KR102429510B1 - 연료전지 차량용 냉각 시스템 - Google Patents

연료전지 차량용 냉각 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연료전지 차량용 냉각 시스템에 관한 것으로서, 연료전지 차량의 연료전지 스택을 냉각하기 위한 스택 냉각라인, 상기 차량의 구성품들 중 상기 차량의 구동 시와 비교하여 상기 차량의 제동 시에 발열량이 증가하는 구성품인 제동 구성품을 냉각하기 위한 제동 냉각라인, 상기 제동 냉각라인의 제동 냉각수와 상기 스택 냉각라인의 스택 냉각수를 열교환 시키도록 마련되는 열교환기, 상기 제동 냉각라인을 따라 상기 제동 구성품에서 배출되는 상기 제동 냉각수인 제1 배출 제동 냉각수를 상기 제동 냉각라인에 배치되는 제동 라디에이터와 상기 열교환기 중 어느 하나로 다른 하나보다 먼저 공급하게 마련되는 유로전환부, 및 상기 유로전환부를 제어하게 마련되는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

연료전지 차량용 냉각 시스템 {COOLING SYSTEM FOR FUEL CELL ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 연료전지 차량용 냉각 시스템에 관한 것이다.
연료전지 차량(FCEV)의 경우, 차량을 구성하는 구성품들, 예를 들어 연료전지 스택을 냉각수를 통해 냉각하는 것이 요구된다. 그런데 연료전지를 이용하는 연료전지 상용차의 경우 메인 브레이크에 의한 제동을 보조하기 위한 보조 제동장치로서 리타더 브레이크 등을 사용해야 한다. 제동 시에 리타더 브레이크에서 발생하는 발열량은 차량의 중량에 비례한다. 따라서 대형 상용차의 리타더 브레이크에서 발생하는 발열량은 매우 높을 수밖에 없다.
이를 냉각하기 위해서는 매우 높은 냉각용량(cooling capacity)을 갖는 냉각 시스템이 요구된다. 예를 들어, 리타더 브레이크를 냉각하기 위해 매우 큰 사이즈의 라디에이터를 설치하는 것이 요구될 수 있다. 그런데 리타더 브레이크는 급제동 등의 특수 상황에서 기능하는 것이 일반적이기 때문에, 이와 같은 특수 상황에 대비하기 위해 매우 큰 사이즈의 라디에이터를 차량에 설치하는 것은 공간 활용도나 비용의 측면에서 매우 불리하다. 또는 리타더 브레이크를 냉각하기 위해 냉각 팬을 과도하게 사용하는 것이 요구될 수 있다. 그러나 이 또한 에너지 소모라는 측면에서 매우 불리하다.
한편, 이런 문제들을 개선하기 위해 연료전지 스택을 냉각하기 위한 라인과 리타더 브레이크를 냉각하기 위한 라인을 열적으로 연계하는 것을 고려할 수 있다. 그런데 리타더 브레이크를 냉각하기 위한 라인에 배치되는 라디에이터의 경우 일반적으로 열충격에 약하기 때문에, 위의 라인들을 단순히 열적으로 연계하면, 리타더 브레이크를 냉각하기 위한 라인에 배치되는 라디에이터의 수명이 줄어드는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 과제는, 서로 다른 냉각 요구를 갖는 연료전지 차량의 구성품들을 제한된 설치 공간 내에서 효율적으로 냉각할 수 있고, 라디에이터의 사이즈를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 냉각 팬의 소모에너지를 감소시킬 수 있는 연료전지 차량용 냉각 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 과제는, 연료전지 스택을 냉각하기 위한 라인과 리타더 브레이크 등을 냉각하기 위한 라인을 열적으로 연계하면서도, 리타더 브레이크 등을 냉각하기 위한 라인에 배치되는 라디에이터에 가해질 수 있는 열충격을 감소시킬 수 있는 연료전지 차랑용 냉각 시스템을 제공하는 것이다.
일 예에서 연료전지 차량용 냉각 시스템은, 연료전지 차량의 연료전지 스택을 냉각하기 위한 스택 냉각라인, 상기 차량의 구성품들 중 상기 차량의 구동 시와 비교하여 상기 차량의 제동 시에 발열량이 증가하는 구성품인 제동 구성품을 냉각하기 위한 제동 냉각라인, 상기 제동 냉각라인의 제동 냉각수와 상기 스택 냉각라인의 스택 냉각수를 열교환 시키도록 마련되는 열교환기, 상기 제동 냉각라인을 따라 상기 제동 구성품에서 배출되는 상기 제동 냉각수인 제1 배출 제동 냉각수를 상기 제동 냉각라인에 배치되는 제동 라디에이터와 상기 열교환기 중 어느 하나로 다른 하나보다 먼저 공급하게 마련되는 유로전환부, 및 상기 유로전환부를 제어하게 마련되는 제어부를 포함할 수 있다.
다른 예에서 상기 제어부는 상기 차량의 구동 시에 상기 제1 배출 제동 냉각수를 상기 제동 라디에이터로 먼저 공급하게 상기 유로전환부를 제어할 수 있다.
또 다른 예에서 상기 제어부는 상기 차량의 제동 시에 상기 제1 배출 제동 냉각수를 상기 열교환기로 먼저 공급하게 상기 유로전환부를 제어할 수 있다.
또 다른 예에서 상기 유로전환부는 상기 제동 냉각라인을 따라 상기 제동 라디에이터에서 배출되는 상기 제동 냉각수인 제2 배출 제동 냉각수를 상기 제동 구성품과 상기 열교환기 중 어느 하나로 공급하게 마련되고, 상기 제어부는 상기 제2 배출 제동 냉각수가 상기 제동 구성품과 상기 열교환기 중 어느 하나로 공급되게, 상기 제1 배출 제동 냉각수의 온도에 기초해서 상기 유로전환부를 제어하게 마련될 수 있다.
또 다른 예에서 상기 제동 냉각라인은 상기 제동 구성품과 상기 제동 라디에이터가 배치되는 메인라인, 상기 제동 구성품의 하류 지점 중 상기 제동 구성품과 상기 제동 라디에이터 사이에 위치하는 상기 메인라인의 제1 지점과, 상기 제동 구성품의 상류 지점 중 상기 제동 구성품과 상기 제동 라디에이터 사이에 위치하는 상기 메인라인의 제2 지점을 연결하는 제1 우회라인, 및 상기 제1 우회라인과 구별되게 마련되어 상기 제1 지점과 상기 제2 지점을 연결하는 제2 우회라인을 포함할 수 있다.
또 다른 예에서 상기 유로전환부는 상기 제1 지점에 배치되어 하기 제1 내지 제4 유로 중 적어도 어느 2개를 연통시키도록 마련되는 제1 밸브부, 및 상기 제2 지점에 배치되어 하기 제3 내지 제6 유로 중 적어도 어느 2개를 연통시키도록 마련되는 제2 밸브부를 포함할 수 있다.
제1 유로:
상기 메인라인 중 상기 제동 구성품과 상기 제1 지점을 연결하는 부분
제2 유로:
상기 메인라인 중 상기 제1 지점과 상기 제동 라디에이터를 연결하는 부분
제3 유로: 상기 제1 우회라인
제4 유로: 상기 제2 우회라인
제5 유로:
상기 메인라인 중 상기 제동 라디에이터와 상기 제2 지점을 연결하는 부분
제6 유로:
상기 메인라인 중 상기 제2 지점과 상기 제동 구성품을 연결하는 부분
또 다른 예에서 상기 제어부는 상기 차량의 구동 시에, 상기 제1 배출 제동 냉각수를 상기 제동 라디에이터로 먼저 공급하기 위해 상기 제1 및 제2 유로가 연통되게 상기 제1 밸브부를 제어할 수 있다.
또 다른 예에서 상기 제어부는 상기 차량의 구동 시에, 상기 제1 배출 제동 냉각수의 온도가 소정 기준 온도 이상이면, 상기 제동 냉각라인을 따라 상기 제동 라디에이터에서 배출되는 상기 제동 냉각수인 제2 배출 제동 냉각수를 상기 열교환기로의 경유 없이 상기 제동 구성품으로 공급하기 위해 상기 제5 및 제6 유로가 연통되게 상기 제2 밸브부를 제어할 수 있다.
또 다른 예에서 상기 제어부는 상기 차량의 구동 시에, 상기 제1 배출 제동 냉각수의 온도가 소정 기준 온도 미만이면, 상기 제동 냉각라인을 따라 상기 제동 라디에이터에서 배출되는 상기 제동 냉각수인 제2 배출 제동 냉각수를 상기 열교환기로 공급하기 위해, 상기 제3 및 제5 유로가 연통되고, 상기 제4 및 제6 유로가 연통되게 상기 제2 밸브부를 제어할 수 있다.
또 다른 예에서 상기 제어부는 상기 차량의 제동 시에, 상기 제1 배출 제동 냉각수를 상기 열교환기로 먼저 공급하기 위해, 상기 제1 및 제3 유로가 연통되고, 상기 제2 및 제4 유로가 연통되게 상기 제1 밸브부를 제어할 수 있다.
또 다른 예에서 상기 제어부는 상기 차량의 제동 시에, 상기 제동 냉각라인을 따라 상기 제동 라디에이터에서 배출되는 상기 제동 냉각수인 제2 배출 제동 냉각수를 상기 제동 구성품으로 공급하기 위해 상기 제5 및 제6 유로가 연통되게 상기 제2 밸브부를 제어할 수 있다.
또 다른 예에서 상기 열교환기는 판형 열교환기일 수 있다.
또 다른 예에서 상기 열교환기는 상기 스택 냉각수의 냉각에 요구되는 냉각용량을 상기 제동 라디에이터에 분담시키기 위해, 상기 차량의 구동 시에 상기 스택 냉각수의 열을 상기 제동 냉각수로 전달할 수 있다.
또 다른 예에서 상기 열교환기는, 상기 제동 냉각수의 냉각에 요구되는 냉각용량을 상기 스택 냉각라인에 배치되는 스택 라디에이터에 분담시키기 위해, 상기 차량의 제동 시에 상기 제동 냉각수의 열을 상기 스택 냉각수로 전달할 수 있다.
또 다른 예에서 상기 제동 냉각라인은 상기 제동 구성품 중 하나로서, 상기 차량의 구동을 위한 구동모터에 연결되는 변속기에 구비되어 상기 차량의 제동력을 보조하는 보조 제동장치를 냉각하게 구비될 수 있다.
본 발명에 의하면, 냉각이 요구되는 구성품들을 구성품들의 발열 특성에 따라 별도의 냉각라인으로 냉각할 수 있기 때문에, 구성품들의 발열 특성에 맞춰 각각의 냉각라인을 구성하거나 운영할 수 있고, 이의 결과 서로 다른 냉각 요구를 갖는 구성품들을 제한된 설치 공간 내에서 효율적으로 냉각할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 열교환기를 통해서, 스택 라디에이터와 제동 라디에이터 중 어느 하나에 요구되는 냉각용량을 다른 하나에 분담시킬 수 있으므로, 스택 라디에이터와 제동 라디에이터의 사이즈를 감소시킬 수 있으며, 또한 냉각 팬의 소모에너지를 감소시킬 수 있다.
더욱이 본 발명에 의하면, 제동 냉각라인을 따라 제동 구성품에서 배출되는 제동 냉각수를 제동 라디에이터와 열교환기 중 어느 하나로 먼저 공급함으로써, 제동 라디에이터로 공급되는 제동 냉각수의 온도 편차를 줄일 수 있고, 이의 결과 제동 라디에이터의 내구력 저하를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량용 냉각 시스템을 도시하고 있는 블록도이다.
도 2는 예시적인 연료전지 차량용 냉각 시스템을 도시하고 있는 블록도이다.
도 3은 도 1의 냉각 시스템의 독립모드를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 도 1의 냉각 시스템의 등판모드를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 도 1의 냉각 시스템의 제동모드를 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은 도 1의 냉각 시스템의 제어를 설명하기 위한 플로우 차트이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해서 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해선 비록 다른 도면에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되면 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량용 냉각 시스템을 도시하고 있는 블록도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량용 냉각 시스템은 도 1에 도시되어 있듯이 스택 냉각라인(110)과 제동 냉각라인(210)을 포함한다.
스택 냉각라인(110)
연료전지 차량은 모터(미도시)의 구동을 위한 전기를 생산하는 연료전지 스택(101)을 포함한다. 연료전지 스택(101)은 공기극(미도시), 전해질막(미도시) 및 연료극(미도시)을 포함할 수 있다. 연료전지 스택(101)의 정상 작동을 위해 연료전지 스택(101)의 온도를 소정 범위 내로 조절하는 것이 요구된다. 이로 인해 연료전지 스택(101)의 냉각 또는 가열이 요구될 수 있다. 연료전지 스택(101)은 PMC 모듈의 형태로 구비될 수도 있다. 연료전지 상용차(예: 연료전지 트럭)의 경우 높은 출력에 대한 요구로 인해 복수 개의 연료전지 스택(101)(PMC 모듈)이 구비될 수도 있다. 복수 개의 연료전지 스택(101)은 후술할 스택 냉각라인(110)에 병렬로 배치될 수 있다.
연료전지 차량은 도 1에 도시되어 있듯이 연료전지 스택(101)을 냉각하기 위한 스택 냉각회로(100)를 포함할 수 있다. 스택 냉각회로(100)는 연료전지 스택(101)의 냉각을 위한 스택 냉각수가 유동하는 스택 냉각라인(110)을 포함할 수 있다. 스택 냉각회로(100)는 스택 냉각라인(110)에 배치되어 스택 냉각수를 공냉시키기 위한 스택 라디에이터(120)를 포함할 수 있다. 스택 냉각회로(100)는 스택 냉각라인(110)에 배치되어 스택 냉각수를 압송하기 위한 스택 펌프(P1)를 포함할 수 있다. 미설명 부호 F1은 스택 라디에이터(120)의 공냉을 돕기 위한 팬이다. 참고로 스택 냉각수의 온도에 따라서는 스택 냉각수를 통해 연료전지 스택(101)을 가열시킬 수도 있다.
제동 냉각라인(210)
연료전지 차량은 제동 구성품(201)을 포함할 수 있다. 제동 구성품(201)은 냉각이 요구되는 연료전지 차량의 구성품들 중 차량의 구동 시와 비교하여 차량의 제동 시에 발열량이 증가하는 구성품을 말한다.
구동은 차량의 제동상황 외의 운행상황을 말하며, 차량의 가속운행, 등판운행, 정속운행 등을 포함할 수 있다. 여기서 구동은 비제동 중 구동상황으로 표현할 수도 있고, 제동은 제동상황으로 표현할 수도 있다. 제동 구성품(201)은 차량의 가속운행(또는 등판운행 또는 정속운행) 시보다 차량의 제동 시에 발열량이 증가하는 구성품일 수 있다. 예를 들어, 제동 구성품(201)은 차량의 제동에 따라 발열량이 증가하는 구성품일 수 있다. 차량의 구동 시에는 연료전지 스택(101)이 발전 중일 수 있다.
연료전지 차량의 구성품들은, 차량의 구동에 따라 발열량이 증가하는 구성품들과, 차량의 제동에 따라 발열량이 증가하는 구성품들과, 차량의 구동과 제동 에 무관하게 발열하는 구성품들을 포함할 수 있다.
연료전지 스택(101)은 차량의 구동(예: 가속운행 등에 따라 발전 중인 경우)에 따라 발열량이 증가하는 구성품이다. 발전부하가 증가하면 연료전지 스택(101)의 발열량도 증가한다. 예를 들어, 차량이 가속될수록 연료전지 스택(101)의 발전량은 증가하고, 연료전지 스택(101)의 발전량이 증가할수록 연료전지 스택(101)의 발열량도 증가한다. 연료전지 스택(101)에 관계되는 구성품들, 예를 들어 BHDC(Bi-directional High voltage DC-DC Converter), 공기 압축기, 공기 냉각기 등도 이와 유사하게 발열한다. 연료전지 스택(101)이나 이에 관계되는 구성품들의 경우 차량의 제동 시에 발열량이 감소한다. 예를 들어, 연료전지 스택(101)의 경우 제동 시에 발전량이 감소하기 때문에 발열량도 감소한다.
리타더 브레이크는 차량의 제동에 따라 발열량이 증가하는 구성품이다. 요구되는 제동력이 증가하면 리타더 브레이크의 발열량도 증가한다. 리타더 브레이크는 차량의 구동을 위한 구동모터에 연결되는 변속기(ATM)에 구비되어 보조 제동장치로서 사용된다. 예를 들어, 리타더 브레이크의 작동으로 차량이 제동될수록 리타더 브레이크의 발열량은 증가한다. 이는 보조 제동장치로서 히터 레지스터(heater resistor)가 구비되는 경우에도 동일하다. 보조 제동장치의 경우 차량의 제동이 발생하지 않는 차량의 구동 시에 발열량이 감소한다(실질적으로 거의 발열하지 않는다).
참고로 구동모터는 특정 경향 없이 차량의 구동과 제동 시에 모두 발열하는 구성품이다. 구동모터는 차량의 구동 시에는 주행부하에 따라 발열하고, 차량의 제동 시에는 회생제동에 따라 발열한다.
연료전지 차량은 도 1에 도시되어 있듯이 제동 구성품(201)(예: 리타더 브레이크를 구동하는 오일을 냉각하기 위한 오일 쿨러)을 냉각하기 위한 제동 냉각회로(200)를 포함할 수 있다. 제동 냉각회로(200)는 제동 구성품(201)의 냉각을 위한 제동 냉각수가 유동하는 제동 냉각라인(210)을 포함할 수 있다. 제동 냉각회로(200)는 제동 냉각라인(210)에 배치되어 제동 냉각수를 공냉시키기 위한 제동 라디에이터(220)를 포함할 수 있다. 제동 냉각회로(200)는 제동 냉각라인(210)에 배치되어 제동 냉각수를 압송하기 위한 제동 펌프(P2)를 포함할 수 있다. 미설명 부호 F2는 제동 라디에이터(220)의 공냉을 돕기 위한 팬이다.
본 실시예에 따른 냉각 시스템은 냉각이 요구되는 구성품들을 구성품들의 발열 특성에 따라 별도의 냉각라인으로 냉각할 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에 따른 냉각 시스템은, 차량의 구동 시에 발열량이 증가하는 구성품인 연료전지 스택(101)을 냉각하기 위한 냉각라인(110)과, 차량의 제동 시에 발열량이 증가하는 구성품인 제동 구성품(201)을 냉각하기 위한 냉각라인(210)을 별도로 구비한다. 이를 통해 본 실시예에 따른 냉각 시스템은 구성품들의 발열 특성에 맞춰 각각의 냉각라인을 구성하거나 운영할 수 있다. 따라서 본 실시예에 따른 냉각 시스템은 서로 다른 발열 특성을 가져서 서로 다른 냉각 요구를 갖는 구성품들을 제한된 설치 공간 내에서 효율적으로 냉각할 수 있다.
도 1에 도시되어 있는 냉각 시스템에 있어 스택 냉각라인(110)은 연료전지 스택(101)을 냉각하기 위한 라인이고, 제동 냉각라인(210)은 제동 구성품(201) 중의 하나인 리타더 브레이크를 냉각하기 위한 라인일 수 있다. 리타더 브레이크를 구동하는 오일은 오일 쿨러에서, 제동 냉각라인(210)을 따라 유동하는 제동 냉각수에 의해 냉각될 수 있다. 제동 냉각수는 오일 쿨러에서 변속기를 위한 오일도 냉각시킬 수 있다. 즉, 변속기 오일의 열은 오일 쿨러에서 제동 냉각수로 전달될 수 있다.
한편, 제동 냉각라인(210)은 제동 구성품(201)과 제동 라디에이터(220)가 배치되는 메인라인(211)을 포함할 수 있다. 메인라인(211)은 제동 냉각수의 순환을 위해 폐루프 타입으로 형성될 수 있다.
제동 냉각라인(210)은 제1 지점(A1)과 제2 지점(A2)을 연결하는 제1 우회라인(212)을 포함할 수 있다. 제1 지점(A1)은 제동 구성품(201)의 하류 지점 중 제동 구성품(201)과 제동 라디에이터(220) 사이에 위치하는 메인라인(211)의 어느 지점일 수 있다. 제2 지점(A2)은 제동 구성품(201)의 상류 지점 중 제동 구성품(201)과 제동 라디에이터(220) 사이에 위치하는 메인라인(211)의 어느 지점일 수 있다. 제1 우회라인(212)에는 후술할 열교환기(230)가 배치될 수 있다.
제동 냉각라인(210)은 제1 지점(A1)과 제2 지점(A2)을 연결하는 제2 우회라인(213)을 포함할 수 있다. 제2 우회라인(213)은 제1 우회라인(212)과는 구별되게 마련될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 우회라인(212, 213)은 도 1에 도시되어 있듯이 제1 및 제2 지점(A1, A2)을 제외하면 서로 연결되지 않을 수 있다.
제동 냉각라인(210)은 제1 우회라인(212)에 배치되는 열교환기(230)와 제2 우회라인(213)을 연결하는 연결라인(214)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 연결라인(214)은 열교환기(230)를 통과하는 제1 우회라인(212) 중의 어느 지점과 제2 우회라인(213)의 중의 어느 지점을 연결하게 마련될 수 있다.
열교환기(230)
본 실시예에 따른 냉각 시스템은 제동 냉각라인(210)의 제동 냉각수와 스택 냉각라인(110)의 스택 냉각수를 열교환 시키도록 마련되는 열교환기(230)를 포함할 수 있다. 이를 위해 스택 냉각회로(100)는 도 1에 도시되어 있듯이 스택 냉각라인(110)의 중의 스택 냉각수를 열교환기(230)로 공급하고 회수하기 위한 스택 우회라인(111)을 포함할 수 있다. 스택 우회라인(111)은 연료전지 스택(101)에서 배출되는 스택 냉각수를 열교환기(230)로 공급한 후, 열교환기(230)에서 배출되는 스택 냉각수를 연료전지 스택(101)으로 공급하게 마련될 수 있다.
본 실시예에 따른 냉각 시스템은 열교환기(230)를 통해, 스택 라디에이터(120)와 제동 라디에이터(220) 중 어느 하나에 요구되는 냉각용량을 다른 하나에 분담시킬 수 있다. 이를 통해 본 실시예에 따른 냉각 시스템은 스택 라디에이터(120)와 제동 라디에이터(220)의 사이즈를 감소시킬 수 있고, 또한 냉각 팬의 소모에너지를 감소시킬 수 있다. 이하에서 이에 대해 상술한다.
구동 시의 경우 발전부하에 따라 연료전지 스택(101)의 발열량은 증가하고, 제동 구성품(201)(예: 리타더 브레이크)의 발열량은 감소한다. 따라서 스택 라디에이터(120)에서 냉각해야 하는 열량은 증가하고, 제동 라디에이터(220)에서 냉각해야 하는 열량은 감소한다. 따라서 제동 라디에이터(220)의 경우 제동 시와 비교하여 냉각수의 냉각에 여력(일종의 마진)이 생긴다.
본 실시예에 따른 냉각 시스템은 제동 라디에이터(220)의 냉각 여력을 구동 시에 열교환기(230)를 통해 활용할 수 있다. 구동 시의 경우 스택 냉각수의 온도(연료전지 스택(101)에서 배출되는 스택 냉각수의 온도를 기준으로 할 수 있음)가 제동 냉각수의 온도(제동 구성품(201)에서 배출되는 제동 냉각수의 온도를 기준으로 할 수 있음)보다 높기 때문에, 스택 냉각수의 열이 열교환기(230)를 통해 제동 냉각수로 전달될 수 있다. 제동 냉각수로 전달된 열은 제동 라디에이터(220)에 의해 냉각될 수 있다.
따라서 열교환기(230)가 구비되어 있지 않을 때와 대비하여, 스택 라디에이터(120)에 요구되는 냉각용량은 감소하게 된다. 이로 인해 스택 라디에이터(120)의 사이즈도 감소하게 된다. 냉각 팬(F1)은 스택 라디에이터(120)에 외기를 송풍하기 위한 팬인데, 발생된 열의 냉각을 스택 라디에이터(120)와 제동 라디에이터(220)에서 분담하면, 냉각 팬(F1)이 송풍해야 하는 외기의 유량도 감소하게 된다. 따라서 냉각 팬의 소모에너지도 감소한다.
제동 시의 경우 연료전지 스택(101)의 발열량은 감소하고, 제동 구성품(201)의 발열량은 증가한다. 따라서 스택 라디에이터(120)의 경우 구동 시와 비교하여 냉각수의 냉각에 여력이 생긴다. 본 실시예에 따른 냉각 시스템은 스택 라디에이터(120)의 냉각 여력을 제동 시에 열교환기(230)를 통해 활용할 수 있다. 제동 시의 경우 제동 냉각수의 열이 열교환기(230)를 통해 스택 냉각수로 전달될 수 있다. 스택 냉각수로 전달된 열은 스택 라디에이터(120)에 의해 냉각될 수 있다.
한편, 열교환기(230)는 판형 열교환기일 수 있다.
유로전환부(240)
본 실시예에 따른 냉각 시스템은 유로전환부(240)를 포함할 수 있다. 유로전환부(240)는 제동 냉각라인(210)을 따라 제동 구성품(201)에서 배출되는 제동 냉각수인 제1 배출 제동 냉각수(W1)를 제동 라디에이터(220)와 열교환기(230) 중 어느 하나로 다른 하나보다 먼저 공급하게 마련될 수 있다.
스택 냉각라인(110')과 제동 냉각라인(210')을 도 2와 같이 구성하는 것을 고려할 수 있다. 제동 구성품(201')이 리타더 브레이크(오일 쿨러)인 경우 제동 시에 제동 구성품(201')에서 배출되는 제동 냉각수의 온도는 110℃이고 제동 라디에이터(220')에서 배출되는 제동 냉각수의 온도는 95℃일 수 있다. 그리고 제동 구성품(201')이 리타더 브레이크인 경우 가속(또는 등판) 시에 제동 구성품(201')에서 배출되는 제동 냉각수의 온도는 65℃이고 제동 라디에이터(220')에서 배출되는 제동 냉각수의 온도는 56℃일 수 있다. 이런 경우 제동 시와 구동 시에 있어 제동 라디에이터(220')로 공급되는 냉각수의 온도에는 45℃의 차이가 발생한다.
이와 같이 온도 차이가 크게 발생하는 경우 제동 라디에이터(220')에 열충격이 가해져서 제동 라디에이터(220')의 내구력이 저하될 수 있다. 리타더 브레이크를 냉각하는 냉각수를 위한 라디에이터의 경우 냉각수가 유동하는 튜브의 길이가 매우 길다(예: 1,100mm). 튜브의 길이가 길면 가해지는 열에 따른 길이 변화도 커져서 내구력이 크게 저하될 수 있다.
본 실시예에 따른 냉각 시스템은 후술할 제어부(미도시)를 통해 유로전환부(240)를 제어하여, 제동 냉각라인(210)을 따라 제동 구성품(201)에서 배출되는 제동 냉각수(제1 배출 제동 냉각수(W1))를 제동 라디에이터(220)와 열교환기(230) 중 어느 하나로 먼저 공급함으로써, 제동 라디에이터(220)로 공급되는 제동 냉각수의 온도 편차를 줄일 수 있다. 이에 대해서는 제어부의 설명 시에 더 자세하게 설명한다.
한편, 유로전환부(240)는 제1 밸브부(251)를 포함할 수 있다. 제1 밸브부(251)는 전술한 제1 지점(A1)에 배치되어 제1 내지 제4 유로(261~264) 중 적어도 어느 2개를 연통시키도록 마련될 수 있다. 제1 유로(261)는 제동 구성품(201)과 제1 지점(A1)을 연결하는 메인라인(211)의 일 부분일 수 있다. 제2 유로(262)는 제1 지점(A1)과 제동 라디에이터(220)를 연결하는 메인라인(211)의 다른 일 부분일 수 있다. 제3 유로(263)는 제1 우회라인(212)일 수 있다. 제4 유로(264)는 제2 우회라인(213)일 수 있다.
제1 밸브부(251)는 예를 들어, 도 3과 같이 제1 유로(261)와 제2 유로(262)를 연통시킬 수 있고, 도 5와 같이 제1 유로(261)와 제3 유로(263)를 연통시키고 제2 유로(262)와 제4 유로(264)를 연통시킬 수 있다.
제1 밸브부(251)는 도 1에 도시되어 있듯이 제1 지점(A1)에 배치되는 4방밸브를 포함할 수 있다. 또는 제1 밸브부는 제1 내지 제4 유로(261~264)에 각각 배치되는 4개의 솔레노이드 밸브(미도시)를 포함할 수 있다.
유로전환부(240)는 제2 밸브부(252)를 포함할 수 있다. 제2 밸브부(252)는 전술한 제2 지점(A2)에 배치되어 제3 내지 제6 유로(263~266) 중 적어도 어느 2개를 연통시키도록 마련될 수 있다. 제5 유로(265)는 제동 라디에이터(220)와 제2 지점(A2)을 연결하는 메인라인(211)의 일 부분일 수 있다. 제6 유로(266)는 제2 지점(A2)과 제동 구성품(201)을 연결하는 메인라인(211)의 다른 일 부분일 수 있다.
제2 밸브부(252)는 예를 들어, 도 3과 같이 제5 유로(265)와 제6 유로(266)를 연통시킬 수 있고, 도 4와 같이 제3 유로(263)와 제5 유로(265)를 연통시키고, 제4 유로(264)와 제6 유로(266)를 연통시킬 수 있다.
제2 밸브부(252)는 도 1에 도시되어 있듯이 제2 지점(A2)에 배치되는 4방밸브를 포함할 수 있다. 또는 제2 밸브부는 제3 내지 제6 유로(263~266)에 각각 배치되는 4개의 솔레노이드 밸브(미도시)를 포함할 수 있다.
제어부
본 실시예에 따른 냉각 시스템은 유로전환부(240)를 제어하게 마련되는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 제어부는 제1 밸브부(251)를 제어하게 마련될 수 있다. 제어부는 제2 밸브부(252)를 제어하게 마련될 수 있다.
제어부는 프로세서와 메모리를 포함할 수 있다. 프로세서는 FPGA(Field Programmable Gate Array), ASIC(Application Specific Integrated Circuit), CPU(Central Processing Unit) 등의 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 메모리는 제어를 위한 명령들을 프로세서에서 생성함에 있어서 기초가 되는 제어명령들(instructions)을 저장할 수 있다. 메모리는 HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive), 휘발성 매체, 비휘발성 매체 등의 데이터 스토어일 수 있다.
이하에선 본 실시예에 따른 냉각 시스템의 작동(제어)에 대해서 상술한다. 제어부는 이하의 작동들 중의 적어도 어느 하나를 수행할 수 있다.
첫째로, 독립모드에 대해 도 3을 참조하여 설명한다. 독립모드는 스택 냉각수와 제동 냉각수가 서로 간의 열교환 없이 스택 냉각라인(110)과 제동 냉각라인(210)을 각각 순환하는 모드이다. 독립모드는 냉각수들 간의 열교환이 요구되지 않는 경우에 적용될 수 있다. 예를 들어, 독립모드는 가속(또는 등판) 초기에 적용될 수 있다. 또는 독립모드는 가속(또는 등판) 중이더라도 제동 구성품(201)에서 배출되는 제동 냉각수의 온도가 높아, 스택 냉각수의 열을 제동 냉각수가 흡수하기 어려운 경우에 적용될 수 있다. 참고로 도 2에서 굵은 실선은 냉각수가 유동하는 라인을 나타내고, 점선은 냉각수가 유동하지 않는 라인을 나타낸다. 이는 이하에서 동일하다.
독립모드에서 제어부는 제동 냉각라인(210)을 따라 제동 구성품(201)에서 배출되는 제동 냉각수(제1 배출 제동 냉각수(W1))를 제동 라디에이터(220)로 공급하게 유로전환부(240)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 제1 배출 제동 냉각수(W1)를 제동 라디에이터(220)로 공급하기 위해 제1 유로(261)와 제2 유로(262)가 연통되게 제1 밸브부(251)를 제어할 수 있다.
독립모드에서 제어부는 제동 냉각라인(210)을 따라 제동 라디에이터(220)에서 배출되는 제동 냉각수(제2 배출 제동 냉각수(W2))를 열교환기(230)로의 경유 없이 제동 구성품(201)으로 공급하게 유로전환부(240)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 제2 배출 제동 냉각수(W2)를 제동 구성품(201)으로 바로 공급하기 위해 제5 유로(265)와 제6 유로(266)가 연통되게 제2 밸브부(252)를 제어할 수 있다.
독립모드는 차량의 구동 중 제1 배출 제동 냉각수(W1)의 온도가 소정 기준 온도 이상일 때 수행될 수 있다. 기준 온도는 차량의 구동 시에 스택 냉각라인(110)을 따라 연료전지 스택(101)에서 배출되는 스택 냉각수의 온도에 기초해서 결정될 수 있다. 예를 들어, 기준 온도는 스택 냉각라인(110)을 따라 연료전지 스택(101)에서 배출되는 스택 냉각수의 온도(Tstack)일 수 있다. 제1 배출 제동 냉각수(W1)의 온도(TATM)가 스택 냉각수의 온도(Tstack) 이상이면 열교환기(230)에서 스택 냉각수의 열을 제동 냉각수가 흡수하기 어려울 수 있다. 이때에는 차량의 구동 중이더라도 후술할 등판모드와 다르게 스택 냉각수와 제동 냉각수가 서로 간의 열교환 없이 각각 자신의 냉각라인을 순환할 수 있다.
독립모드에선 제동 냉각수가 메인라인(211)을 따라서 유동한다(도 3 중의 점선 화살표 참조). 즉, 제동 냉각수는 독립모드에서 제1 유로(261), 제2 유로(262), 제5 유로(265) 및 제6 유로(266)를 따라서 순차적으로 유동한다. 제1 밸브부(251)와 제2 밸브부(252)의 작동에 따라서는 제3 유로(263)와 제4 유로(264)가 제1 지점(A1)과 제2 지점(A2)에서 서로 연통될 수 있으나 서로 연통되지 않더라도 무방하다.
참고로 도 3에는 스택 우회라인(111)을 따라 스택 냉각수가 유동하는 것으로 도시되어 있으나, 독립모드에선 열교환이 일어나지 않으므로 스택 냉각수는 스택 우회라인(111)을 경유하지 않을 수 있다. 이를 위해 스택 냉각라인(110)과 스택 우회라인(111)의 연결지점에는 삼방밸브(미도시)가 배치될 수 있다.
둘째로, 등판모드에 대해 도 4를 참조하여 설명한다. 등판모드는 스택 냉각수와 제동 냉각수가 열교환기(230)에서 서로 열교환하되, 제1 배출 제동 냉각수(W1)가 열교환기(230)보다 먼저 제동 라디에이터(220)로 공급되는 모드이다. 등판모드는 냉각수들 간의 열교환이 요구되되, 제1 배출 제동 냉각수(W1)의 온도가 높지 않아 제1 배출 제동 냉각수(W1)가 바로 제동 라디에이터(220)에 공급되더라도 제동 라디에이터(220)에 열충격이 가해지지 않는 경우(또는 상대적으로 적게 가해지는 경우)에 적용될 수 있다. 예를 들어, 등판모드는 차량이 경사로를 등판하는 경우에 적용될 수 있다. 또는 등판모드는 차량이 가속운행하는 경우에 적용될 수 있다.
등판모드에서 제어부는 제동 냉각라인(210)을 따라 제동 구성품(201)에서 배출되는 제동 냉각수(제1 배출 제동 냉각수(W1))를 제동 라디에이터(220)로 먼저 공급하게 유로전환부(240)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 제1 배출 제동 냉각수(W1)를 제동 라디에이터(220)로 공급하기 위해 제1 유로(261)와 제2 유로(262)가 연통되게 제1 밸브부(251)를 제어할 수 있다.
등판모드에서 제어부는 제동 냉각라인(210)을 따라 제동 라디에이터(220)에서 배출되는 제동 냉각수(제2 배출 제동 냉각수(W2))를 열교환기(230)로 공급하게 유로전환부(240)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 제2 배출 제동 냉각수(W2)를 열교환기(230)로 공급하기 위해 제5 유로(265)와 제3 유로(263)가 연통되고, 제4 유로(264)와 제6 유로(266)가 연통되게 제2 밸브부(252)를 제어할 수 있다.
등판모드는 차량의 구동 중 제1 배출 제동 냉각수(W1)의 온도가 소정 기준 온도 미만일 때 수행될 수 있다. 제1 배출 제동 냉각수(W1)의 온도가 기준 온도(예: 스택 냉각수의 온도) 미만이면 열교환기(230)에서 스택 냉각수의 열을 제동 냉각수가 흡수할 수 있다.
참고로 도 4에는 제3 유로(263) 중의 제동 냉각수가 연결라인(214)을 통해 제4 유로(264)로 공급되는 것으로 도시되어 있으나, 제동 라디에이터(220)에서 배출되는 제동 냉각수는 제2 지점(A2)에서 제3 유로(263)로 우회된 후 제1 지점(A1)에서 제4 유로(264)로 우회되고 제1 지점(A1)에서 제6 유로(266)로 우회되어 제동 구성품(201)으로 공급될 수도 있다. 이때에는 연결라인(214)이 불필요할 수 있다. 이를 위해 제어부는 제1 지점(A1)과 제2 지점(A2)에서 제3 유로(263)와 제4 유로(264)가 연통되게 제1 밸브부(251)와 제2 밸브부(252)를 제어할 수 있다.
독립모드와 등판모드에서 설명한 바와 같이, 제어부는 차량의 구동 시에 제1 배출 제동 냉각수(W1)가 제동 라디에이터(220)로 먼저 공급되게 유로전환부(240)를 제어할 수 있다. 그리고 제어부는 차량의 구동 시에 제2 배출 제동 냉각수(W2)가 제동 구성품(201)과 열교환기(230) 중 어느 하나로 공급되게, 제1 배출 제동 냉각수(W1)의 온도에 기초해서 유로전환부(240)를 제어할 수 있다.
셋째로, 제동모드에 대해 도 5를 참조하여 설명한다. 제동모드는 스택 냉각수와 제동 냉각수가 열교환기(230)에서 서로 열교환하되, 제1 배출 제동 냉각수(W1)가 제동 라디에이터(220)보다 먼저 열교환기(230)로 공급되는 모드이다. 제동모드는 냉각수들 간의 열교환이 요구되되, 제1 배출 제동 냉각수(W1)의 온도가 높아 제1 배출 제동 냉각수(W1)가 바로 제동 라디에이터(220)로 공급되면 제동 라디에이터(220)에 열충격이 가해지는 경우에 적용될 수 있다. 예를 들어, 제동모드는 차량의 제동 중에 적용될 수 있다. 제동모드는 차량이 경사로를 따라 내려오는 중에 보조 제동장치(예: 리타더 브레이크)가 작동하는 경우에 적용될 수 있다.
제동모드에서 제어부는 제동 냉각라인(210)을 따라 제동 구성품(201)에서 배출되는 제동 냉각수(제1 배출 제동 냉각수(W1))를 열교환기(230)로 먼저 공급하게 유로전환부(240)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 제1 배출 제동 냉각수(W1)를 열교환기(230)로 공급하기 위해 제1 유로(261)와 제3 유로(263)가 연통되게 제1 밸브부(251)를 제어할 수 있다. 그리고 제어부는 제2 유로(262)와 제4 유로(264)가 연통되게 제1 밸브부(251)를 제어할 수 있다.
제동모드에서 제어부는 제동 냉각라인(210)을 따라 제동 라디에이터(220)에서 배출되는 제동 냉각수(제2 배출 제동 냉각수(W2))를 제동 구성품(201)으로 공급하게 유로전환부(240)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 제2 배출 제동 냉각수(W2)를 제동 구성품(201)으로 공급하기 위해 제5 유로(265)와 제6 유로(266)가 연통되게 제2 밸브부(252)를 제어할 수 있다.
본 실시예에 따른 냉각 시스템은 제동모드에서 제1 배출 제동 냉각수(W1)를 제동 라디에이터(220)에 앞서 열교환기(230)로 공급한다. 이를 통해 본 실시예에 따른 냉각 시스템은 열교환기(230)에서 스택 냉각수에 의해 냉각된 제동 냉각수를 제동 라디에이터(220)로 공급할 수 있으므로 제동 라디에이터(220)에 가해지는 열충격을 감소시킬 수 있다.
한편, 열교환기(230)는 전술한 바와 같이 판형 열교환기일 수 있다. 판형 열교환기는 보통 판형의 철판을 여러 개 적층해서 구성된다. 판형 열교환기는 보통 열충격에 강하다. 따라서 고온의 제1 배출 제동 냉각수(W1)를 바로 판형 열교환기로 공급하더라도 판형 열교환기에는 내구력의 저하가 상대적으로 적게 발생한다.
참고로 도 5에는 제3 유로(263) 중의 제동 냉각수가 연결라인(214)을 통해 제4 유로(264)로 공급되는 것으로 도시되어 있으나, 제동 구성품(201)에서 배출되는 제동 냉각수는 제1 지점(A1)에서 제3 유로(263)로 우회된 후 제2 지점(A2)에서 제4 유로(264)로 우회되고 제1 지점(A1)에서 제2 유로(262)로 우회되어 제동 라디에이터(220)로 공급될 수 있다. 이때에는 연결라인(214)이 불필요할 수 있다. 이를 위해 제어부는 제2 지점(A2)에서 제3 유로(263)와 제4 유로(264)가 연통되게 제2 밸브부(252)를 제어할 수 있다.
도 6을 참조하여, 차량이 경사로를 등판한 후 경사로를 내려오는 경우를 예로 들어 앞서 설명한 내용을 순차적으로 설명한다. 도 6은 도 1의 냉각 시스템의 제어를 설명하기 위한 플로우 차트이다.
우선, 제1 배출 제동 냉각수(W1)의 온도(TATM)가 70℃ 미만인지 판단한다(S110). 제1 배출 제동 냉각수(W1)의 온도(TATM)가 70℃ 미만이면 차량이 제동상황이 아닌 구동상황에 있다고 볼 수 있다. 제1 배출 제동 냉각수(W1)의 온도(TATM)가 70℃ 미만이면 제1 배출 제동 냉각수(W1)의 온도(TATM)가 스택 냉각수의 온도(Tstack) 미만인지 판단한다(S120). 제1 배출 제동 냉각수(W1)의 온도(TATM)가 스택 냉각수의 온도(Tstack) 이상이면 냉각수들간의 열교환이 불필요할 수 있으므로 전술한 독립모드가 수행된다(S130, 도 3 참조).
제1 배출 제동 냉각수(W1)의 온도(TATM)가 스택 냉각수의 온도(Tstack) 미만이면 전술한 등판모드가 수행된다(S140, 도 4 참조). 다음으로 제1 배출 제동 냉각수(W1)의 온도(TATM)가 소정 온도(예: 100℃) 이상인지 판단한다(S150). 제1 배출 제동 냉각수(W1)의 온도(TATM)가 소정 온도(예: 100℃) 이상이면 차량의 제동으로 인해 제1 배출 제동 냉각수(W1)의 온도(TATM)가 상승한 것으로 볼 수 있으므로 전술한 제동모드가 수행된다(S160, 도 5 참조). 제1 배출 제동 냉각수(W1)의 온도(TATM)가 소정 온도(예: 100℃) 미만이면, 제1 배출 제동 냉각수(W1)의 온도(TATM)가 다른 소정 온도(예: 70℃) 이상인지 판단한다(S170). 제1 배출 제동 냉각수(W1)의 온도(TATM)가 다른 소정 온도(예: 70℃) 이상이면 S120 단계가 수행될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 스택 냉각회로
101: 연료전지 스택
110: 스택 냉각라인
111: 스택 우회라인
120: 스택 라디에이터
200: 제동 냉각회로
201: 제동 구성품
210: 제동 냉각라인
211: 메인라인
212: 제1 우회라인
213: 제2 우회라인
214: 연결라인
220: 제동 라디에이터
230: 열교환기
240: 유로전환부
251: 제1 밸브부
252: 제2 밸브부
261~266: 제1 내지 제6 유로
A1, A2: 제1, 제2 지점
F1, F2: 팬
P1, P2: 펌프
W1: 제1 배출 제동 냉각수
W2: 제2 배출 제동 냉각수

Claims (15)

  1. 연료전지 차량의 연료전지 스택을 냉각하기 위한 스택 냉각라인;
    상기 차량의 구성품들 중 상기 차량의 구동 시와 비교하여 상기 차량의 제동 시에 발열량이 증가하는 구성품인 제동 구성품을 냉각하기 위한 제동 냉각라인;
    상기 제동 냉각라인의 제동 냉각수와 상기 스택 냉각라인의 스택 냉각수를 열교환 시키도록 마련되는 열교환기;
    상기 제동 냉각라인을 따라 상기 제동 구성품에서 배출되는 상기 제동 냉각수인 제1 배출 제동 냉각수를 상기 제동 냉각라인에 배치되는 제동 라디에이터와 상기 열교환기 중 어느 하나로 다른 하나보다 먼저 공급하게 마련되는 유로전환부; 및
    상기 유로전환부를 제어하게 마련되는 제어부를 포함하는, 연료전지 차량용 냉각 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량의 구동 시에 상기 제1 배출 제동 냉각수를 상기 제동 라디에이터로 먼저 공급하게 상기 유로전환부를 제어하는, 연료전지 차량용 냉각 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량의 제동 시에 상기 제1 배출 제동 냉각수를 상기 열교환기로 먼저 공급하게 상기 유로전환부를 제어하는, 연료전지 차량용 냉각 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 유로전환부는,
    상기 제동 냉각라인을 따라 상기 제동 라디에이터에서 배출되는 상기 제동 냉각수인 제2 배출 제동 냉각수를 상기 제동 구성품과 상기 열교환기 중 어느 하나로 공급하게 마련되고,
    상기 제어부는,
    상기 제2 배출 제동 냉각수가 상기 제동 구성품과 상기 열교환기 중 어느 하나로 공급되게, 상기 제1 배출 제동 냉각수의 온도에 기초해서 상기 유로전환부를 제어하게 마련되는, 연료전지 차량용 냉각 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제동 냉각라인은,
    상기 제동 구성품과 상기 제동 라디에이터가 배치되는 메인라인;
    상기 제동 구성품의 하류 지점 중 상기 제동 구성품과 상기 제동 라디에이터 사이에 위치하는 상기 메인라인의 제1 지점과, 상기 제동 구성품의 상류 지점 중 상기 제동 구성품과 상기 제동 라디에이터 사이에 위치하는 상기 메인라인의 제2 지점을 연결하는 제1 우회라인; 및
    상기 제1 우회라인과 구별되게 마련되어 상기 제1 지점과 상기 제2 지점을 연결하는 제2 우회라인을 포함하는, 연료전지 차량용 냉각 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 유로전환부는,
    상기 제1 지점에 배치되어 하기 제1 내지 제4 유로 중 적어도 어느 2개를 연통시키도록 마련되는 제1 밸브부; 및
    상기 제2 지점에 배치되어 하기 제3 내지 제6 유로 중 적어도 어느 2개를 연통시키도록 마련되는 제2 밸브부를 포함하는, 연료전지 차량용 냉각 시스템.
    제1 유로
    상기 메인라인 중 상기 제동 구성품과 상기 제1 지점을 연결하는 부분
    제2 유로
    상기 메인라인 중 상기 제1 지점과 상기 제동 라디에이터를 연결하는 부분
    제3 유로
    상기 제1 우회라인
    제4 유로
    상기 제2 우회라인
    제5 유로
    상기 메인라인 중 상기 제동 라디에이터와 상기 제2 지점을 연결하는 부분
    제6 유로
    상기 메인라인 중 상기 제2 지점과 상기 제동 구성품을 연결하는 부분
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어부는 상기 차량의 구동 시에:
    상기 제1 배출 제동 냉각수를 상기 제동 라디에이터로 먼저 공급하기 위해 상기 제1 및 제2 유로가 연통되게 상기 제1 밸브부를 제어하는, 연료전지 차량용 냉각 시스템.
  8. 청구항 7 있어서,
    상기 제어부는 상기 차량의 구동 시에:
    상기 제1 배출 제동 냉각수의 온도가 소정 기준 온도 이상이면, 상기 제동 냉각라인을 따라 상기 제동 라디에이터에서 배출되는 상기 제동 냉각수인 제2 배출 제동 냉각수를 상기 열교환기로의 경유 없이 상기 제동 구성품으로 공급하기 위해 상기 제5 및 제6 유로가 연통되게 상기 제2 밸브부를 제어하는, 연료전지 차량용 냉각 시스템.
  9. 청구항 7 있어서,
    상기 제어부는 상기 차량의 구동 시에:
    상기 제1 배출 제동 냉각수의 온도가 소정 기준 온도 미만이면, 상기 제동 냉각라인을 따라 상기 제동 라디에이터에서 배출되는 상기 제동 냉각수인 제2 배출 제동 냉각수를 상기 열교환기로 공급하기 위해, 상기 제3 및 제5 유로가 연통되고, 상기 제4 및 제6 유로가 연통되게 상기 제2 밸브부를 제어하는, 연료전지 차량용 냉각 시스템.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어부는 상기 차량의 제동 시에:
    상기 제1 배출 제동 냉각수를 상기 열교환기로 먼저 공급하기 위해, 상기 제1 및 제3 유로가 연통되고, 상기 제2 및 제4 유로가 연통되게 상기 제1 밸브부를 제어하는, 연료전지 차량용 냉각 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제어부는 상기 차량의 제동 시에:
    상기 제동 냉각라인을 따라 상기 제동 라디에이터에서 배출되는 상기 제동 냉각수인 제2 배출 제동 냉각수를 상기 제동 구성품으로 공급하기 위해 상기 제5 및 제6 유로가 연통되게 상기 제2 밸브부를 제어하는, 연료전지 차량용 냉각 시스템.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 열교환기는 판형 열교환기인, 연료전지 차량용 냉각 시스템.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 열교환기는, 상기 스택 냉각수의 냉각에 요구되는 냉각용량을 상기 제동 라디에이터에 분담시키기 위해, 상기 차량의 구동 시에 상기 스택 냉각수의 열을 상기 제동 냉각수로 전달하는, 연료전지 차량용 냉각 시스템.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 열교환기는, 상기 제동 냉각수의 냉각에 요구되는 냉각용량을 상기 스택 냉각라인에 배치되는 스택 라디에이터에 분담시키기 위해, 상기 차량의 제동 시에 상기 제동 냉각수의 열을 상기 스택 냉각수로 전달하는, 연료전지 차량용 냉각 시스템.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 제동 냉각라인은, 상기 제동 구성품 중 하나로서, 상기 차량의 구동을 위한 구동모터에 연결되는 변속기에 구비되어 상기 차량의 제동력을 보조하는 보조 제동장치를 냉각하게 구비되는, 연료전지 차량용 냉각 시스템.
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