voltage detection unit to the determination unit. there is.
상기 음전압 감지부는, 상기 복수의 연료전지 스택 각각의 양전압단에 연결되는 제1 인덕터(L1), 제2 인덕터(L2), 제1 커패시터(C1), 제2 커패시터(C2), 및 그라운드 저항(R_G)을 포함하고, 상기 제1 인덕터(L1)에 연결되는 제1 저항(R_CL1), 및 제2 인덕터(L2)에 연결되는 제2 저항(R_CL2)을 포함하고, 상기 제1 커패시터(C1)에 연결되는 제너다이오드(ZD), 및 게이트단이 그라운드 저항(R_G)에 연결되고, 드레인단이 제2 저항(R_CL2)에 연결되며, 소스단이 제너다이오드(ZD)에 연결되는 모스펫 소자(MOSFET)를 포함하며, 상기 제1 저항(R_CL1), 상기 제2 커패시터(C2), 상기 제너다이오드(ZD), 및 상기 모스펫소자(MOSFET)는 포토커플러(PC, Photo Coupler)에 연결될 수 있다.The negative voltage detection unit includes a first inductor (L1), a second inductor (L2), a first capacitor (C1), a second capacitor (C2), and a ground connected to the positive voltage terminal of each of the plurality of fuel cell stacks. It includes a resistor (R_G), a first resistor (R_CL1) connected to the first inductor (L1), and a second resistor (R_CL2) connected to the second inductor (L2), and the first capacitor ( A Zener diode (ZD) connected to C1), and a MOSFET element whose gate terminal is connected to the ground resistance (R_G), the drain terminal is connected to the second resistor (R_CL2), and the source terminal is connected to the Zener diode (ZD). (MOSFET), wherein the first resistor (R_CL1), the second capacitor (C2), the Zener diode (ZD), and the MOSFET device (MOSFET) may be connected to a photo coupler (PC). .
상기 신호 전달부는 상기 포토커플러(PC)에 연결되는 양전압원(VDD), 상기 포토커플러(PC)와 그라운드 사이에 연결되는 풀다운 저항(R_PD), 상기 풀다운 저항(R_PD)에 병렬 연결되는 제3 커패시터(C3), 및 상기 판단부(130)에 연결되는 출력단자(FC_ND)를 포함할 수 있다.The signal transfer unit includes a positive voltage source (VDD) connected to the photocoupler (PC), a pulldown resistor (R_PD) connected between the photocoupler (PC) and the ground, and a third capacitor connected in parallel to the pulldown resistor (R_PD). (C3), and may include an output terminal (FC_ND) connected to the determination unit 130.
상기 복수의 음전압 센싱 회로는, 상기 복수의 연료전지 스택 각각의 음전압을 센싱하도록 서로 병렬 연결될 수 있다.The plurality of negative voltage sensing circuits may be connected in parallel to each other to sense the negative voltage of each of the plurality of fuel cell stacks.
상기 판단부는, 상기 복수의 음전압 센싱 회로 각각의 음전압 감지 신호를 분압하는 복수의 신호 분압부, 및 상기 복수의 신호 분압부에 의해 분압된 상기 음전압 감지 신호를 증폭하는 신호 증폭부를 포함할 수 있다.The determination unit may include a plurality of signal dividing units that divide the negative voltage detection signals of each of the plurality of negative voltage sensing circuits, and a signal amplifying unit that amplifies the negative voltage detection signals divided by the plurality of signal dividing units. You can.
상기 판단부는, 상기 신호 증폭부에 의해 증폭되는 신호의 레벨을 비트로 변환하고, 변환된 상기 비트를 이용하여 음전압 발생 스택을 판단할 수 있다.The determination unit may convert the level of the signal amplified by the signal amplifier into bits and determine a negative voltage generation stack using the converted bits.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음전압 감지 기능을 구비하는 연료전지 제어 장치 및 그것의 제어 방법에 의하면, 센싱 IC 간 데이지 체인 통신 구조를 유지하면서 연료전지 스택의 음전압을 감지하는 회로를 추가 구성함으로써 연료전지 스택의 음전압 발생에 대응하는 MCU의 제어 시간을 단축시킬 수 있다.According to the fuel cell control device and its control method having a negative voltage detection function according to a preferred embodiment of the present invention, a circuit for detecting the negative voltage of the fuel cell stack is additionally configured while maintaining the daisy chain communication structure between sensing ICs. By doing so, the control time of the MCU that responds to negative voltage generation in the fuel cell stack can be shortened.
또한, 연료전지 스택의 소손을 방지하여 연료전지 차량의 안전성, 연료전지 스택의 내구, 및 수명이 상승하는 효과가 있다.In addition, by preventing damage to the fuel cell stack, the safety of the fuel cell vehicle, durability, and lifespan of the fuel cell stack are increased.
또한, 센싱 IC 또는 통신 경로의 고장 상황에서도 어떤 연료전지 스택에서 음전압이 발생하는지를 확인 가능한 효과가 있다.In addition, even in the event of a failure of the sensing IC or communication path, it is possible to determine which fuel cell stack generates negative voltage.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음전압 감지 기능을 구비한 연료전지 제어 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1의 음전압 감지 기능을 구비한 연료전지 제어 장치의 상세 블록도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음전압 감지 기능을 구비한 연료전지 제어 장치의 통신 고장 상황의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음전압 센싱부의 세부 구성을 보여주는 블록도이다.
도 5는 도 4의 제1 음전압 센싱 회로의 구체적인 회로도이다.
도 6은 도 4의 음전압 센싱부의 복수의 음전압 센싱 회로에 대한 상세 회로도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도 4의 판단부를 보여주는 회로도이다.
도 8은 도 4의 판단부와 다른 실시예를 보여주는 회로도이다.
도 9는 복수의 연료전지 스택 각각의 음전압 발생 상황의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음전압 감지 기능을 구비한 연료전지 제어 장치에서 감지한 음전압 감지 신호의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 11은 도 10의 복수의 음전압 감지 신호에 대해 분압하여 나타나는 전압 레벨을 보여주는 도면이다.
도 12는 도 11의 분압된 복수의 음전압 감지 신호에 대해 신호 증폭을 수행한 결과를 보여주는 도면이다.
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음전압 발생 기능을 구비한 연료 전지 제어 장치의 제어 방법의 순서도이다.1 is a block diagram of a fuel cell control device with a negative voltage detection function according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a detailed block diagram of the fuel cell control device equipped with the negative voltage detection function of FIG. 1.
Figure 3 is a diagram showing an example of a communication failure situation of a fuel cell control device equipped with a negative voltage detection function according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 4 is a block diagram showing the detailed configuration of a negative voltage sensing unit according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a detailed circuit diagram of the first negative voltage sensing circuit of FIG. 4.
FIG. 6 is a detailed circuit diagram of a plurality of negative voltage sensing circuits of the negative voltage sensing unit of FIG. 4.
Figure 7 is a circuit diagram showing the determination unit of Figure 4 according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 8 is a circuit diagram showing an embodiment different from the determination unit of Figure 4.
FIG. 9 is a diagram showing an example of a negative voltage generation situation in each of a plurality of fuel cell stacks.
Figure 10 is a diagram showing an example of a negative voltage detection signal detected by a fuel cell control device equipped with a negative voltage detection function according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing voltage levels obtained by dividing the plurality of negative voltage detection signals of FIG. 10.
FIG. 12 is a diagram showing the results of signal amplification on a plurality of divided negative voltage detection signals of FIG. 11.
Figure 13 is a flowchart of a control method of a fuel cell control device with a negative voltage generation function according to a preferred embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. First, when adding reference signs to components in each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even if they are shown in different drawings. In addition, preferred embodiments of the present invention will be described below, but the technical idea of the present invention is not limited or restricted thereto, and of course, it can be modified and implemented in various ways by those skilled in the art.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음전압 감지 기능을 구비한 연료전지 제어 장치의 블록도이다. 도 2는 도 1의 음전압 감지 기능을 구비한 연료전지 제어 장치의 상세 블록도이다.1 is a block diagram of a fuel cell control device with a negative voltage detection function according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. 2 is a detailed block diagram of the fuel cell control device equipped with the negative voltage detection function of FIG. 1.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음전압 감지 기능을 구비한 연료전지 제어 장치(100)는, 음전압 발생 및 통신 지연으로 인한 연료전지 스택의 마모 또는 소손을 보호하기 위해, 단순히 연료전지 스택의 전압을 감지할 뿐만 아니라, 음전압을 직접적으로 감지하는 음전압 센싱 회로를 추가 구비함으로써 음전압 발생 시점을 종래 대비 빠르게 검출 가능하고, 연료전지 스택의 마모 또는 소손을 방지하는 것을 특징으로 한다.Referring to Figures 1 and 2, the fuel
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음전압 감지 기능을 구비한 연료전지 제어 장치(100)는, 전압 센싱부(110), 음전압 센싱부(120), 판단부(130), 및 제어부(140), 전원공급부(150), 및 통신부(160)를 포함한다.The fuel
전압 센싱부(110)는, 연료전지(200)의 전압을 센싱하는 장치이다. 여기서, 연료전지(200)는 복수의 연료전지 스택을 포함할 수 있다. 복수의 연료전지 스택은 제1 연료전지 스택(210), 제2 연료전지 스택(220), 제3 연료전지 스택(230), 및 제4 연료전지 스택(240)을 포함할 수 있다. 복수의 연료전지 스택의 개수는 이에 한정되는 것은 아니고, 필요에 따라 더욱 늘어나거나 줄어들 수 있다.The
전압 센싱부(110)는 전압 센싱 IC(Integrated Circuit)일 수 있다. 전압 센싱부(110)는 복수의 전압 센싱 회로를 포함할 수 있다. 복수의 전압 센싱 회로는 제1 전압 센싱 회로(111), 제2 전압 센싱 회로(113) 제3 전압 센싱 회로(115), 및 제4 전압 센싱 회로(117)를 포함할 수 있다. 복수의 전압 센싱 회로의 개수는 이에 한정되는 것은 아니고, 연료전지(200)의 스택 개수에 따라 더욱 늘어나거나 줄어들 수 있다.The
제1 전압 센싱 회로(111)는, 제1 연료전지 스택(210)의 전압을 센싱할 수 있다. 제2 전압 센싱 회로(113)는, 제2 연료전지 스택(220)의 전압을 센싱할 수 있다. 제3 전압 센싱 회로(115), 제3 연료전지 스택(230)의 전압을 센싱할 수 있다. 제4 전압 센싱 회로(117), 제4 연료전지 스택(240)의 전압을 센싱할 수 있다.The first voltage sensing circuit 111 may sense the voltage of the first fuel cell stack 210. The second voltage sensing circuit 113 may sense the voltage of the second fuel cell stack 220. The third voltage sensing circuit 115 and the voltage of the third fuel cell stack 230 can be sensed. The voltage of the fourth voltage sensing circuit 117 and the fourth fuel cell stack 240 can be sensed.
제1 전압 센싱 회로(111), 제2 전압 센싱 회로(113) 제3 전압 센싱 회로(115), 및 제4 전압 센싱 회로(117)는 서로 데이지 체인(Daisy Chain) 방식으로 절연 통신 연결될 수 있다. 즉, 제1 전압 센싱 회로(111)의 전압 센싱 정보는 제2 전압 센싱 회로(113), 제3 전압 센싱 회로(115), 및 제4 전압 센싱 회로(117)를 순차적으로 지나서 통신부(160), 및 제어부(140)로 전달될 수 있다.The first voltage sensing circuit 111, the second voltage sensing circuit 113, the third voltage sensing circuit 115, and the fourth voltage sensing circuit 117 may be insulated and connected to each other in a daisy chain manner. . That is, the voltage sensing information of the first voltage sensing circuit 111 sequentially passes through the second voltage sensing circuit 113, the third voltage sensing circuit 115, and the fourth voltage sensing circuit 117 to the communication unit 160. , and may be transmitted to the
또한, 제2 전압 센싱 회로(113)의 전압 센싱 정보는 제3 전압 센싱 회로(115), 및 제4 전압 센싱 회로(117)를 순차적으로 지나서 통신부(160), 및 제어부(140)로 전달될 수 있다.In addition, the voltage sensing information of the second voltage sensing circuit 113 passes sequentially through the third voltage sensing circuit 115 and the fourth voltage sensing circuit 117 to be transmitted to the communication unit 160 and the
또한, 제3 전압 센싱 회로(111)의 전압 센싱 정보는 제4 전압 센싱 회로(117)를 지나서 통신부(160), 및 제어부(140)로 전달될 수 있다.Additionally, the voltage sensing information of the third voltage sensing circuit 111 may be transmitted to the communication unit 160 and the
일 실시예에 있어서, 복수의 전압 센싱 회로 중에서 통신 경로 상 제어부(140)로부터 멀리 위치한 전압 센싱 회로가 연료전지 스택의 음전압을 감지하거나, 또는 인접한 전압 센싱 회로와의 절연 통신에 문제가 발생하는 경우, 해당 전압 센싱 회로의 감지 신호의 전송 지연 또는 에러가 발생할 수 있다. 이때 제어부(140)는, 해당 전압 센싱 회로의 전송 지연 또는 에러에 따라 연료전지 스택의 음전압 발생 시점 및 음전압 발생 스택을 정확히 판단하지 못하므로, 연료전지(200)에 대한 연료 공급 제어에 문제가 발생할 수 있다.In one embodiment, among a plurality of voltage sensing circuits, a voltage sensing circuit located far from the
음전압 센싱부(120)는, 상기한 문제 해결을 위해 구비되는 것으로서, 연료전지(200)의 스택 각각의 음전압을 센싱하는 장치이다. 음전압 센싱부(120)는 전압 센싱부(110)와 별도로 구비될 수 있다. 음전압 센싱부(120)는 서로 전기적으로 연결되는 복수의 음전압 센싱 회로를 포함할 수 있다. 복수의 음전압 센싱 회로는 제1 음전압 센싱 회로(121), 제2 음전압 센싱 회로(123), 제3 음전압 센싱 회로(125), 및 제4 음전압 센싱 회로(127)를 포함할 수 있다. 복수의 음전압 센싱 회로의 개수는 이에 한정되는 것은 아니고, 연료전지(200)의 스택 개수에 따라 더욱 늘어나거나 줄어들 수 있다.The negative
제1 음전압 센싱 회로(121)는, 제1 연료전지 스택(210)의 음전압을 센싱할 수 있다. 제2 음전압 센싱 회로(123)는, 제2 연료전지 스택(220)의 음전압을 센싱할 수 있다. 제3 음전압 센싱 회로(125)는, 제3 연료전지 스택(230)의 음전압을 센싱할 수 있다. 제4 음전압 센싱 회로(127)는, 제1 연료전지 스택(240)의 음전압을 센싱할 수 있다.The first negative voltage sensing circuit 121 can sense the negative voltage of the first fuel cell stack 210. The second negative voltage sensing circuit 123 can sense the negative voltage of the second fuel cell stack 220. The third negative voltage sensing circuit 125 can sense the negative voltage of the third fuel cell stack 230. The fourth negative voltage sensing circuit 127 can sense the negative voltage of the first fuel cell stack 240.
제1 음전압 센싱 회로(121), 제2 음전압 센싱 회로(123), 제3 음전압 센싱 회로(125), 및 제4 음전압 센싱 회로(127) 각각은, 연료전지 스택의 음전압이 센싱되면, 음전압 센싱 정보를 판단부(130)로 전송할 수 있다.The first negative voltage sensing circuit 121, the second negative voltage sensing circuit 123, the third negative voltage sensing circuit 125, and the fourth negative voltage sensing circuit 127 each determine the negative voltage of the fuel cell stack. When sensed, negative voltage sensing information can be transmitted to the determination unit 130.
판단부(130)는, 음전압 센싱부(120)로부터 음전압 센싱 정보를 수신할 수 있다. 판단부(130)는 음전압 센싱 정보를 이용하여 음전압 발생 시점과 음전압 발생 스택을 판단할 수 있다. 판단부(130)는 음전압 발생 시점과 음전압 발생 스택에 대한 판단 정보를 제어부(140)로 전송할 수 있다.The determination unit 130 may receive negative voltage sensing information from the negative
제어부(140)는 전압 센싱부(110)로부터 전압 센싱 정보를 전달받을 수 있다. 제어부(140)는 전압 센싱 정보를 이용하여 연료전지(200)에 대한 연료 공급을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(140)는 판단부(130)로부터 판단 정보를 전달받을 수 있다. 제어부(140)는 판단 정보를 이용하여 음전압 발생 스택에 대한 연료 공급을 적절히 제어할 수 있다.The
전원공급부(150)는, 전압 센싱부(110)와 음전압 센싱부(120)의 기능 동작을 위한 전원을 공급할 수 있다.The
통신부(160)는, 전압 센싱부(100) 중에서 어느 한 쪽 끝단의 전압 센싱 회로와 절연 통신 연결될 수 있다. 통신부(160)는 연결된 전압 센싱 회로와 통신함으로써 전압 정보를 수신할 수 있다. 통신부(160)는 수신한 전압 정보를 제어부(140)로 전달할 수 있다.The communication unit 160 may be insulated and connected to a voltage sensing circuit at one end of the
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음전압 감지 기능을 구비한 연료전지 제어 장치의 통신 고장 상황의 일 예를 보여주는 도면이다.Figure 3 is a diagram showing an example of a communication failure situation of a fuel cell control device equipped with a negative voltage detection function according to a preferred embodiment of the present invention.
도 3을 참고하면, 음전압 감지 기능을 구비한 연료전지 제어 장치(100)는 전압 센싱부(110)의 전압 센싱 회로 간 통신 고장이 발생하더라도, 음전압 센싱부(120)에서 연료전지(200)의 음전압을 센싱할 수 있어 통신 지연없이 음전압 센싱 정보의 처리가 가능하다.Referring to FIG. 3, the fuel
일 실시예에 있어서, 제2 전압 센싱 회로(113)와 제3 전압 센싱 회로(115) 사이에 통신 고장이 발생할 수 있다. 이때 제2 전압 센싱 회로(113)에서 센싱한 제2 연료전지 스택(220)의 전압 정보가 통신 고장으로 인해 제어부(140)로 전달되지 않는다. 제2 음전압 센싱 회로(123)는 2 전압 센싱 회로(113)와 제3 전압 센싱 회로(115) 사이의 통신 고장과 상관없이 제2 연료전지 스택(220)의 음전압을 센싱할 수 있다. 제2 음전압 센싱 회로(123)는 판단부(130)로 센싱 정보를 전송할 수 있다. 판단부(130)는 제2 음전압 센싱 회로(123)의 센싱 정보를 통해 제2 연료전지 스택(220)의 음전압 발생 및 시점을 판단할 수 있다. 판단부(130)는 판단 정보를 제어부(140)로 전송할 수 있다.In one embodiment, a communication failure may occur between the second voltage sensing circuit 113 and the third voltage sensing circuit 115. At this time, the voltage information of the second fuel cell stack 220 sensed by the second voltage sensing circuit 113 is not transmitted to the
제어부(140)는, 제2 전압 센싱 회로(113)의 센싱 정보를 대신하여 판단부(130)의 판단 정보를 통해 제2 연료전지 스택(220)의 음전압 발생 상황을 확인할 수 있다. 이를 통해 제어부(140)는 음전압 발생 스택에 대한 연료 공급을 제어할 수 있다.The
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음전압 센싱부의 세부 구성을 보여주는 블록도이다. 이하, 발명 설명의 용이함을 위해 음전압 센싱부의 구성 요소 중 일부 설명이 생략될 수 있다.Figure 4 is a block diagram showing the detailed configuration of a negative voltage sensing unit according to a preferred embodiment of the present invention. Hereinafter, for ease of description of the invention, description of some of the components of the negative voltage sensing unit may be omitted.
도 4를 참고하면, 제1 음전압 센싱 회로(121), 제2 음전압 센싱 회로(123), 및 제3 음전압 센싱 회로(125)의 세부 구성에 대한 블록도를 확인할 수 있다.Referring to FIG. 4, a block diagram of the detailed configuration of the first negative voltage sensing circuit 121, the second negative voltage sensing circuit 123, and the third negative voltage sensing circuit 125 can be seen.
제1 음전압 센싱 회로(121)는 제1 연료전지 스택(210)의 음전압을 센싱하는 제1 음전압 감지부(121a), 및 제1 음전압 감지부(121a)의 센싱 정보를 판단부(130)로 전달하는 제1 신호 전달부(121b)를 포함할 수 있다.The first negative voltage sensing circuit 121 includes a first negative
제2 음전압 센싱 회로(123)는, 제2 연료전지 스택(220)의 음전압을 센싱하는 제2 음전압 감지부(123a), 및 제2 음전압 감지부(123a)의 센싱 정보를 판단부(130)로 전달하는 제2 신호 전달부(123b)를 포함할 수 있다.The second negative voltage sensing circuit 123 determines the second negative
제3 음전압 센싱 회로(125)는, 제3 연료전지 스택(230)의 음전압을 센싱하는 제3 음전압 감지부(125a), 및 제3 음전압 감지부(125a)의 센싱 정보를 판단부(130)로 전달하는 제3 신호 전달부(125b)를 포함할 수 있다.The third negative voltage sensing circuit 125 determines the third negative voltage sensing unit 125a, which senses the negative voltage of the third fuel cell stack 230, and the sensing information of the third negative voltage sensing unit 125a. It may include a third signal transmission unit 125b that transmits the signal to the unit 130.
판단부(130)는, 제1 음전압 센싱 회로(121)의 센싱 정보를 전달받는 제1 신호 분압부(131a), 제2 음전압 센싱 회로(123)의 센싱 정보를 전달받는 제2 신호 분압부(131b), 제3 음전압 센싱 회로(125)의 센싱 정보를 전달받는 제3 신호 분압부(131c), 및 제1 신호 분압부(131a), 제2 신호 분압부(131b), 제3 신호 분압부(131c) 각각의 센싱 정보에 대한 신호 세기를 증폭하여 제어부(140)로 전달하는 신호 증폭부(133)를 포함할 수 있다.The determination unit 130 includes a first signal dividing unit 131a that receives the sensing information of the first negative voltage sensing circuit 121, and a second signal dividing unit that receives the sensing information of the second negative voltage sensing circuit 123. unit 131b, a third signal dividing unit 131c that receives sensing information from the third negative voltage sensing circuit 125, and a first signal dividing unit 131a, a second signal dividing unit 131b, and a third signal dividing unit 131b. The signal dividing unit 131c may include a signal amplifying unit 133 that amplifies the signal strength for each sensing information and transmits it to the
도 5는 도 4의 제1 음전압 센싱 회로의 구체적인 회로도이다.FIG. 5 is a detailed circuit diagram of the first negative voltage sensing circuit of FIG. 4.
도 5를 참고하면, 제1 음전압 감지부(121a)는, 연료전지 스택(200, Fuel Cell Stack)의 양전압단에 연결되는 제1 인덕터(L1), 제2 인덕터(L2), 제1 커패시터(C1), 제2 커패시터(C2), 및 그라운드 저항(R_G)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, the first negative
또한, 제1 음전압 감지부(121a)는, 제1 인덕터(L1)에 연결되는 제1 저항(R_CL1), 및 제2 인덕터(L2)에 연결되는 제2 저항(R_CL2)을 포함할 수 있다.Additionally, the first negative
또한, 제1 음전압 감지부(121a)는 제1 커패시터(C1)에 연결되는 제너다이오드(ZD), 및 게이트단이 그라운드 저항(R_G)에 연결되고, 드레인단이 제2 저항(R_CL2)에 연결되며, 소스단이 제너다이오드(ZD)에 연결되는 모스펫 소자(MOSFET)를 포함할 수 있다.In addition, the first negative
또한, 제1 저항(R_CL1), 제2 커패시터(C2), 제너다이오드(ZD), 및 모스펫소자(MOSFET)는 포토커플러(PC, Photo Coupler)에 연결될 수 있다. 포토커플러(PC)는 제1 제1 음전압 감지부(121a)의 전압 센싱 정보를 제1 신호 전달부(121b)로 전달할 수 있다.Additionally, the first resistor (R_CL1), the second capacitor (C2), the Zener diode (ZD), and the MOSFET device may be connected to a photo coupler (PC). The photocoupler (PC) may transmit the voltage sensing information of the first negative
제1 신호 전달부(121b)는 포토커플러(PC)에 연결되는 양전압원(VDD), 포토커플러(PC)와 그라운드 사이에 연결되는 풀다운 저항(R_PD), 풀다운 저항(R_PD)에 병렬 연결되는 제3 커패시터(C3), 및 판단부에 연결되는 출력단자(FC_ND)를 포함할 수 있다. 제1 신호 전달부(121b)는 제1 음전압 감지부(121a)의 전압 센싱 정보를 판단부(130)로 전달할 수 있다.The first signal transfer unit 121b includes a positive voltage source (VDD) connected to the photocoupler (PC), a pulldown resistor (R_PD) connected between the photocoupler (PC) and the ground, and a second signal connected in parallel to the pulldown resistor (R_PD). 3 It may include a capacitor (C3) and an output terminal (FC_ND) connected to the determination unit. The first signal transmission unit 121b may transmit the voltage sensing information of the first negative
제2 음전압 센싱 회로(123)와 제3 음전압 센싱 회로(125)는 제1 음전압 센싱 회로(121)와 거의 동일하게 구성되며, 도 6을 통해 확인할 수 있다.The second negative voltage sensing circuit 123 and the third negative voltage sensing circuit 125 are configured almost identically to the first negative voltage sensing circuit 121, and can be confirmed through FIG. 6.
도 6은 도 4의 음전압 센싱부의 복수의 음전압 센싱 회로에 대한 상세 회로도이다.FIG. 6 is a detailed circuit diagram of a plurality of negative voltage sensing circuits of the negative voltage sensing unit of FIG. 4.
도 6을 참고하면, 제1 음전압 센싱 회로(121), 제2 음전압 센싱 회로(123)와 제3 음전압 센싱 회로(125)가 서로 병렬로 연결되는 것을 확인할 수 있다. 제2 음전압 센싱 회로(123)와 제3 음전압 센싱 회로(125)의 구성 요소는 제1 음전압 센싱 회로(121)와 거의 동일하므로, 도 5의 설명으로 대체한다.Referring to FIG. 6, it can be seen that the first negative voltage sensing circuit 121, the second negative voltage sensing circuit 123, and the third negative voltage sensing circuit 125 are connected to each other in parallel. Since the components of the second negative voltage sensing circuit 123 and the third negative voltage sensing circuit 125 are almost the same as those of the first negative voltage sensing circuit 121, they are replaced with the description of FIG. 5.
제1 음전압 센싱 회로(121), 제2 음전압 센싱 회로(123)와 제3 음전압 센싱 회로(125) 각각은, 연료전지 스택(Fuel Cell Stack)의 음전압 발생시, 하이 레벨의 음전압 감지 신호를 판단부(130)로 전송할 수 있다. 판단부(130)의 세부 회로 구성은 도 7 및 도 8을 통해 후술한다.Each of the first negative voltage sensing circuit 121, the second negative voltage sensing circuit 123, and the third negative voltage sensing circuit 125 generates a high level negative voltage when a negative voltage in the fuel cell stack is generated. A detection signal may be transmitted to the determination unit 130. The detailed circuit configuration of the determination unit 130 will be described later with reference to FIGS. 7 and 8.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도 4의 판단부를 보여주는 회로도이다.Figure 7 is a circuit diagram showing the determination unit of Figure 4 according to a preferred embodiment of the present invention.
도 7을 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 판단부(130)의 회로도를 확인할 수 있다.Referring to FIG. 7, a circuit diagram of the determination unit 130 according to a preferred embodiment of the present invention can be seen.
제1 신호 분압부(131a)는 제1 음전압 센싱 회로(121)의 제1 음전압 감지 신호(Sig1)를 분압하도록 구성되며, 제1 음전압 센싱 회로(121)의 출력단에 연결되는 제1 분압 저항(R1)을 포함할 수 있다.The first signal dividing unit 131a is configured to divide the first negative voltage detection signal (Sig1) of the first negative voltage sensing circuit 121, and is connected to the output terminal of the first negative voltage sensing circuit 121. It may include a partial pressure resistance (R1).
제2 신호 분압부(131b)는, 제2 음전압 센싱 회로(123)의 제2 음전압 감지 신호(Sig2)를 분압하도록 구성되며, 제2 음전압 센싱 회로(123)의 출력단에 연결되는 제2 분압 저항(R2)과, 제2 분압 저항(R2)과 그라운드 사이에 연결되는 제3 분압 저항(R3)을 포함할 수 있다.The second signal dividing unit 131b is configured to divide the second negative voltage detection signal Sig2 of the second negative voltage sensing circuit 123, and is connected to the output terminal of the second negative voltage sensing circuit 123. It may include two voltage divider resistors (R2) and a third divider resistor (R3) connected between the second divider resistor (R2) and the ground.
제3 신호 분압부(131c)는 제3 음전압 센싱 회로(125)의 제3 음전압 감지 신호(Sig2)를 분압하도록 구성되며, 제3 음전압 센싱 회로(125)의 출력단에 연결되는 제4 분압 저항(R4)과, 제4 분압 저항(R4)과 그라운드 사이에 연결되는 제5 분압 저항(R5)을 포함할 수 있다.The third signal dividing unit 131c is configured to divide the third negative voltage detection signal Sig2 of the third negative voltage sensing circuit 125, and the fourth signal dividing unit 131c is connected to the output terminal of the third negative voltage sensing circuit 125. It may include a voltage divider resistor (R4) and a fifth divider resistor (R5) connected between the fourth divider resistor (R4) and the ground.
신호 증폭부(133)는 제1 신호 분압부(131a), 제2 신호 분압부(131b), 및 제3 신호 분압부(131c) 각각의 신호 세기를 증폭하도록 구성될 수 있다. 신호 증폭부(133)는 제1 신호 분압부(131a), 제2 신호 분압부(131b), 및 제3 신호 분압부(131c) 각각이 연결되는 제1 입력단(IN+), 그라운드 단이 연결되는 제2 입력단(IN-), 양전압이 입력되는 전원 입력단(VCC), 그라운드 전압이 입력되는 그라운드 입력단(VEE), 및 증폭 신호를 출력하는 출력단(OUT)을 포함할 수 있다.The signal amplifying unit 133 may be configured to amplify the signal strengths of each of the first signal dividing unit 131a, the second signal dividing unit 131b, and the third signal dividing unit 131c. The signal amplifying unit 133 has a first input terminal (IN+) to which the first signal dividing unit 131a, the second signal dividing unit 131b, and the third signal dividing unit 131c are respectively connected, and a ground terminal is connected to the signal amplifying unit 133. It may include a second input terminal (IN-), a power input terminal (VCC) through which a positive voltage is input, a ground input terminal (VEE) through which a ground voltage is input, and an output terminal (OUT) through which an amplified signal is output.
한편, 그라운드와 제2 입력단(IN-) 사이에 제6 저항(R6)이 연결될 수 있다. 또한, 신호 증폭부(133)의 제2 입력단(IN-)과 출력단(OUT) 사이에 제7 저항(R7)이 연결될 수 있다. 또한, 신호 증폭부(133)의 출력단(OUT)에 커패시터(C33)가 연결될 수 있다.Meanwhile, a sixth resistor (R6) may be connected between the ground and the second input terminal (IN-). Additionally, a seventh resistor R7 may be connected between the second input terminal (IN-) and the output terminal (OUT) of the signal amplifier 133. Additionally, a capacitor C33 may be connected to the output terminal (OUT) of the signal amplifier 133.
도 8은 도 4의 판단부와 다른 실시예를 보여주는 회로도이다.Figure 8 is a circuit diagram showing an embodiment different from the determination unit of Figure 4.
도 8을 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 판단부(130)는, 별도 신호 증폭없이 제1 음전압 감지 신호(Sig1), 제2 음전압 감지 신호(Sig2), 제3 음전압 감지 신호(Sig3)를 개별적으로 제어부(140)에 전달하도록 구성될 수 있다. 여기서, 판단부(130)는 커패시터(C_ESD), 양전압원(VDD)에 연결되는 풀업 저항(R_PU), 그라운드에 연결되는 풀다운 저항(R_PD), 및 커패시터(C_ESD), 풀업 저항(R_PU), 풀다운 저항(R_PD)에 일단이 연결되고, 출력단(FC_ND_MCU)에 타단이 연결되는 저항(R_S)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8, the determination unit 130 according to another embodiment of the present invention detects the first negative voltage detection signal (Sig1), the second negative voltage detection signal (Sig2), and the third negative voltage without separate signal amplification. It may be configured to individually transmit the signal Sig3 to the
도 9는 복수의 연료전지 스택 각각의 음전압 발생 상황의 일 예를 보여주는 도면이다.FIG. 9 is a diagram showing an example of a negative voltage generation situation in each of a plurality of fuel cell stacks.
도 9의 (a)는 제1 연료전지 스택(210)의 음전압 발생 상황에 대한 일 예를 보여주는 도면이다. 도 9의 (b)는 제2 연료전지 스택(220)의 음전압 발생 상황에 대한 일 예를 보여주는 도면이다. 도 9의 (c)는 제3 연료전지 스택(230)의 음전압 발생 상황에 대한 일 예를 보여주는 도면이다.FIG. 9 (a) is a diagram showing an example of a negative voltage generation situation in the first fuel cell stack 210. FIG. 9 (b) is a diagram showing an example of a negative voltage generation situation in the second fuel cell stack 220. FIG. 9 (c) is a diagram showing an example of a negative voltage generation situation in the third fuel cell stack 230.
도의 9(a) 내지 도 9의(b)에서, 복수의 연료전지 스택 각각의 음전압은 음전압 센싱부(120)에 의해 센싱되며, 이는 도 10과 같이 나타날 수 있다.9(a) to 9(b), the negative voltage of each of the plurality of fuel cell stacks is sensed by the negative
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음전압 감지 기능을 구비한 연료전지 제어 장치에서 감지한 음전압 감지 신호의 일 예를 보여주는 도면이다.Figure 10 is a diagram showing an example of a negative voltage detection signal detected by a fuel cell control device equipped with a negative voltage detection function according to a preferred embodiment of the present invention.
도 10의 (a)는 제1 음전압 센싱 회로(121)에서 센싱한 제1 연료전지 스택(210)의 음전압의 일 예를 보여준다.Figure 10(a) shows an example of the negative voltage of the first fuel cell stack 210 sensed by the first negative voltage sensing circuit 121.
도 10의 (b)는 제2 음전압 센싱 회로(123)에서 센싱한 제2 연료전지 스택(220)의 음전압의 일 예를 보여준다.Figure 10(b) shows an example of the negative voltage of the second fuel cell stack 220 sensed by the second negative voltage sensing circuit 123.
도 10의 (c)는 제3 음전압 센싱 회로(125)에서 센싱한 제3 연료전지 스택(230)의 음전압의 일 예를 보여준다.Figure 10(c) shows an example of the negative voltage of the third fuel cell stack 230 sensed by the third negative voltage sensing circuit 125.
제1 음전압 센싱 회로(121), 제2 음전압 센싱 회로(123), 및 제3 음전압 센싱 회로(125) 각각은, 복수의 연료전지 스택 각각의 음전압 센싱 정보를 판단부(130)로 전송할 수 있다.The first negative voltage sensing circuit 121, the second negative voltage sensing circuit 123, and the third negative voltage sensing circuit 125 each determine negative voltage sensing information of each of the plurality of fuel cell stacks through the determination unit 130. It can be sent to .
도 11은 도 10의 복수의 음전압 감지 신호에 대해 분압하여 나타나는 전압 레벨을 보여주는 도면이다.FIG. 11 is a diagram showing voltage levels obtained by dividing the plurality of negative voltage detection signals of FIG. 10.
도 11의 (a)는 판단부(130)의 제1 신호 분압부(131a)에 의해 분압된 제1 음전압 감지 신호(Sig1)의 전압 레벨의 일 예를 보여주는 도면이다.FIG. 11 (a) is a diagram showing an example of the voltage level of the first negative voltage detection signal Sig1 divided by the first signal dividing unit 131a of the determination unit 130.
도 11의 (b)는 판단부(130)의 제2 신호 분압부(131b)에 의해 분압된 제2 음전압 감지 신호(Sig2)의 전압 레벨의 일 예를 보여주는 도면이다.FIG. 11 (b) is a diagram showing an example of the voltage level of the second negative voltage detection signal Sig2 divided by the second signal dividing unit 131b of the determination unit 130.
도 11의 (c)는 판단부(130)의 제3 신호 분압부(131c)에 의해 분압된 제3 음전압 감지 신호(Sig3)의 전압 레벨의 일 예를 보여주는 도면이다.FIG. 11 (c) is a diagram showing an example of the voltage level of the third negative voltage detection signal Sig3 divided by the third signal dividing unit 131c of the determination unit 130.
제1 신호 분압부(131a), 제2 신호 분압부(131b), 및 제3 신호 분압부(131c) 각각은, 제1 음전압 감지 신호(Sig1), 제1 음전압 감지 신호(Sig2), 및 제1 음전압 감지 신호(Sig3)를 신호 증폭부(133)로 전달할 수 있다.The first signal dividing unit 131a, the second signal dividing unit 131b, and the third signal dividing unit 131c each include a first negative voltage detection signal (Sig1), a first negative voltage detection signal (Sig2), And the first negative voltage detection signal (Sig3) may be transmitted to the signal amplifier 133.
도 12는 도 11의 분압된 복수의 음전압 감지 신호에 대해 신호 증폭을 수행한 결과를 보여주는 도면이다.FIG. 12 is a diagram showing the results of signal amplification on a plurality of divided negative voltage detection signals of FIG. 11.
도 12를 참고하면, 판단부(130)는 복수의 음전압 감지 신호가 증폭되어 나타나는 증폭 신호의 레벨을 아날로그 포트로 센싱하여 음전압 발생 스택을 나타내는 어느 하나의 비트를 확인할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 복수의 연료전지 스택이 3 개인 경우, 제1 연료전지 스택(210)이 최상위 비트(bit)로 설정되고, 제3 연료전지 스택(230)이 최하위 비트(bit)로 설정되며, 제2 연료전지 스택(220)이 제1 연료전지 스택(210)과 제3 연료전지 스택(230) 사이의 비트(bit)로 설정될 수 있다. 하기 표 1과 같이 음전압 발생 스택을 나타내는 대략 8 가지 경우의 비트가 설정될 수 있다.Referring to FIG. 12, the determination unit 130 can detect one bit representing a negative voltage generation stack by sensing the level of the amplified signal that appears when a plurality of negative voltage detection signals are amplified through an analog port. In one embodiment, when there are three fuel cell stacks, the first fuel cell stack 210 is set as the most significant bit, and the third fuel cell stack 230 is set as the lowest bit. And the second fuel cell stack 220 may be set as a bit between the first fuel cell stack 210 and the third fuel cell stack 230. As shown in Table 1 below, approximately 8 bits representing a negative voltage generation stack can be set.
한편, 음전압 발생 스택을 나타내는 비트가 상기한 수에 한정되는 것이 아니다. 즉, 더욱 많은 연료전지 스택에 대해 센싱해야 하는 경우, 비트 수를 늘리거나 동일한 음전압 센싱 회로를 병렬로 늘리면 가능하다.Meanwhile, the bits representing the negative voltage generation stack are not limited to the above number. In other words, if more fuel cell stacks need to be sensed, this can be done by increasing the number of bits or increasing the same negative voltage sensing circuit in parallel.
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음전압 발생 기능을 구비한 연료 전지 제어 장치의 제어 방법의 순서도이다.Figure 13 is a flowchart of a control method of a fuel cell control device with a negative voltage generation function according to a preferred embodiment of the present invention.
도 13을 참고하면, 음전압 발생 기능을 구비한 연료 전지 제어 장치의 제어 방법은, 복수의 연료전지 스택 각각의 음전압 발생 여부를 감지하고, 음전압 발생 스택이 확인되는 경우, 음전압 발생 스택에 대한 연료 공급을 제어하는 것을 특징으로 한다.Referring to FIG. 13, the control method of the fuel cell control device having a negative voltage generation function detects whether or not negative voltage is generated in each of the plurality of fuel cell stacks, and when the negative voltage generating stack is confirmed, the negative voltage generating stack It is characterized by controlling the fuel supply to.
도 13을 참고하면, 음전압 발생 기능을 구비한 연료 전지 제어 장치의 제어 방법은, 음전압 감지 단계(S1310), 확인 단계(S1320), 제어 단계(S1330), 음전압 해제 판단 단계(S1340), 정상 판단 단계(S1350), 및 고장 판단 단계(S1360)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 13, the control method of the fuel cell control device having a negative voltage generation function includes a negative voltage detection step (S1310), a confirmation step (S1320), a control step (S1330), and a negative voltage release determination step (S1340). , a normal determination step (S1350), and a failure determination step (S1360).
음전압 감지 단계(S1310)에서, 음전압 센싱부(120)는 복수의 연료전지 스택 각각의 음전압을 센싱할 수 있다. 판단부(130)는 음전압 센싱부(120)로부터 음전압 센싱 정보를 수신할 수 있다. 판단부(130)는 음전압 센싱 정보에 따라 음전압이 센싱되지 않은 경우 복수의 연료전지 스택의 정상으로 판단할 수 있다.In the negative voltage detection step (S1310), the negative
확인 단계(S1320)에서, 판단부(130)는 음전압 센싱 정보에 따라 음전압 발생이 확인되는 경우, 음전압 센싱 정보의 전압 레벨을 분압 및 증폭함으로써 음전압 발생 스택을 나타내는 정보 비트를 획득할 수 있다. 판단부(130)는 정보 비트를 통해 음전압 발생 스택이 확인되지 않는 경우, 복수의 연료전지 스택의 정상으로 판단할 수 있다. 판단부(130)는 정보 비트를 통해 음전압 발생 스택이 확인되는 경우, 판단 정보를 제어부(140)로 전달할 수 있다.In the confirmation step (S1320), when the generation of negative voltage is confirmed according to the negative voltage sensing information, the determination unit 130 obtains an information bit representing the negative voltage generation stack by dividing and amplifying the voltage level of the negative voltage sensing information. You can. If the negative voltage generating stack is not confirmed through the information bit, the determination unit 130 may determine that the plurality of fuel cell stacks are normal. When the negative voltage generation stack is confirmed through the information bit, the determination unit 130 may transmit the determination information to the
제어 단계(S1330)에서, 제어부(140)는 판단부(130)로부터 판단 정보를 전달받고, 판단 정보에 따라 음전압 발생 스택이 확인되는 경우, 음전압 발생 스택에 대해 연료 공급을 제어할 수 있다. 특히, 제어부(140)는 음전압 발생 스택에 대한 수소 및 공기를 공급하는 밸브를 제어할 수 있다. 이를 통해 음전압 발생 스택에 대한 수소 및 공기 공급이 제어될 수 있다.In the control step (S1330), the
음전압 해제 판단 단계(S1340)에서, 판단부(130)는 음전압 발생 스택에 대한 연료 공급이 제어되고 나서 소정 시간이 흐른 뒤에, 음전압 센싱부(120)로부터 전달받는 음전압 센싱 정보를 재확인할 수 있다.In the negative voltage release determination step (S1340), the determination unit 130 rechecks the negative voltage sensing information received from the negative
정상 판단 단계(S1350)에서, 판단부(130)는 재확인되는 음전압 센싱 정보에 따라 음전압 발생 스택이 확인되지 않는 경우, 복수의 연료전지 스택의 정상으로 판단할 수 있다.In the normal determination step (S1350), if the negative voltage generating stack is not confirmed according to the reconfirmed negative voltage sensing information, the determination unit 130 may determine that the plurality of fuel cell stacks are normal.
고장 판단 단계(S1360)에서, 판단부(130)는 재확인되는 음전압 센싱 정보에 따라 음전압 발생 스택이 확인되는 경우, 복수의 연료전지 스택의 고장으로 판단할 수 있다. 제어부(140)는 판단부(130)의 고장 판단 결과에 따라 연료전지 스택에 대한 연료 공급을 중지하고, 연료전지 스택의 고장을 외부에 알림으로써 빠른 후속 조치가 이루어지도록 할 수 있다.In the failure determination step (S1360), when the negative voltage generating stack is confirmed according to the reconfirmed negative voltage sensing information, the determination unit 130 may determine that the plurality of fuel cell stacks are malfunctioning. The
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 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present invention, and various modifications, changes, and substitutions can be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the attached drawings 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 and the attached drawings. .
본 발명에 따른 단계들 및/또는 동작들은 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 수 있는 것과 같이, 다른 순서로, 또는 병렬적으로, 또는 다른 에포크(epoch) 등을 위해 다른 실시 예들에서 동시에 일어날 수 있다.Steps and/or operations according to the invention may occur simultaneously in different embodiments, in different orders, in parallel, for different epochs, etc., as would be understood by those skilled in the art. You can.
실시 예에 따라서는, 단계들 및/또는 동작들의 일부 또는 전부는 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체에 저장된 명령, 프로그램, 상호작용 데이터 구조(interactive data structure), 클라이언트 및/또는 서버를 구동하는 하나 이상의 프로세서들을 사용하여 적어도 일부가 구현되거나 또는 수행될 수 있다. 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체는 예시적으로 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합일 수 있다. 또한, 본 명세서에서 논의된 "모듈"의 기능은 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합으로 구현될 수 있다.Depending on the embodiment, some or all of the steps and/or operations may include executing instructions, programs, interactive data structures, clients and/or servers stored on one or more non-transitory computer-readable media. At least a portion may be implemented or performed using one or more processors. The one or more non-transitory computer-readable media may illustratively be software, firmware, hardware, and/or any combination thereof. Additionally, the functionality of the “modules” discussed herein may be implemented in software, firmware, hardware, and/or any combination thereof.
100: 연료 제어 장치
110: 전압 센싱부
111: 제1 전압 센싱 회로
113: 제2 전압 센싱 회로
115: 제3 전압 센싱 회로
117: 제4 전압 센싱 회로
120: 음전압 센싱부
121: 제1 음전압 센싱 회로
123: 제2 음전압 센싱 회로
125: 제3 음전압 센싱 회로
127: 제4 음전압 센싱 회로
130: 판단부
140: 제어부
150: 전원공급부
160: 통신부
200: 연료전지 스택
210: 제1 연료전지 스택
220: 제2 연료전지 스택
230: 제3 연료전지 스택
240: 제4 연료전지 스택100: fuel control device
110: Voltage sensing unit
111: first voltage sensing circuit
113: second voltage sensing circuit
115: Third voltage sensing circuit
117: Fourth voltage sensing circuit
120: Negative voltage sensing unit
121: First negative voltage sensing circuit
123: Second negative voltage sensing circuit
125: Third negative voltage sensing circuit
127: Fourth negative voltage sensing circuit
130: Judgment unit
140: control unit
150: Power supply unit
160: Department of Communications
200: Fuel cell stack
210: First fuel cell stack
220: Second fuel cell stack
230: Third fuel cell stack
240: Fourth fuel cell stack
Claims (8)
상기 복수의 연료전지 스택 각각의 음전압을 센싱하는 복수의 음전압 센싱 회로를 구비하는 음전압 센싱부;
상기 복수의 연료전지 스택 중에서 적어도 하나에 음전압이 발생하는 경우, 상기 음전압 센싱부로부터 음전압 센싱 정보를 수신하고, 상기 음전압 센싱 정보를 이용하여 음전압 발생 스택을 판단하는 판단부; 및
상기 판단부의 판단 결과를 고려하여 상기 복수의 연료전지 스택에 대한 연료를 공급하는 연료 공급 시스템을 제어하는 제어부;
를 포함하고,
상기 복수의 음전압 센싱 회로 각각은, 상기 복수의 연료전지 스택 각각의 음전압을 센싱하는 음전압 감지부를 포함하고,
상기 음전압 감지부는,
상기 복수의 연료전지 스택 각각의 양전압단에 연결되는 제1 인덕터, 제2 인덕터, 제1 커패시터, 제2 커패시터, 그라운드 저항, 상기 제1 인덕터에 연결되는 제1 저항, 상기 제2 인덕터에 연결되는 제2 저항, 상기 제1 커패시터에 연결되는 제너다이오드, 및 게이트단이 상기 그라운드 저항에 연결되고, 드레인단이 상기 제2 저항에 연결되며, 소스단이 상기 제너다이오드에 연결되는 모스펫 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 음전압 감지 기능을 구비하는 연료전지 제어 장치.A voltage sensing unit including a plurality of voltage sensing circuits that sense the voltage of each of the plurality of fuel cell stacks;
a negative voltage sensing unit including a plurality of negative voltage sensing circuits that sense the negative voltage of each of the plurality of fuel cell stacks;
When a negative voltage is generated in at least one of the plurality of fuel cell stacks, a determination unit that receives negative voltage sensing information from the negative voltage sensing unit and determines a negative voltage generating stack using the negative voltage sensing information; and
a control unit that controls a fuel supply system that supplies fuel to the plurality of fuel cell stacks in consideration of the determination result of the determination unit;
Including,
Each of the plurality of negative voltage sensing circuits includes a negative voltage detection unit that senses the negative voltage of each of the plurality of fuel cell stacks,
The negative voltage detection unit,
A first inductor, a second inductor, a first capacitor, a second capacitor, a ground resistor connected to the positive voltage terminal of each of the plurality of fuel cell stacks, a first resistor connected to the first inductor, and a first resistor connected to the second inductor. a second resistor, a Zener diode connected to the first capacitor, and a MOSFET element whose gate terminal is connected to the ground resistor, a drain terminal connected to the second resistor, and a source terminal connected to the Zener diode. A fuel cell control device having a negative voltage detection function, characterized in that:
상기 복수의 전압 센싱 회로는, 서로 데이지 체인(Daisy Chain) 방식으로 통신 연결되는 것을 특징으로 하는 음전압 감지 기능을 구비하는 연료전지 제어 장치.According to claim 1,
A fuel cell control device with a negative voltage detection function, wherein the plurality of voltage sensing circuits are connected to each other in communication in a daisy chain manner.
상기 복수의 음전압 센싱 회로 각각은,
상기 음전압 감지부의 음전압 센싱 정보를 상기 판단부로 전달하는 신호 전달부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음전압 감지 기능을 구비하는 연료전지 제어 장치.According to claim 1,
Each of the plurality of negative voltage sensing circuits,
A fuel cell control device having a negative voltage detection function, further comprising a signal transmission unit that transmits negative voltage sensing information from the negative voltage detection unit to the determination unit.
상기 제1 저항, 상기 제2 커패시터, 상기 제너다이오드, 및 상기 모스펫 소자는 포토커플러에 연결되는 것을 특징으로 하는 음전압 감지 기능을 구비하는 연료전지 제어 장치.According to claim 3,
A fuel cell control device having a negative voltage detection function, wherein the first resistor, the second capacitor, the Zener diode, and the MOSFET element are connected to a photocoupler.
상기 신호 전달부는,
상기 포토커플러에 연결되는 양전압원, 상기 포토커플러와 그라운드 사이에 연결되는 풀다운 저항, 상기 풀다운 저항에 병렬 연결되는 제3 커패시터, 및 상기 판단부에 연결되는 출력단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 음전압 감지 기능을 구비하는 연료전지 제어 장치.According to claim 4,
The signal transmission unit,
A negative voltage comprising a positive voltage source connected to the photocoupler, a pull-down resistor connected between the photocoupler and the ground, a third capacitor connected in parallel to the pull-down resistor, and an output terminal connected to the determination unit. A fuel cell control device with a detection function.
상기 복수의 음전압 센싱 회로는,
상기 복수의 연료전지 스택 각각의 음전압을 센싱하도록 서로 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 음전압 감지 기능을 구비하는 연료전지 제어 장치.According to claim 3,
The plurality of negative voltage sensing circuits,
A fuel cell control device having a negative voltage detection function, wherein the plurality of fuel cell stacks are connected in parallel to sense the negative voltage of each fuel cell stack.
상기 판단부는,
상기 복수의 음전압 센싱 회로 각각의 음전압 감지 신호를 분압하는 복수의 신호 분압부, 및 상기 복수의 신호 분압부에 의해 분압된 상기 음전압 감지 신호를 증폭하는 신호 증폭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 음전압 감지 기능을 구비하는 연료전지 제어 장치.According to claim 3,
The judgment department,
Characterized by comprising a plurality of signal dividing units for dividing the negative voltage detection signals of each of the plurality of negative voltage sensing circuits, and a signal amplifying unit for amplifying the negative voltage detection signals divided by the plurality of signal dividing units. Fuel cell control device with negative voltage detection function.
상기 판단부는,
상기 신호 증폭부에 의해 증폭되는 신호의 레벨을 비트로 변환하고, 변환된 상기 비트를 이용하여 음전압 발생 스택을 판단하는 것을 특징으로 하는 음전압 감지 기능을 구비하는 연료전지 제어 장치.According to claim 7,
The judgment department,
A fuel cell control device having a negative voltage detection function, characterized in that converting the level of the signal amplified by the signal amplifier into bits and determining a negative voltage generation stack using the converted bits.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210117768A KR102651906B1 (en) | 2021-09-03 | 2021-09-03 | Fuel cell control device and method with negative voltage detection function |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210117768A KR102651906B1 (en) | 2021-09-03 | 2021-09-03 | Fuel cell control device and method with negative voltage detection function |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20230034703A KR20230034703A (en) | 2023-03-10 |
KR102651906B1 true KR102651906B1 (en) | 2024-03-26 |
Family
ID=85570364
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020210117768A Active KR102651906B1 (en) | 2021-09-03 | 2021-09-03 | Fuel cell control device and method with negative voltage detection function |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102651906B1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006042591A (en) * | 2004-06-21 | 2006-02-09 | Panasonic Ev Energy Co Ltd | Abnormal voltage detecting device for battery pack |
JP2009250615A (en) | 2008-04-01 | 2009-10-29 | Panasonic Ev Energy Co Ltd | Voltage measuring device and electric vehicle |
JP2016044986A (en) * | 2014-08-20 | 2016-04-04 | 富士通テン株式会社 | Battery monitoring system |
JP2017084453A (en) * | 2015-10-22 | 2017-05-18 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | Fuel cell diagnostic device |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101628107B1 (en) | 2014-11-19 | 2016-06-08 | 현대자동차 주식회사 | Safety apparatus for fuel cell vehicle and method for controlling the safety apparatus |
-
2021
- 2021-09-03 KR KR1020210117768A patent/KR102651906B1/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006042591A (en) * | 2004-06-21 | 2006-02-09 | Panasonic Ev Energy Co Ltd | Abnormal voltage detecting device for battery pack |
JP2009250615A (en) | 2008-04-01 | 2009-10-29 | Panasonic Ev Energy Co Ltd | Voltage measuring device and electric vehicle |
JP2016044986A (en) * | 2014-08-20 | 2016-04-04 | 富士通テン株式会社 | Battery monitoring system |
JP2017084453A (en) * | 2015-10-22 | 2017-05-18 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | Fuel cell diagnostic device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20230034703A (en) | 2023-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7687168B2 (en) | Fuel cell system for setting predetermined operation state when substitutional value control is impossible | |
US8289027B2 (en) | Apparatus for monitoring cell voltage and fuel cells using the same | |
JP4905706B2 (en) | Fuel cell system and control method thereof | |
CN108292764B (en) | Assembly for cathode recirculation of fuel cells and method for cathode recirculation | |
US8450965B2 (en) | Stack-powered fuel cell monitoring device with prioritized arbitration | |
US8257875B2 (en) | Method for collection and communication of measured data within a fuel cell stack | |
CN102231509A (en) | Undervoltage latch circuit capable of preventing error turning | |
JP2007141732A (en) | Fuel cell system and temperature adjustment method thereof | |
JP2012109216A (en) | Fuel battery system | |
US8142945B2 (en) | Method for controlling peripheral system and fuel cell system using the same | |
KR102651906B1 (en) | Fuel cell control device and method with negative voltage detection function | |
JP2017010927A (en) | Shutdown method of fuel cell stack and fuel cell system therefor | |
US20110217612A1 (en) | Method to measure and communicate cell voltage in a fuel cell stack by embedding measurement units on the plate | |
JP6581532B2 (en) | Fuel cell power generation system | |
KR100849127B1 (en) | Fuel Cell Stack and Operating Method for Catalyst Cleaning Thereof | |
JP2008071572A (en) | Fuel cell system, and method for controlling the same | |
US6898964B2 (en) | Failure determination method for an air supply system in a fuel cell apparatus | |
JP6251966B2 (en) | FUEL CELL SYSTEM AND METHOD FOR CHECKING OPERATION STATE OF FUEL CELL SYSTEM | |
US8990034B2 (en) | Redundancy for improved stack health monitoring reliability | |
US20060188766A1 (en) | Fuel cell system and method of controlling same | |
JP5125103B2 (en) | Fuel cell system | |
KR102603061B1 (en) | Power generation control system and control method of fuel cell | |
KR100805590B1 (en) | Apparatus and method for detecting and controlling abnormal operation of fuel cell peripherals | |
KR102324584B1 (en) | Voltage sensing circuit with circuit protection function and circuit protection method thereof | |
CN113690083B (en) | Small-sized safety AND gate with inherent safety |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20210903 |
|
PA0201 | Request for examination | ||
PG1501 | Laying open of application | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20230718 Patent event code: PE09021S01D |
|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20240102 Patent event code: PE09021S01D |
|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20240320 |
|
GRNT | Written decision to grant | ||
PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20240322 Patent event code: PR07011E01D |
|
PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20240322 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
PG1601 | Publication of registration |