KR100863643B1 - Multistructure hydrogen tank and fuel cell car comprising the same - Google Patents

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이종건
박선순
한규택
이욱
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현대자동차주식회사
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Abstract

A multi-structure hydrogen tank and a fuel cell car comprising the same are provided to facilitate installation of hydrogen tanks on the fuel cell car by packaging the hydrogen tanks. A multi-structure hydrogen tank comprises first hydrogen tanks(10), more than one second hydrogen tank(20), and a third hydrogen tank(30). The first hydrogen tanks are cylindrical. The second hydrogen tank houses at least one first hydrogen tank therein. The third hydrogen tank houses at least one second hydrogen tank therein. The first hydrogen tanks are stacked apart from one another. The stacked first hydrogen tanks are fixed by fixing plates(11) which is located at both ends of the first hydrogen tanks.

Description

다중 구조의 수소 탱크 및 이를 포함하는 연료전지 자동차{Multistructure hydrogen tank and fuel cell car comprising the same}Multistructure hydrogen tank and fuel cell car comprising the same

도 1은 본 발명에 따른 다중 구조의 수소 탱크가 차체에 장착된 도면.1 is a diagram in which a hydrogen tank of a multi-structure according to the present invention is mounted on a vehicle body.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 다중 구조의 수소 탱크를 나타낸 사시도, 평면도 및 측면도.Figures 2a to 2c is a perspective view, a plan view and a side view showing a multi-structure hydrogen tank according to the present invention.

도 3a는 본 발명에 따른 동일 온도 및 질량에서의 부피-압력 곡선을 나타낸 그래프.Figure 3a is a graph showing the volume-pressure curve at the same temperature and mass according to the present invention.

도 3b는 본 발명에 따른 동일 온도 및 부피에서의 질량-압력 곡선을 나타낸 그래프.3b is a graph showing the mass-pressure curve at the same temperature and volume according to the present invention.

도 3c는 본 발명에 따른 동일 두께를 가진 수소 탱크의 수소 저장량에 따른 크기를 나타낸 도면.Figure 3c is a view showing the size according to the hydrogen storage amount of the hydrogen tank having the same thickness according to the present invention.

도 4a 내지 4c는 본 발명에 따른 다중 구조의 수소 탱크가 배치되는 실시 예들을 나타낸 도면.4a to 4c are views showing embodiments in which a hydrogen tank of a multi-structure according to the present invention is arranged.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10 : 제 1 수소 탱크 11 : 고정판10: first hydrogen tank 11: fixed plate

13 : 수소 라인 20 : 제 2 수소 탱크13: hydrogen line 20: second hydrogen tank

30 : 제 3 수소 탱크 41 : 수소 유입구30: third hydrogen tank 41: hydrogen inlet

43 : 수소 배출구 45 : 레귤레이터43: hydrogen outlet 45: regulator

100 : 다중 구조의 수소 탱크100: hydrogen tank of multiple structure

본 발명은 다중 구조의 수소 탱크 및 이를 포함하는 연료전지 자동차에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다중 압력의 수소를 저장할 수 있도록 다중 구조의 수소 탱크를 장착함으로써 수소 저장량을 증가시키며, 자동차의 레이아웃을 개선시킬 수 있는 다중 구조의 수소 탱크 및 이를 포함하는 연료전지 자동차에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-structure hydrogen tank and a fuel cell vehicle including the same. More particularly, by mounting a multi-structure hydrogen tank to store multiple pressures of hydrogen, the hydrogen storage amount is increased, and the layout of the vehicle is improved. The present invention relates to a multi-structure hydrogen tank and a fuel cell vehicle including the same.

일반적으로, 내연기관 자동차가 화석 연료와 공기중의 산소를 엔진 내에서 연소시켜 그 폭발력으로 자동차를 구동시키는 것과는 달리, 연료전지 자동차(Fuel cell car)는 수소 탱크 또는 개질기를 통해 공급되는 수소와 공기압축기를 통해 공급되는 공기중의 산소를 연료전지 스택 내에서 전기 화학 반응시켜 생성된 전기에너지를 이용하여 자동차를 구동하게 되는 것이다.In general, fuel cell cars use hydrogen and air supplied through hydrogen tanks or reformers, whereas internal combustion engine cars burn fossil fuel and oxygen in the air to drive the car with its explosive power. The vehicle is driven by using electric energy generated by electrochemical reaction of oxygen in the air supplied through the compressor in the fuel cell stack.

종래의 수소 탱크는 동일한 체적을 갖는 탱크내 수소 압력을 동일하게 충진함으로써 자동차에 배치되었다.Conventional hydrogen tanks have been placed in automobiles by equally filling hydrogen pressure in tanks having the same volume.

종래에는 프레임 일체형 동일압력의 수소 탱크를 차체의 프레임에 일체로 장착하였으며, 또한, 수소 탱크를 일직선으로 배열하거나 세로로 배열하여 적용하였다.Conventionally, a frame-integrated hydrogen tank of the same pressure is integrally mounted to the frame of the vehicle body, and the hydrogen tanks are applied in a straight line or vertically.

그러나, 종래 기술에는 차량에 설치시 수소 탱크의 배치 구조에 제한되었으 며, 동일 체적을 갖는 수소 탱크 및 동일 압력으로 인해 수소 저장량에도 한계가 있는 문제점이 있다. However, the prior art is limited to the arrangement structure of the hydrogen tank when installed in a vehicle, there is a problem in that the hydrogen storage amount is limited due to the hydrogen tank and the same pressure having the same volume.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 다중으로 구성된 각각의 수소 탱크 내부에 다중의 압력을 저장하여 수소 저장량을 증가시키고, 다중 수소 탱크 구조로 인해 차량에 설치시 차량의 레이아웃에 적합하게 배치 가능하며, 고압의 안정성을 높일 수 있도록 하는 다중 구조의 수소 탱크 및 이를 포함하는 연료전지 자동차를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to increase the hydrogen storage by storing a plurality of pressure in each of the hydrogen tank configured in a multi, the multi-hydrogen tank structure of the vehicle when installed in the vehicle It is possible to provide a layout suitable for the layout and to provide a multi-structure hydrogen tank and a fuel cell vehicle including the same to increase the stability of high pressure.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 원통 형상으로 형성된 다수의 제 1 수소 탱크; 및 내부에 적어도 하나 이상의 상기 제 1 수소 탱크를 수용하는 적어도 하나 이상의 제 2 수소 탱크;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다중 구조의 수소 탱크를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises a plurality of first hydrogen tank formed in a cylindrical shape; And at least one or more second hydrogen tanks accommodating at least one or more first hydrogen tanks therein.

내부에 상기 제 2 수소 탱크를 적어도 하나 이상 수용하는 제 3 수소 탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.It further comprises a third hydrogen tank for receiving at least one of the second hydrogen tank therein.

상기 제 1 수소 탱크는 다수개가 서로 이격되어 적층되며, 그 양측에 적층된 상기 제 1 수소 탱크를 고정시키는 고정판과, 일측의 상기 고정판의 내측으로 상기 제 1 수소 탱크에 저장된 수소들이 출입할 수 있도록 연결시키는 수소 라인이 설치된 것을 특징으로 한다.The plurality of first hydrogen tanks are stacked spaced apart from each other, and a fixed plate for fixing the first hydrogen tank stacked on both sides thereof, and the hydrogen stored in the first hydrogen tank to the inside of the fixed plate on one side to enter and exit the A hydrogen line for connecting is installed.

상기 제 1 수소 탱크는 내부에 저장된 수소 압력이 상기 제 2 수소 탱크의 내부에 저장된 수소 압력보다 높은 것을 특징으로 한다.The first hydrogen tank is characterized in that the hydrogen pressure stored therein is higher than the hydrogen pressure stored inside the second hydrogen tank.

상기 제 1 수소 탱크는 내부에 저장된 수소 압력이 상기 제 2 수소 탱크의 내부에 저장된 수소 압력보다 높으며, 제 2 수소 탱크는 내부에 저장된 수소 압력이 상기 제 3 수소 탱크의 내부에 저장된 수소 압력보다 높은 것을 특징으로 한다.The hydrogen pressure stored inside the first hydrogen tank is higher than the hydrogen pressure stored inside the second hydrogen tank, and the hydrogen pressure stored inside the second hydrogen tank is higher than the hydrogen pressure stored inside the third hydrogen tank. It is characterized by.

상기 제 1 수소 탱크 내부의 수소 압력이 350bar 이상인 것을 특징으로 한다.Hydrogen pressure in the first hydrogen tank is characterized in that more than 350bar.

상기 제 1 수소 탱크, 상기 제 2 수소 탱크 및 상기 제 3 수소 탱크는 동일한 두께를 가진 것을 특징으로 한다.The first hydrogen tank, the second hydrogen tank and the third hydrogen tank have the same thickness.

상기 다수의 제 1 수소 탱크는 내부에 저장되는 수소 압력에 따라 서로 상이한 체적을 가진 것을 특징으로 한다.The plurality of first hydrogen tanks have different volumes from each other according to the hydrogen pressure stored therein.

제1항의 제 2 수소 탱크 및 이와 별도인 제1항의 제 1 수소 탱크를 각각 다수개 포함하여 리어 시트의 하부 및 후부의 장착 공간에 배치한 것을 특징으로 하는 연료전지 자동차를 제공한다.Provided is a fuel cell vehicle, comprising a plurality of second hydrogen tanks of claim 1 and a plurality of first hydrogen tanks of claim 1 respectively disposed in a mounting space of a lower part and a rear part of a rear seat.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 자동차용 다중 구조의 수소 탱크에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a hydrogen tank of a multi-structure for a fuel cell vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부된, 도 1은 본 발명에 따른 다중 구조의 수소 탱크가 차체에 장착된 도면이고, 도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 다중 구조의 수소 탱크를 나타낸 사시도, 평면도 및 측면도이다.Attached, Figure 1 is a view of a multi-structure hydrogen tank according to the present invention mounted on the vehicle body, Figures 2a to 2c is a perspective view, a plan view and a side view showing a multi-structure hydrogen tank according to the present invention.

본 발명에 따른 다중 구조의 수소 탱크는 다중의 수소 탱크로 구성되며, 각각의 수소 탱크 내부에 다른 압력이 저장되는 바, 구성에 따라 다양한 다중 구조가 가능하겠으나, 본 발명의 실시 예에서는 3중 구조에 관하여 설명하기로 한다.The hydrogen tank of the multi-structure according to the present invention is composed of a plurality of hydrogen tank, bar different pressure is stored in each hydrogen tank, various multi-structure is possible depending on the configuration, in the embodiment of the present invention is a triple structure This will be described.

도 1 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다중 구조의 수소 탱크(100)는 제 1 수소 탱크(10)와, 제 2 수소 탱크(20) 및 제 3 수소 탱크(30)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1 to FIG. 2C, the multi-hydrogen tank 100 of the present invention includes a first hydrogen tank 10, a second hydrogen tank 20, and a third hydrogen tank 30. It is composed.

상기 제 1 수소 탱크(10)는 원통 형상으로, 제 1 수소 탱크(10)의 길이 및 크기는 350bar 이상의 고압의 수소가 저장될 수 있도록 형성된다.The first hydrogen tank 10 is a cylindrical shape, the length and size of the first hydrogen tank 10 is formed so that the high pressure hydrogen of 350bar or more can be stored.

상기 제 2 수소 탱크(20)는 내부에 다수개의 상기 제 1 수소 탱크(10)가 삽입될 수 있는 크기를 가진 원통 형상으로 형성되며, 제 1 수소 탱크(10)의 압력보다 낮은 압력의 수소가 저장된다.The second hydrogen tank 20 is formed in a cylindrical shape having a size into which a plurality of the first hydrogen tanks 10 can be inserted, and hydrogen having a pressure lower than that of the first hydrogen tank 10 is Stored.

상기 제 3 수소 탱크(30)는 내부에 적어도 한 개 이상의 상기 제 2 수소 탱크(20)가 삽입될 수 있는 크기를 가진 통으로 형성되며, 제 2 수소 탱크(20)의 압력보다 낮은 압력의 수소가 저장된다.The third hydrogen tank 30 is formed of a cylinder having a size into which at least one of the second hydrogen tanks 20 can be inserted, and hydrogen having a pressure lower than that of the second hydrogen tank 20 Stored.

상기 제 1, 2, 3 탱크 내부에 저장된 수소의 압력에 따른 부피 및 질량의 일반적인 원리를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The general principles of volume and mass according to the pressure of hydrogen stored in the first, second and third tanks will be described with reference to the drawings.

첨부된, 도 3a는 본 발명에 따른 동일 온도 및 질량에서의 부피-압력 곡선을 나타낸 그래프이고, 도 3b는 본 발명에 따른 동일 온도 및 부피에서의 질량-압력 곡선을 나타낸 그래프이고, 도 3c는 본 발명에 따른 동일 두께를 가진 수소 탱크의 수소 저장량에 따른 크기를 나타낸 도면이다.3A is a graph showing a volume-pressure curve at the same temperature and mass according to the present invention, FIG. 3B is a graph showing a mass-pressure curve at the same temperature and volume according to the present invention, and FIG. Figure showing the size according to the hydrogen storage amount of the hydrogen tank having the same thickness according to the present invention.

도 3a에 도시된 바와 같이, 동일 온도 및 질량에서의 부피-압력 곡선을 살펴보면, 온도 및 질량이 일정한 경우, 압력이 상승함에 따라 부피는 감소하는 것을 볼 수 있다.As shown in FIG. 3A, looking at the volume-pressure curve at the same temperature and mass, it can be seen that when the temperature and mass are constant, the volume decreases with increasing pressure.

도 3b에 도시된 바와 같이, 동일 온도 및 부피에서의 질량-압력 곡선을 살펴보면, 온도 및 부피가 일정한 경우, 압력이 증가함에 따라 저장 가능한 질량도 비례하여 증가하는 것을 볼 수 있다.As shown in Figure 3b, looking at the mass-pressure curve at the same temperature and volume, it can be seen that when the temperature and volume is constant, the mass that can be stored increases proportionally as the pressure increases.

도 3c에 도시된 바와 같이, 제 1, 2, 3 수소 탱크가 동일 두께(t=c)를 가지며 형성될 때, 수소 탱크의 반지름의 크기가 M을 기준으로 크기가 작은 a로 갈수록 수소 탱크 내부에 저장할 수 있는 저장 가능 압력이 높으며, 반면, 수소 탱크의 반지름의 크기가 큰 b로 갈수록 수소 탱크 내부에 저장할 수 있는 저장 가능 압력이 낮게 된다.As shown in FIG. 3C, when the first, second, and third hydrogen tanks are formed with the same thickness (t = c), the inside of the hydrogen tank becomes larger as the size of the radius of the hydrogen tank becomes smaller with respect to M. The higher the storage pressure that can be stored in the tank, while the larger the radius b of the hydrogen tank, the lower the storage pressure that can be stored inside the hydrogen tank.

즉, 수소 탱크의 두께가 일정하면 수소 저장 압력에 따라 수소 탱크의 크기를 다르게 형성해야 하고, 압력이 높은 수소를 저장하려면 수소 탱크의 크기를 작게 형성해야 한다.In other words, if the thickness of the hydrogen tank is constant, the size of the hydrogen tank must be formed differently according to the hydrogen storage pressure, and to store high pressure hydrogen, the size of the hydrogen tank should be formed small.

만약, 수소 탱크의 반지름의 크기가 모두 동일하면 내부에 수소 저장 압력에 따라 견디는 힘이 달라지므로 탱크의 두께가 각각 달라져야 한다.If the radius of the hydrogen tank is the same size, the thickness of the tank should be different because the force to withstand according to the hydrogen storage pressure inside.

따라서, 제 1 수소 탱크(10)를 형성시 350bar ~ 700bar 고압의 수소를 저장하기 위해서는 부피를 감소시켜야 하며, 압력이 높을수록 저장 가능한 질량도 증가함으로 수소량을 증가시키기 위해서는 제 1 수소 탱크(10)를 다수개로 연결 설치하는 것이 바람직하다.Therefore, when the first hydrogen tank 10 is formed, the volume must be reduced in order to store hydrogen at a pressure of 350 bar to 700 bar, and as the pressure increases, the mass that can be stored increases, so that the amount of hydrogen increases. It is preferable to connect and install a plurality of).

다시 말해, 도 1 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 고압의 수소를 저장시킬 수 있는 크기로 형성된 상기 제 1 수소 탱크(10)는 다수개로 형성되며, 각각의 제 1 수소 탱크(10)는 서로 이격되어 적층되고, 적층된 제 1 수소 탱크(10)들의 양측에는 단부를 고정시킬 수 있도록 고정판(11)이 각각 장착된다.In other words, as illustrated in FIGS. 1 and 2C, the first hydrogen tank 10 formed in a size capable of storing high-pressure hydrogen is formed in plural numbers, and each of the first hydrogen tanks 10 is formed from each other. The fixing plates 11 are mounted on both sides of the stacked first hydrogen tanks 10 so as to fix end portions thereof.

상기 제 1 수소 탱크(10) 일측에 장착된 고정판(11)은 내측으로 제 1 수소 탱크(10)에 저장된 수소들이 출입할 수 있도록 연결시키는 수소 라인(13)이 설치된다.The fixed plate 11 mounted on one side of the first hydrogen tank 10 is provided with a hydrogen line 13 connecting the hydrogen stored in the first hydrogen tank 10 to enter and exit.

상기 제 2 수소 탱크(20)는 다수개가 적층된 상기 제 1 수소 탱크(10)를 수용할 수 있는 크기로 형성되며, 제 2 수소 탱크(20)의 내부에는 적층된 다수개의 제 1 수소 탱크(10)가 삽입되고, 제 1 수소 탱크(10) 내부에 저장된 수소 압력보다 낮은 압력의 수소가 저장된다.The second hydrogen tank 20 is formed to have a size capable of accommodating the plurality of stacked first hydrogen tanks 10, and the plurality of first hydrogen tanks stacked in the second hydrogen tank 20 ( 10) is inserted and hydrogen at a pressure lower than the hydrogen pressure stored inside the first hydrogen tank 10 is stored.

상기 제 2 수소 탱크(20) 일측에는 상기 수소 라인(13)에 의해 연결된 제 1 수소 탱크(10)의 일측과 수소가 출입하도록 연결 설치되는 바, 제 2 수소 탱크(20)는 제 1 수소 탱크(10)의 저장된 압력에 따라 그 크기가 형성되며, 내부에 70bar ~ 100bar 중저압의 수소가 저장된다. One side of the second hydrogen tank 20 is installed to connect hydrogen to one side of the first hydrogen tank 10 connected by the hydrogen line 13, and the second hydrogen tank 20 is a first hydrogen tank. The size is formed according to the stored pressure of (10), the hydrogen of 70bar ~ 100bar medium-low pressure is stored inside.

상기 제 3 수소 탱크(30)의 내부에는 적어도 1개 이상의 상기 제 2 수소 탱크(20)가 삽입되며, 상기 제 2 수소 탱크(20)보다 낮은 50bar ~ 70bar의 압력이 저장된다. 또한, 다수개의 제 2 수소 탱크(20)가 삽입된 일측에는 내부에 수소를 유입 및 배출시키는 수소 유입구(41) 및 수소 배출구(43)가 설치되고, 제 1, 2, 3 수소 탱크로부터 공급되는 수소 압력을 일정하게 유지시키는 레귤레이터(45)가 연결 설치된다.At least one second hydrogen tank 20 is inserted into the third hydrogen tank 30, and a pressure of 50 bar to 70 bar lower than that of the second hydrogen tank 20 is stored. In addition, a hydrogen inlet 41 and a hydrogen outlet 43 for introducing and discharging hydrogen therein are installed at one side into which the plurality of second hydrogen tanks 20 are inserted, and are supplied from the first, second and third hydrogen tanks. The regulator 45 which keeps a hydrogen pressure constant is installed.

일반적으로 연료전지 자동차에 설치되는 수소 탱크는 고압 탱크의 용적에 따 른 승차공간 확보와 충분한 주행거리 확보에 의한 실용성 측면에서 통상적으로 수소 탱크 내에 저장되는 수소를 350bar이나 그 이상의 고압으로 압축하게 되는데, 본 발명은 고압의 수소가 저장될 수 있는 제 1 수소 탱크(10)를 다수개 형성할 수 있며, 다중 압력이 저장된 다중 구조의 수소 탱크(100)를 일체로 패키지화할 수 있다.In general, a hydrogen tank installed in a fuel cell vehicle generally compresses hydrogen stored in the hydrogen tank to a high pressure of 350 bar or more in terms of practicality by securing a riding space according to the volume of the high pressure tank and securing sufficient driving distance. According to the present invention, a plurality of first hydrogen tanks 10 in which high pressure hydrogen may be stored may be formed, and the hydrogen tank 100 having multiple pressures stored therein may be integrally packaged.

즉, 본 발명은 저압의 압력이 저장된 제 3 수소 탱크(30) 내부에 다수개의 제 2 수소 탱크(20)가 삽입되어 수소가 출입하도록 연결 설치되며, 중저압의 압력이 저장된 제 2 수소 탱크(20) 내부에는 고압의 수소가 저장된 다수개의 제 1 수소 탱크(10)가 적층되어 삽입된 다중 탱크 구조로써, 각각의 다중 압력이 저장되어 종래보다 많은 양의 수소를 저장할 수 있으며, 다중 구조로 패키지화되어 수소 탱크 내부에 저장된 고압의 안정성을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.That is, in the present invention, a plurality of second hydrogen tanks 20 are inserted into the third hydrogen tank 30 in which the low pressure is stored, and the hydrogen is connected and installed. 20) is a multi-tank structure in which a plurality of first hydrogen tanks 10 storing high pressure hydrogen are stacked and inserted, and each multi-pressure is stored to store a larger amount of hydrogen than in the prior art, and packaged in a multi-structure There is an advantage that can increase the stability of the high pressure stored in the hydrogen tank.

상기와 같이 구성된 본 발명의 연료전지 자동차용 다중 구조의 수소 탱크(100)는 수소 탱크의 크기 및 다중 구조는 실시 예에 한정되지 않으며, 제 1 수소 탱크 및 제 2 수소 탱크로 구성된 2중 구조 및 그 외 4중 구조로도 설치 가능하며, 다른 실시 예로 설치 가능하다.Hydrogen tank 100 of the multi-structure fuel cell vehicle of the present invention configured as described above is not limited to the size and multi-structure of the hydrogen tank, the double structure consisting of the first hydrogen tank and the second hydrogen tank and In addition, it can be installed in a quadruple structure, it can be installed in other embodiments.

또한, 상기 실시 예에서는 제 1 수소 탱크가 모두 동일한 직경을 가진 것으로 도시하였으나, 다양한 직경 및 길이를 가진 여러 종류의 제 1 수소 탱크로 할 수 있고, 그 배치 또한 도시한 바와 같은 원통형 배치 외에 다양한 형태로 할 수 있다.In addition, in the above embodiment, although the first hydrogen tanks are all illustrated to have the same diameter, various types of first hydrogen tanks having various diameters and lengths may be used, and the arrangement may also be various in addition to the cylindrical arrangement as shown. You can do

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시 예에 따른 연료전지 자동차용 다중 구조 의 수소 탱크(100)는 리어 시트 하단에 장착될 때, 다양한 배열로 장착될 수 있으며, 이하에서는 다중 구조의 수소 탱크의 장착 상태의 다양한 실시 예를 설명하기로 한다.When the hydrogen tank 100 of the multi-structure fuel cell vehicle according to the exemplary embodiment of the present invention configured as described above is mounted at the bottom of the rear seat, the hydrogen tank 100 may be mounted in various arrangements. Various embodiments of the present invention will be described.

첨부된, 도 4a 내지 4c는 본 발명에 따른 다중 구조의 수소 탱크가 배치되는 실시 예들을 나타낸 도면이다.4A to 4C are views illustrating embodiments in which a hydrogen tank of a multi-structure according to the present invention is disposed.

도 4a 내지 4c에 도시된 바와 같이, 다중 구조를 가진 수소 탱크의 차체에 장착시 실시 예들을 살펴보면, 리어 시트의 하부 및 후부의 장착공간에 맞게 일직선으로 배열되거나, 고압이 저장된 수소 탱크의 수와 중저압이 저장된 수소 탱크의 수를 조절하여 다양한 배열로 장착함으로써 쓸모없는 공간(dead space) 활용을 높여 레이아웃을 개선시킬 수 있다. 이때, 중저압이 저장된 수소 탱크는 그 내부에 고압이 저장된 수소 탱크를 다수개 포함하는 형태, 즉, 앞서 말한 제 2 수소 탱크(20)와 같은 형태로 할 수도 있다.As shown in Figures 4a to 4c, when mounting to the body of the hydrogen tank having a multi-structure look at the embodiment, the number of hydrogen tanks are arranged in a straight line to fit the lower and rear mounting space of the rear seat, By adjusting the number of hydrogen tanks with low and medium pressure stored in various arrangements, the layout can be improved by increasing the use of dead space. In this case, the hydrogen tank in which the medium and low pressures are stored may include a plurality of hydrogen tanks in which the high pressure is stored therein, that is, the same shape as the aforementioned second hydrogen tank 20.

종래에는 일정 압력의 수소량을 증가시키기 위한 수소 탱크의 크기에 따른 공간적 제약이 있었으나, 본 발명은 다중 압력을 저장할 수 있는 다중 구조의 수소 탱크(100)를 개발함으로써 고압의 수소량을 증가시켜 적은 부피를 차지하는 다중의 수소 탱크(100)에 의해 자동차의 쓸모없는 공간(dead space)을 활용할 수 있으며, 자동차의 레이아웃에 따라 배치할 수 있는 장점이 있다.In the prior art, there was a spatial constraint according to the size of the hydrogen tank to increase the amount of hydrogen at a constant pressure, but the present invention increases the amount of hydrogen at high pressure by developing a hydrogen tank 100 having a multi-structure capable of storing multiple pressures. By using multiple hydrogen tanks 100 occupying a volume, it is possible to utilize a dead space of the vehicle, and there is an advantage that it can be arranged according to the layout of the vehicle.

한편, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변형 실시할 수 있는 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.On the other hand, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the invention claimed in the claims can be variously modified. Of course, such changes are intended to be within the scope of the claims set forth.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 다중 구조의 수소 탱크 및 이를 포함하는 연료전지 자동차는 다중 압력을 저장할 수 있는 다중 구조의 수소 탱크를 개발함으로써 고압의 수소량을 증가시켜 적은 부피를 차지하는 다중의 수소 탱크에 의해 자동차의 쓸모없는 공간(dead space)을 활용할 수 있으며, 자동차의 리어 시트 하부 및 후부의 장착공간에 따라 배치할 수 있는 효과가 있다.As described above, the hydrogen tank of the multi-structure and the fuel cell vehicle including the same according to an embodiment of the present invention by increasing the amount of hydrogen at high pressure by developing a multi-structure hydrogen tank capable of storing multiple pressures By occupying multiple hydrogen tanks, the dead space of the vehicle can be utilized, and according to the mounting space of the rear and rear seats of the vehicle, there is an effect.

또한, 고압의 수소를 저장함으로써, 수소 저장량을 증대시키고 이로 인한 주행 거리를 연장할 수 있는 효과가 있다.In addition, by storing the hydrogen of high pressure, there is an effect that can increase the hydrogen storage amount and thereby extend the travel distance.

그리고, 다중 탱크로 패키지화되어 조립성을 향상시키고, 고압으로 인한 안정성을 향상시키는 효과가 있다.In addition, it is packaged in multiple tanks to improve the assemblability, there is an effect to improve the stability due to high pressure.

Claims (9)

원통 형상으로 형성된 다수의 제 1 수소 탱크(10); 및A plurality of first hydrogen tanks 10 formed in a cylindrical shape; And 그 내부에 적어도 하나 이상의 상기 제 1 수소 탱크(10)를 수용하는 적어도 하나 이상의 제 2 수소 탱크(20);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다중 구조의 수소 탱크.And at least one or more second hydrogen tanks (20) for receiving at least one or more of said first hydrogen tanks (10) therein. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 그 내부에 상기 제 2 수소 탱크(20)를 적어도 하나 이상 수용하는 제 3 수소 탱크(30)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 구조의 수소 탱크.Hydrogen tank having a multi-structure further comprises a third hydrogen tank (30) for receiving at least one of the second hydrogen tank (20) therein. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 수소 탱크(10)는 다수개가 서로 이격되어 적층되며, 그 양측에 적층된 상기 제 1 수소 탱크(10)를 고정시키는 고정판(11)과, 일측의 상기 고정판(11)의 내측으로 상기 제 1 수소 탱크(10)에 저장된 수소들이 출입할 수 있도록 연결시키는 수소 라인(13)이 설치된 것을 특징으로 하는 다중 구조의 수소 탱크.The first hydrogen tank 10 is a plurality of stacked spaced apart from each other, the fixing plate 11 for fixing the first hydrogen tank 10 stacked on both sides and the inside of the fixing plate 11 of the Hydrogen tank of the multiple structure, characterized in that the hydrogen line (13) is installed to connect the hydrogen stored in the first hydrogen tank (10) to enter and exit. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 수소 탱크(10)는 저장된 수소 압력이 상기 제 2 수소 탱크(20)에 저장된 수소 압력보다 높은 것을 특징으로 하는 다중 구조의 수소 탱크.The first hydrogen tank (10) is a hydrogen tank of the multi-structure, characterized in that the stored hydrogen pressure is higher than the hydrogen pressure stored in the second hydrogen tank (20). 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제 1 수소 탱크(10)에 저장된 수소 압력은 상기 제 2 수소 탱크(20)에 저장된 수소 압력보다 높으며, 제 2 수소 탱크(20)에 저장된 수소 압력은 상기 제 3 수소 탱크(30)에 저장된 수소 압력보다 높은 것을 특징으로 하는 다중 구조의 수소 탱크.The hydrogen pressure stored in the first hydrogen tank 10 is higher than the hydrogen pressure stored in the second hydrogen tank 20, and the hydrogen pressure stored in the second hydrogen tank 20 is stored in the third hydrogen tank 30. A multi-structure hydrogen tank, characterized in that it is higher than the hydrogen pressure. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 제 1 수소 탱크(10)에 저장된 수소 압력은 350bar 이상인 것을 특징으로 하는 다중 구조의 수소 탱크.Hydrogen tank of the multiple structure, characterized in that the hydrogen pressure stored in the first hydrogen tank (10) is 350bar or more. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제 1 수소 탱크(10), 상기 제 2 수소 탱크(20) 및 상기 제 3 수소 탱크(30)는 동일한 두께를 가진 것을 특징으로 하는 다중 구조의 수소 탱크.The first hydrogen tank (10), the second hydrogen tank (20) and the third hydrogen tank (30) is a multi-structure hydrogen tank, characterized in that the same thickness. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 다수의 제 1 수소 탱크(10)는 내부에 저장되는 수소 압력에 따라 서로 상이한 체적을 가진 것을 특징으로 하는 다중 구조의 수소 탱크.The plurality of first hydrogen tanks (10) has a multi-structure hydrogen tank, characterized in that they have different volumes from each other according to the hydrogen pressure stored therein. 제1항의 제 2 수소 탱크(20) 및 이와 별도인 제1항의 제 1 수소 탱크(10)를 각각 다수개 포함하여 리어 시트의 하부 및 후부의 장착 공간에 배치한 것을 특징으로 하는 연료전지 자동차.A fuel cell vehicle comprising a plurality of second hydrogen tanks (20) of claim 1 and a plurality of first hydrogen tanks (10) of claim 1, respectively, arranged in the lower and rear mounting spaces of the rear seat.
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