KR20220124001A - Fuel cell system - Google Patents

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KR20220124001A
KR20220124001A KR1020210027649A KR20210027649A KR20220124001A KR 20220124001 A KR20220124001 A KR 20220124001A KR 1020210027649 A KR1020210027649 A KR 1020210027649A KR 20210027649 A KR20210027649 A KR 20210027649A KR 20220124001 A KR20220124001 A KR 20220124001A
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양우경
김영배
최미화
김정석
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한국전력공사
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Abstract

The present invention relates to a fuel cell system including: a fuel cell that generates first electric power by generating electricity through an electrochemical reaction of hydrogen by receiving hydrogen, and transfers the first electric power to an inverter by being connected to the inverter to which an external load is connected; a battery that is discharged to supply second power to the inverter or is charged using the first power; and a control unit that receives characteristic information and control conditions of the fuel cell, calculates the amount of the first power using the characteristic information and the control conditions, and adjusts the amount of the first power by adjusting the supply amount of hydrogen.

Description

연료 전지 시스템 { FUEL CELL SYSTEM }fuel cell system { FUEL CELL SYSTEM }

본 발명은 연료 전지와 배터리를 이용하여 외부 부하에 대한 전력을 공급하는 연료 전지 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel cell system for supplying power to an external load using a fuel cell and a battery.

연료 전지는 전기화학반응에 의하여 전기를 생산하는 장치로서 연료극에 공급된 수소(H2)가 전극표면에 산포되어 있는 백금 촉매에 의해 수소이온 (H+, proton)과 전자 (e-, electron)로 분리되며, 공기극에서는 전해질을 통해 이동한 수소이온과 외부 부하를 통해 이동한 전자가 공기극에 공급된 산소와 반응하여 물을 생성시키는 과정에서 전자의 외부 흐름에 의해 전기를 발생시키는 에너지 변환장치이다.A fuel cell is a device that produces electricity through an electrochemical reaction, and hydrogen (H2) supplied to the anode is separated into hydrogen ions (H+, proton) and electrons (e-, electron) by a platinum catalyst dispersed on the electrode surface. It is an energy conversion device that generates electricity by the external flow of electrons in the process of generating water by reacting with oxygen supplied to the cathode with hydrogen ions moving through the electrolyte and electrons moving through an external load at the cathode.

고분자전해질 연료전지 (Ploymer ElectrolyteMembrane Fuel Cell, PEMFC)는 다른 형태의 연료 전지에 비해 전류밀도와 출력밀도가 높고, 기동시간이 짧으며 부하 변화에 대한 응답특성이 빠르므로 건물용 및 백업 전원으로 적합하다. Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC) has higher current and power density, shorter start-up time, and faster response to load changes compared to other types of fuel cells, making it suitable for buildings and backup power sources. .

이러한 연료 전지는 기존의 내연기관에서 사용하는 연소방식보다 2-3배 더 높은 효율을 얻을 수 있으며, 환경오염 물질의 발생을 최소화할 수 있는 친환경 에너지원으로서, 지속적인 연구개발을 통해 다양한 분야로 상용화되고 있다.Such a fuel cell can obtain 2-3 times higher efficiency than the combustion method used in the existing internal combustion engine, and as an eco-friendly energy source that can minimize the generation of environmental pollutants, it is commercialized in various fields through continuous R&D. is becoming

일반적인 시스템에서는 외부 부하 변동과 연료전지 출력, 배터리 충전율 등을 실시간 반영하지 않고, 사전에 지정한 값 이상일 때에만 배터리 전력을 사용하는 단순한 방법을 사용하고 있다. In a general system, a simple method of using battery power only when it exceeds a preset value without reflecting external load fluctuations, fuel cell output, and battery charging rate in real time is used.

이로 인해 대부분의 요구 부하를 연료 전지가 담당하게 되는데, 이 경우 연료 전지의 용량이 커져 연료 소모가 증가 되므로 운영비가 증가하는 문제가 발생한다.As a result, the fuel cell is responsible for most of the required load. In this case, the capacity of the fuel cell is increased and fuel consumption is increased, thereby increasing the operating cost.

한편, 배터리가 개입되는 요구 부하 조건을 낮게 설정하면 연료 전지의 연료 소모는 줄어들지만, 배터리는 방전을 통하여 출력을 담당하여 과방전되어서 잦은 충전/방전이 발생하여 결국, 배터리 수명 단축이라는 문제점이 야기된다.On the other hand, if the required load condition involving the battery is set low, the fuel consumption of the fuel cell is reduced, but the battery takes charge of the output through discharging and is overdischarged, and frequent charging/discharging occurs, resulting in a problem of shortening the battery life. do.

따라서, 연료 전지와 배터리에서 발생될 수 있는 문제점들을 최소화할 수 있는 기술이 요구된다.Accordingly, there is a need for a technology capable of minimizing problems that may occur in fuel cells and batteries.

본 발명의 목적은 배터리를 이용하여 연료 전지에서 생성되는 전력의 크기를 조절하여 연료 소모량을 최소로하는 연료 전지 시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a fuel cell system that minimizes fuel consumption by controlling the amount of power generated by a fuel cell using a battery.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 연료 전지 시스템은, 수소를 공급받아 상기 수소의 전기 화학적 반응으로 발전하여 제1 전력을 생성하고, 외부 부하가 연결되는 인버터와 연결되어 상기 제1 전력을 상기 인버터로 전달하는 연료 전지; 방전되어 상기 인버터로 제2 전력을 공급하거나, 상기 제1 전력을 이용하여 충전되는 배터리; 및 상기 연료 전지의 특성 정보 및 제어 조건을 입력받고, 상기 특성 정보와 상기 제어 조건을 이용하여 상기 제1 전력의 크기를 계산하며, 상기 수소의 공급량을 조절하여 상기 제1 전력의 크기를 조절하는 제어부를 포함하고, 상기 제1 전력은, 상기 연료 전지가 수소 소모량 대비 최대 효율로 생성할 수 있는 전력이며, 상기 제어 조건은, 상기 연료 전지 출력 전력의 범위, 상기 배터리 출력 전력의 범위, 상기 배터리 충전율 범위를 포함하고, 상기 제2 전력의 크기는 상기 외부 부하의 크기와 상기 제1 전력의 크기의 차이이다.A fuel cell system according to one aspect for realizing the object of the present invention is provided with hydrogen to generate first electric power through an electrochemical reaction of the hydrogen, and is connected to an inverter to which an external load is connected. a fuel cell transmitting first power to the inverter; a battery that is discharged and supplies second power to the inverter or is charged using the first power; and receiving the characteristic information and control conditions of the fuel cell, calculating the amount of the first power using the characteristic information and the control condition, and adjusting the amount of the first power by adjusting the supply amount of hydrogen. a control unit, wherein the first power is power that the fuel cell can generate with maximum efficiency compared to hydrogen consumption, and the control conditions include a range of the fuel cell output power, a range of the battery output power, and the battery. Including a charging rate range, the magnitude of the second power is a difference between the magnitude of the external load and the magnitude of the first power.

상기 제어부는, 전력 알고리즘을 이용하여 상기 제1 전력의 크기를 계산하고, 상기 전력 알고리즘은, 상기 특성 정보에 따라 상기 연료 전지 출력 전력의 범위 내에서 수소 소모량 대비 최대 효율을 나타내는 전력의 크기를 계산하는 알고리즘이다.The control unit calculates the amount of the first power using a power algorithm, and the power algorithm calculates the amount of power representing the maximum efficiency compared to the hydrogen consumption within the range of the fuel cell output power according to the characteristic information. It is an algorithm that

그리고, 상기 제어부는, 상기 외부 부하의 크기와 상기 제1 전력의 크기의 차이 및 상기 배터리 충전율 범위 중 어느 하나 이상에 따라 상기 배터리의 방전 및 충전을 제어한다.The controller controls discharging and charging of the battery according to at least one of a difference between a magnitude of the external load and a magnitude of the first power and a range of the battery charging rate.

상기 제어부는, 상기 배터리의 현재 충전율이 상기 배터리 충전율 범위에 포함되고, 상기 외부 부하의 크기가 상기 제1 전력의 크기보다 작은 경우, 상기 제1 전력만을 상기 인버터로 공급한다.The controller supplies only the first power to the inverter when the current charging rate of the battery is included in the battery charging rate range and the size of the external load is smaller than the size of the first power.

또한, 상기 제어부는, 상기 배터리의 현재 충전율이 상기 배터리 충전율 범위에 포함되고, 상기 외부 부하의 크기가 상기 제1 전력의 크기보다 큰 경우, 상기 배터리를 방전하여 상기 외부 부하의 크기와 상기 제1 전력의 크기의 차이만큼의 상기 제2 전력을 상기 인버터로 공급한다.In addition, when the current charging rate of the battery is included in the battery charging rate range and the size of the external load is greater than the size of the first power, the controller discharges the battery to determine the size of the external load and the first power. The second power equal to the difference in power is supplied to the inverter.

또한, 상기 제어부는, 상기 배터리의 현재 충전율이 상기 배터리 충전율 범위 미만이고, 상기 외부 부하의 크기가 상기 제1 전력의 크기보다 작으며, 상기 외부 부하의 크기와 상기 배터리의 충전 전력의 크기의 합이 상기 제1 전력의 크기보다 작은 경우, 상기 제1 전력을 통해 상기 배터리를 충전하면서 상기 외부 부하를 만족시킨다.In addition, the control unit, the current charging rate of the battery is less than the battery charging rate range, the size of the external load is smaller than the size of the first power, the sum of the size of the external load and the charging power of the battery When the amount of the first power is smaller than the level of the first power, the external load is satisfied while charging the battery through the first power.

또한, 상기 제어부는, 상기 배터리의 현재 충전율이 상기 배터리 충전율 범위 미만이고, 상기 외부 부하의 크기가 상기 제1 전력의 크기보다 작으며, 상기 외부 부하의 크기와 상기 배터리의 충전 전력의 크기의 합이 상기 제1 전력의 크기보다 큰 경우, 상기 제1 전력을 제3 전력으로 상승시키고, 상기 제3 전력을 통해 상기 배터리를 충전하면서 상기 외부 부하를 만족시키며, 상기 제3 전력의 크기는, 상기 외부 부하의 크기와 상기 배터리의 충전 전력의 크기를 합한 크기와 대응된다.In addition, the control unit, the current charging rate of the battery is less than the battery charging rate range, the size of the external load is smaller than the size of the first power, the sum of the size of the external load and the charging power of the battery If it is greater than the level of the first power, the first power is increased to a third power, the external load is satisfied while charging the battery through the third power, and the level of the third power is, It corresponds to the sum of the size of the external load and the size of the charging power of the battery.

또한, 상기 제어부는, 상기 배터리의 현재 충전율이 상기 배터리 충전율 범위 미만이고, 상기 외부 부하의 크기가 상기 제1 전력의 크기보다 큰 경우, 상기 제1 전력을 제3 전력으로 상승시키고, 상기 제3 전력을 통해 상기 배터리를 충전하면서 상기 외부 부하를 만족시키며, 상기 제3 전력의 크기는, 상기 외부 부하의 크기와 상기 배터리의 충전 전력의 크기를 합한 크기와 대응된다.In addition, when the current charging rate of the battery is less than the battery charging rate range and the magnitude of the external load is greater than the magnitude of the first power, the control unit increases the first power to the third power, and the third power The external load is satisfied while charging the battery through power, and the magnitude of the third power corresponds to the sum of the magnitude of the external load and the magnitude of the charging power of the battery.

또한, 상기 제어부는, 상기 연료 전지가 초기 상태인 경우, 상기 제2 전력만을 이용하여 상기 외부 부하를 만족시키고, 상기 초기 상태는, 초기부터 상기 제1 전력이 생성되기까지의 상태이다.Also, when the fuel cell is in an initial state, the controller satisfies the external load using only the second power, and the initial state is a state from an initial stage until the first electric power is generated.

나아가, 상기 연료 전지의 출력단은 상기 인버터 및 상기 배터리와 연결되고, 상기 인버터와 상기 배터리는 상기 연료 전지에 대하여 서로 병렬로 연결된다.Furthermore, the output terminal of the fuel cell is connected to the inverter and the battery, and the inverter and the battery are connected in parallel to each other with respect to the fuel cell.

그리고, 상기 연료 전지는, 상기 제1 전력의 크기를 안정시키는 벅부스트 컨버터를 포함한다.In addition, the fuel cell includes a buck-boost converter for stabilizing the level of the first power.

추가적으로, 상기 연료 전지를 냉각하는 냉각수를 순환시켜 상기 수소의 전기 화학적 반응에서 생성되는 열과 상기 냉각수 사이의 열교환을 통해 온수를 생성하는 온수 생성부를 더 포함한다.Additionally, the apparatus further includes a hot water generator configured to circulate cooling water for cooling the fuel cell to generate hot water through heat exchange between the heat generated in the electrochemical reaction of hydrogen and the cooling water.

상기 온수 생성부는, 상기 온수가 저장되는 저장탱크; 및 상기 저장탱크 내부와 상기 연료 전지 내부를 통과하여 배치되고, 상기 냉각수가 순환하는 순환라인을 포함한다.The hot water generator may include: a storage tank in which the hot water is stored; and a circulation line disposed to pass through the inside of the storage tank and the inside of the fuel cell, and through which the coolant circulates.

그리고, 상기 제어 조건은, 상기 온수의 온도 범위를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 온수의 온도를 측정하고, 상기 온수의 온도 범위에 따라 상기 냉각수의 순환을 제어한다.The control condition further includes a temperature range of the hot water, and the controller measures the temperature of the hot water and controls circulation of the cooling water according to the temperature range of the hot water.

여기서, 상기 제어부는, 상기 온수의 온도가 제1 온도 범위 미만인 경우, 상기 온수의 온도가 상기 제1 온도 범위에 포함되도록 상기 냉각수를 순환시킨다.Here, when the temperature of the hot water is less than the first temperature range, the controller circulates the cooling water so that the temperature of the hot water is included in the first temperature range.

또한, 상기 제어부는, 상기 연료 전지 내부 온도를 측정하고, 상기 연료 전지 내부 온도에 따라 상기 냉각수의 순환을 제어한다.In addition, the control unit measures the internal temperature of the fuel cell, and controls circulation of the coolant according to the internal temperature of the fuel cell.

여기서, 상기 제어부는, 상기 연료 전지 내부 온도가 제2 온도 범위를 초과하는 경우, 상기 연료 전지 내부의 온도가 상기 제2 온도 범위에 포함되도록 상기 냉각수를 순환시킨다.Here, when the internal temperature of the fuel cell exceeds a second temperature range, the controller circulates the coolant so that the internal temperature of the fuel cell is included in the second temperature range.

본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 시스템에 따르면,According to the fuel cell system according to an embodiment of the present invention,

첫째, 연료 전지와 배터리를 동시에 사용하여 외부 부하에 따라 변동되는 요구 전력에 대한 안정적인 공급이 가능하다. First, by using the fuel cell and the battery at the same time, it is possible to stably supply the required power that varies depending on the external load.

둘째, 외부 부하가 변동되어도 최적의 연료 전지의 출력을 제어할 수 있어, 연료 소모를 최소화할 수 있다.Second, it is possible to control the optimal output of the fuel cell even when the external load is changed, thereby minimizing fuel consumption.

셋째, 연료 전지의 출력변동을 최소화하여 반복적인 작동과 정지로 인해 야기되는 수명 단축을 방지할 수 있다. Third, it is possible to prevent the shortening of the lifespan caused by repetitive operation and stop by minimizing the output fluctuation of the fuel cell.

넷째, 배터리의 현재 충전율이 제어 조건을 벗어나는 경우에만 연료 전지의 출력을 제어하여 수소 소모량을 최소화할 수 있다.Fourth, hydrogen consumption may be minimized by controlling the output of the fuel cell only when the current charging rate of the battery deviates from the control condition.

다섯, 배터리를 포함하여, 동일한 출력을 가지는 시스템에 비해 연료 전지의 용량을 줄일 수 있어 시스템 설치 비용을 절감할 수 있다.Fifth, it is possible to reduce the capacity of the fuel cell compared to a system having the same output including the battery, thereby reducing the system installation cost.

여섯째, 배터리의 충전율을 일정 범위로 유지하여 과충전 및 과방전으로 인한 화재위험을 줄일 수 있다.Sixth, it is possible to reduce the risk of fire due to overcharging and overdischarging by maintaining the charge rate of the battery within a certain range.

일곱째, 연료 전지에서 발생하는 열을 이용하여 온수를 생성하므로 에너지 재활용이 가능하다.Seventh, since hot water is generated using the heat generated by the fuel cell, energy can be recycled.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 시스템을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 연료 전지, 벅부스트 컨버터 및 배터리의 연결을 개략적으로 나타낸 회로도이다.
도 3은 도 1에 도시된 온수 생성부를 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 4는 외부 부하의 요구량에 대한 측정값과 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5a는 배터리의 충전율이 80%인 경우 동작을 나타낸 그래프이다.
도 5b는 배터리의 충전율이 55%인 경우 동작을 나타낸 그래프이다.
도 5c는 배터리 충전율 55%와 80%의 시간의 흐름에 따른 충전율 변화를 나타낸 그래프이다.1 is a conceptual diagram schematically illustrating a fuel cell system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram schematically illustrating the connection of the fuel cell, the buck-boost converter, and the battery shown in FIG. 1 .
3 is a conceptual diagram schematically illustrating the hot water generator shown in FIG. 1 .
4 is a graph showing a measurement value and a simulation result for a required amount of an external load.
5A is a graph illustrating an operation when the charge rate of the battery is 80%.
5B is a graph illustrating an operation when the charge rate of the battery is 55%.
5C is a graph showing changes in the charging rate over time at 55% and 80% of the battery charging rate.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성 요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. In this case, it should be noted that in the accompanying drawings, the same components are denoted by the same reference numerals as much as possible. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted. For the same reason, some components are exaggerated, omitted, or schematically illustrated in the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 시스템을 개략적으로 나타낸 개념도이고, 도 2는 도 1에 도시된 연료 전지, 벅부스트 컨버터 및 배터리의 연결을 개략적으로 나타낸 회로도이며, 도 3은 도 1에 도시된 온수 생성부를 개략적으로 나타낸 개념도이다.1 is a conceptual diagram schematically showing a fuel cell system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram schematically illustrating the connection of the fuel cell, a buck boost converter, and a battery shown in FIG. 1 , and FIG. 3 is FIG. 1 It is a conceptual diagram schematically showing the hot water generator shown in .

본 발명의 연료 전지 시스템(100)은 연료 전지(110), 배터리(130), 제어부(140), 및 온수 생성부(150)를 포함한다.The fuel cell system 100 of the present invention includes a fuel cell 110 , a battery 130 , a controller 140 , and a hot water generator 150 .

연료 전지(110)는 수소를 공급받아 수소의 전기 화학적 반응으로 발전하여 제1 전력을 생성하고, 외부 부하가 연결되는 인버터(120)와 연결되어 제1 전력을 인버터(120)로 전달한다.The fuel cell 110 receives hydrogen and generates first electric power through an electrochemical reaction of hydrogen, and is connected to the inverter 120 to which an external load is connected to transmit the first electric power to the inverter 120 .

여기서, 제1 전력의 크기는, 연료 전지(110)가 수소 소모량 대비 최대 효율로 생성할 수 있는 전력의 크기이다.Here, the size of the first power is the amount of power that the fuel cell 110 can generate with maximum efficiency compared to the amount of hydrogen consumed.

그리고, 연료 전지(110)는 제1 전력의 크기를 안정화하는 벅부스트 컨버터(111)를 포함하고, 벅부스트 컨버터(111)의 출력단이 인버터(120)와 연결된다. 연료 전지(110)의 출력은 벅부스트 컨버터(111)를 통과하므로 연료 전지(110)의 출력단은 벅부스트 컨버터(111)의 출력단과 동일할 수 있다.In addition, the fuel cell 110 includes a buck-boost converter 111 that stabilizes the level of the first power, and an output terminal of the buck-boost converter 111 is connected to the inverter 120 . Since the output of the fuel cell 110 passes through the buck-boost converter 111 , the output terminal of the fuel cell 110 may be the same as the output terminal of the buck-boost converter 111 .

배터리(130)는 연료 전지(110)의 출력단과 연결되고, 인버터(120)로 제2 전력을 공급한다. 여기서, 제2 전력의 크기는 외부 부하의 크기와 제1 전력의 크기 차이이다.The battery 130 is connected to the output terminal of the fuel cell 110 , and supplies second power to the inverter 120 . Here, the magnitude of the second power is a difference between the magnitude of the external load and the magnitude of the first power.

그리고, 배터리(130)는 벅부스트 컨버터(111)의 출력단과 연결된다.In addition, the battery 130 is connected to the output terminal of the buck-boost converter 111 .

또한, 연료 전지(110)의 출력단(112)은 인버터(120) 및 배터리(130)와 연결되고, 인버터(120)와 배터리(130)는 연료 전지(110)에 대하여 서로 병렬로 연결된다.In addition, the output terminal 112 of the fuel cell 110 is connected to the inverter 120 and the battery 130 , and the inverter 120 and the battery 130 are connected in parallel to each other with respect to the fuel cell 110 .

도 2는 연료 전지(110), 벅부스트 컨버터(111) 및 배터리(130)의 연결을 개략적으로 나타낸 회로도이다.2 is a circuit diagram schematically illustrating the connection of the fuel cell 110 , the buck-boost converter 111 , and the battery 130 .

여기서, ENernst는 Nernst 전력, Ract와 Cact는 연료 전지(110)의 활성화 전력강하 저항 및 컨덴서 파라미터들, Rohm은 옴전력강하 저항값, Rconc은 포화전력강하, VFC는 연료전지 스택의 전력, IFC는 연료전지 스택의 전류, VDC는 이차측 DC 링크의 전력을 나타낸다. R은 배터리 내부 저항, Q는 배터리의 충/방전 용량, i와 i*는 배터리 전류 및 목표 전류를 나타낸다. L1, C1, D는 컨버터의 인덕터 값, 컨덴서 값, 다이오드, S1은 MOSFET 스위치이다.Here, ENernst is the Nernst power, Ract and Cact are the activation power drop resistance and capacitor parameters of the fuel cell 110 , Rohm is the ohmic power drop resistance value, Rconc is the saturation power drop, VFC is the power of the fuel cell stack, and IFC is The current of the fuel cell stack, VDC, represents the power of the secondary DC link. R is the internal resistance of the battery, Q is the charge/discharge capacity of the battery, and i and i* represent the battery current and target current. L1, C1, D are the inductor value of the converter, the capacitor value, the diode, and S1 is the MOSFET switch.

BMS(Battery ManagementSystem)는 배터리의 SOC를 측정하는 역할을 하며, MOSFET 스위치 S1의 듀티비를 제어하여 DC link 전력인 VDC를 제어한다.BMS (Battery Management System) serves to measure the SOC of the battery and controls the VDC, the DC link power, by controlling the duty ratio of the MOSFET switch S1.

제어부(140)는 연료 전지(110)의 특성 정보 및 제어 조건을 입력받고, 특성 정보와 제어 조건을 이용하여 연료 전지(110)에서 출력될 제1 전력의 크기를 계산하며, 수소의 공급량을 조절하여 제1 전력의 크기를 조절한다.The controller 140 receives characteristic information and control conditions of the fuel cell 110 , calculates the amount of first power to be output from the fuel cell 110 using the characteristic information and control conditions, and adjusts the amount of hydrogen supplied to adjust the level of the first power.

여기서, 연료 전지(110)의 특성 정보는 연료 전지(110)의 정격 및 구성 성분과 같이 발전에 영향을 미치는 모든 정보를 포함하고, 제어 조건은, 연료 전지(110) 출력 전력의 크기 범위, 배터리(130) 출력 전력의 크기 범위 및 배터리(130) 충전율 범위를 포함한다.Here, the characteristic information of the fuel cell 110 includes all information that affects power generation, such as the rating and components of the fuel cell 110 , and the control condition is the size range of the fuel cell 110 output power, the battery (130) the size range of the output power and the battery 130 charge rate range.

제어부(140)는 전력 알고리즘을 이용하여 제1 전력의 크기를 계산하는데, 전력 알고리즘은 연료 전지(110)의 특성 정보에 따라 연료 전지(110) 출력 전력 범위 내에서 수소 소모량 대비 최대 효율을 가지는 전력의 크기를 계산하는 알고리즘이다.The control unit 140 calculates the magnitude of the first power using a power algorithm, the power algorithm having the maximum efficiency compared to the hydrogen consumption within the fuel cell 110 output power range according to the characteristic information of the fuel cell 110 . Algorithm to calculate the size of

그리고, 제어부(140)는 외부 부하의 크기와 제1 전력의 크기 차이 및 배터리(130) 충전율 범위 중 어느 하나 이상에 따라 배터리(130)의 방전 및 충전을 제어한다.In addition, the controller 140 controls the discharging and charging of the battery 130 according to at least one of a difference between the size of the external load and the size of the first power and the range of the battery 130 charging rate.

이후, 외부 부하의 크기와 제1 전력의 크기 차이 및 배터리(130) 충전율 범위에 따라 제어되는 동작을 설명한다. Hereinafter, an operation controlled according to the difference between the magnitude of the external load and the magnitude of the first power and the range of the charge rate of the battery 130 will be described.

첫째, 배터리(130)의 현재 충전율이 배터리 충전율 범위에 포함되고, 외부 부하의 크기가 제1 전력의 크기보다 작은 경우, 제어부(140)는 제1 전력만을 이용하여 외부 부하를 만족시킨다.First, when the current charge rate of the battery 130 is included in the battery charge rate range and the magnitude of the external load is smaller than the magnitude of the first power, the controller 140 satisfies the external load by using only the first power.

이때, 제1 전력만으로 외부 부하를 만족시킬 수 있으므로 배터리(130)는 방전되지 않는다.In this case, since the external load can be satisfied only with the first power, the battery 130 is not discharged.

둘째, 배터리(130)의 현재 충전율이 배터리(130) 충전율 범위에 포함되고, 외부 부하의 크기가 제1 전력의 크기보다 큰 경우, 제어부(140)는 배터리(130)를 방전하여 제2 전력을 인버터(120)로 공급한다.Second, when the current charging rate of the battery 130 is included in the battery 130 charging rate range and the size of the external load is greater than the size of the first power, the controller 140 discharges the battery 130 to receive the second power. It is supplied to the inverter 120 .

여기서, 제1 전력의 크기와 제 전력의 크기의 합은, 외부 부하의 크기와 대응되어 외부 부하를 만족시킨다.Here, the sum of the magnitude of the first power and the magnitude of the second power corresponds to the magnitude of the external load to satisfy the external load.

셋째, 배터리(130)의 현재 충전율이 배터리(130) 충전율 범위 미만이고, 외부 부하의 크기가 제1 전력의 크기보다 큰 경우,Third, when the current charging rate of the battery 130 is less than the battery 130 charging rate range, and the size of the external load is greater than the size of the first power,

제어부(140)는 수소 공급량을 제어하여 제1 전력을 제3 전력으로 상승시키고, 제3 전력을 이용하여 외부 부하를 만족시키면서 동시에 배터리(130)를 충전한다.The controller 140 controls the hydrogen supply amount to increase the first power to the third power, and uses the third power to satisfy the external load while simultaneously charging the battery 130 .

여기서, 제3 전력의 크기는 외부 부하와 배터리(130) 충전 전력을 합한 크기이다.Here, the size of the third power is the sum of the external load and the charging power of the battery 130 .

넷째, 배터리(130)의 현재 충전율이 배터리(130) 충전율 범위 미만이고, 외부 부하의 크기가 제1 전력의 크기보다 작으며, 외부 부하의 크기와 배터리(130)의 충전 전력의 크기의 합이 제1 전력의 크기보다 작은 경우, 제어부(140)는 제1 전력을 인버터(120)로 공급하여 외부 부하를 만족시키면서, 동시에 배터리(130)를 충전한다.Fourth, the current charging rate of the battery 130 is less than the battery 130 charging rate range, the size of the external load is smaller than the size of the first power, and the sum of the size of the external load and the size of the charging power of the battery 130 is When it is smaller than the level of the first power, the controller 140 supplies the first power to the inverter 120 to satisfy the external load while simultaneously charging the battery 130 .

여기서, 제1 전력의 크기가 외부 부하와 배터리(130) 충전 전력을 합한 크기보다 작을 경우, 제어부(140)는 제1 전력을 제3 전력으로 상승시켜 외부 부하를 만족시키면서 동시에 배터리(130)를 충전한다.Here, when the magnitude of the first power is smaller than the sum of the external load and the charging power of the battery 130 , the controller 140 increases the first power to the third power to satisfy the external load while simultaneously supplying the battery 130 . recharge

이렇게, 본 발명의 연료 전지 시스템(100)은, 배터리(130)의 현재 충전율이 배터리(130) 충전 범위에 포함될 때는 연료 전지(110)의 출력을 제1 전력으로 유지하고, 배터리(130)의 현재 충전율이 배터리(130) 충전 범위 미만일 때에만 외부 부하에 대응하여 제1 전력의 크기를 조절하므로, 연료 전지(110)의 수소 사용량을 최소로 유지할 수 있다.In this way, the fuel cell system 100 of the present invention maintains the output of the fuel cell 110 as the first power when the current charging rate of the battery 130 is included in the battery 130 charging range, and Since the level of the first power is adjusted in response to an external load only when the current charging rate is less than the charging range of the battery 130 , the amount of hydrogen used in the fuel cell 110 may be kept to a minimum.

추가적으로, 연료 전지 시스템(100)은 온수 생성부(150)를 더 포함하는데, 온수 생성부(150)는 연료 전지(110)를 냉각하는 냉각수를 순환시켜 수소의 전기 화학적 반응에서 생성되는 열과 냉각수 사이의 열교환을 통해 온수를 생성한다.Additionally, the fuel cell system 100 further includes a hot water generating unit 150 , which circulates cooling water for cooling the fuel cell 110 between heat generated in an electrochemical reaction of hydrogen and the cooling water. It generates hot water through heat exchange of

온수 생성부(150)는 저장탱크(151) 및 순환라인(152)를 포함하는데, 저장탱크(151)는 온수가 저장되고, 순환라인(152)은 저장탱크(151) 내부와 연료 전지(110) 내부를 통과하여 배치되며, 냉각수가 순환한다.The hot water generator 150 includes a storage tank 151 and a circulation line 152 . The storage tank 151 stores hot water, and the circulation line 152 is connected to the inside of the storage tank 151 and the fuel cell 110 . ) is disposed through the inside, and the cooling water circulates.

그리고, 제어 조건은 온수의 온도 범위를 더 포함하고, 제어부(140)는 온수의 온도를 측정하여 제어 조건에 포함된 온수의 온도 범위에 따라 냉각수의 순환을 제어한다. And, the control condition further includes a temperature range of the hot water, and the controller 140 measures the temperature of the hot water and controls the circulation of the cooling water according to the temperature range of the hot water included in the control condition.

제어부(140)는 온수의 온도가 제1 온도 범위 미만인 경우, 온수의 온도가 제1 온도 범위에 포함되도록 순환라인(152)을 통해 냉각수를 순환시킨다.When the temperature of the hot water is less than the first temperature range, the controller 140 circulates the cooling water through the circulation line 152 so that the temperature of the hot water is included in the first temperature range.

또한, 제어부(140)는 연료 전지(110) 내부의 온도에 따라 냉각수를 순환한다.In addition, the controller 140 circulates the coolant according to the internal temperature of the fuel cell 110 .

제어부(140)는 연료 전지(110) 내부 온도를 측정하고, 연료 전지(110) 내부 온도에 따라 냉각수의 순환을 제어한다.The controller 140 measures the internal temperature of the fuel cell 110 and controls circulation of the coolant according to the internal temperature of the fuel cell 110 .

제어부(140)는 연료 전지(110) 내부 온도가 제2 온도 범위를 초과하는 경우, 연료 전지(110) 내부의 온도가 제2 온도 범위에 포함되도록 냉각수를 순환한다.When the internal temperature of the fuel cell 110 exceeds the second temperature range, the controller 140 circulates the coolant so that the internal temperature of the fuel cell 110 is included in the second temperature range.

연료 전지(110)에서의 전기 화학 반응으로 발생되는 열을 제거하지 않으면 연료 전지(110)의 스택 온도가 계속 상승하여 연료 전지(110)의 성능과 수명이 저하되는 문제점이 발생한다. If the heat generated by the electrochemical reaction in the fuel cell 110 is not removed, the stack temperature of the fuel cell 110 continues to rise, resulting in deterioration of performance and lifespan of the fuel cell 110 .

25℃, 1atm 조건에서 수소와 산소의 반응으로 물이 생성될 때의 Gibbs 자유에너지는 음의 값으로 에너지를 방출하는데, 일반적으로 건물용 PEMFC는 65℃에서 운전되고, 운전시 발생되는 열량은 1,200 kcal/kW/hr이며, 수돗물을 냉각수로 사용한다.When water is produced by the reaction of hydrogen and oxygen at 25℃ and 1atm, the Gibbs free energy emits energy with a negative value. In general, PEMFC for buildings is operated at 65℃, and the amount of heat generated during operation is 1,200 kcal/kW/hr, and tap water is used as cooling water.

여름과 겨울의 수돗물 온도를 각각 20℃와 5℃로 가정할 때, 5 kW급 PEMFC를 운전하면 여름에는 2.5 L/min, 겨울에는 1.82 L/min의 온수(60℃)를 생성할 수 있다.Assuming the tap water temperature in summer and winter is 20℃ and 5℃, respectively, operating a 5 kW PEMFC can generate hot water (60℃) of 2.5 L/min in summer and 1.82 L/min in winter.

도 4는 외부 부하의 요구량에 대한 측정값과 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이고, 도 5a는 배터리의 충전율이 80%인 경우 동작을 나타낸 그래프이며, 도 5b는 배터리의 충전율이 55%인 경우 동작을 나타낸 그래프이고, 도 5c는 배터리 충전율 55%와 80%의 시간의 흐름에 따른 충전율 변화를 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing the measurement values and simulation results for the required amount of the external load, FIG. 5A is a graph showing the operation when the charging rate of the battery is 80%, and FIG. 5B is the operation when the charging rate of the battery is 55% It is a graph, and FIG. 5C is a graph showing the change in the charging rate with the passage of time at a battery charging rate of 55% and 80%.

도 4 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 연료 전지 시스템(100)의 동작을 예를 들어 설명한다.4 to 5 , the operation of the fuel cell system 100 of the present invention will be described as an example.

도 4에 도시된 것처럼, 예시 상황은, 제1 전력의 크기가 1.6kW로 계산되고, 충전 범위는 50% ~ 90%로 설정되며, 1시간 30분 동안의 외부 부하 요구량으로 최대 3.6kW와 최소 2.0kW의 출력변동이 발생되는 경우이다.As shown in FIG. 4 , in the exemplary situation, the magnitude of the first power is calculated to be 1.6 kW, the charging range is set to 50% to 90%, and the maximum 3.6kW and minimum external load demand for 1 hour and 30 minutes This is a case where output fluctuation of 2.0kW occurs.

도 5a를 참조하여 배터리의 충전율이 80%인 경우에 대해 설명하면, 연료 전지(110)는 1.6kW의 전력을 생성한다. 여기서, 배터리 충전율이 80%이므로 외부 부하 요구량에서 1.6kW를 제외한 나머지 부분은 배터리(130)가 제2 전력을 출력하여 외부 부하를 만족시킨다.A case in which the charge rate of the battery is 80% will be described with reference to FIG. 5A , the fuel cell 110 generates power of 1.6 kW. Here, since the battery charge rate is 80%, the battery 130 outputs the second power to the remaining portion except for 1.6 kW from the external load demand to satisfy the external load.

도 5b를 참조하여 배터리 충전율이 55%인 경우에 대해 설명하면, 2500초까지연료 전지(110)의 출력은 외부 부하의 요구량 변동에 관계없이 1.6kW로 일정하게 유지되는데, 이는 배터리(130)의 충전율이 제어 조건에 포함된 배터리(130)의 충전 범위에 포함되므로 외부 부하에 대한 나머지 전력을 배터리(130)가 담당하기 때문이다.When the battery charge rate is 55% with reference to FIG. 5B , the output of the fuel cell 110 is constantly maintained at 1.6 kW regardless of the change in the required amount of the external load until 2500 seconds, which is the This is because the battery 130 is responsible for the remaining power to the external load since the charging rate is included in the charging range of the battery 130 included in the control condition.

하지만, 2500초 이후 연료 전지(110)에서 출력되는 전력량이 증가하는데, 이는 배터리(130)의 충전율이 0.5가 되어 배터리(130)의 충전 범위 미만이 되므로 배터리(130)가 출력을 정지한다.However, after 2500 seconds, the amount of power output from the fuel cell 110 increases. Since the charging rate of the battery 130 becomes 0.5 and becomes less than the charging range of the battery 130 , the battery 130 stops outputting.

이때, 제어부(140)는 연료 전지(110)의 출력을 외부 부하와 배터리(130) 충전 전력을 더한 크기로 상승시켜 외부 부하를 만족시키면서 배터리(130)도 동시에 충전한다. 이 경우, 연료 전지(110)에서 출력되는 전력이 제3 전력이다.At this time, the control unit 140 increases the output of the fuel cell 110 to a size obtained by adding the external load and the charging power of the battery 130 to satisfy the external load and also charges the battery 130 at the same time. In this case, the power output from the fuel cell 110 is the third power.

도 5c를 참조하면, 배터리(130)의 충전율이 80%인 경우는 최대 90%와 최소 50% 범위를 만족하므로 연료 전지(110)는 제1 전력으로 출력이 유지되고, 외부 부하에 대한 나머지 요구량은 배터리(130)가 담당하여 배터리(130)의 충전율이 점차 감소하는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 5C , when the charge rate of the battery 130 is 80%, the maximum range of 90% and the minimum 50% are satisfied, so that the fuel cell 110 maintains its output with the first power, and the remaining amount required for the external load. It can be seen that the charge rate of the battery 130 is gradually decreased because the battery 130 is responsible for the battery 130 .

반면, 배터리(130)의 충전율이 55%인 경우는 2500초 정도에 배터리(130) 충전율이 최소 50%에 근접하므로 배터리(130) 방전에 의한 출력은 중지되고, 배터리(130)는 충전되므로 2500초 이후 충전율이 일정하게 유지되는 것을 확인할 수 있다.On the other hand, when the charge rate of the battery 130 is 55%, since the charge rate of the battery 130 approaches at least 50% in about 2500 seconds, the output by discharging the battery 130 is stopped, and the battery 130 is charged, so 2500 It can be seen that the charging rate is kept constant after seconds.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although it has been described with reference to the above embodiments, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. will be able

110...연료 전지 111...벅부스트 컨버터
120...인버터 130...배터리
140...제어부 150...온수 생성부110...fuel cell 111...buck-boost converter
120...Inverter 130...Battery
140...control unit 150...hot water generator

Claims (17)

수소를 공급받아 상기 수소의 전기 화학적 반응으로 발전하여 제1 전력을 생성하고, 외부 부하가 연결되는 인버터와 연결되어 상기 제1 전력을 상기 인버터로 전달하는 연료 전지;
방전되어 상기 인버터로 제2 전력을 공급하거나, 상기 제1 전력을 이용하여 충전되는 배터리; 및
상기 연료 전지의 특성 정보 및 제어 조건을 입력받고, 상기 특성 정보와 상기 제어 조건을 이용하여 상기 제1 전력의 크기를 계산하며, 상기 수소의 공급량을 조절하여 상기 제1 전력의 크기를 조절하는 제어부
를 포함하고,
상기 제1 전력은, 상기 연료 전지가 수소 소모량 대비 최대 효율로 생성할 수 있는 전력이며,
상기 제어 조건은, 상기 연료 전지 출력 전력의 범위, 상기 배터리 출력 전력의 범위, 상기 배터리 충전율 범위를 포함하고,
상기 제2 전력의 크기는 상기 외부 부하의 크기와 상기 제1 전력의 크기의 차이인, 연료 전지 시스템.a fuel cell that receives hydrogen and generates first power through an electrochemical reaction of the hydrogen, is connected to an inverter to which an external load is connected, and transmits the first power to the inverter;
a battery that is discharged and supplies second power to the inverter or is charged using the first power; and
A control unit that receives the characteristic information and control condition of the fuel cell, calculates the amount of the first power using the characteristic information and the control condition, and adjusts the amount of the first power by adjusting the supply amount of hydrogen
including,
The first power is power that the fuel cell can generate with maximum efficiency compared to hydrogen consumption,
The control condition includes a range of the fuel cell output power, a range of the battery output power, and a range of the battery charge rate,
The level of the second power is a difference between the size of the external load and the size of the first power. 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
전력 알고리즘을 이용하여 상기 제1 전력의 크기를 계산하고,
상기 전력 알고리즘은, 상기 특성 정보에 따라 상기 연료 전지 출력 전력의 범위 내에서 수소 소모량 대비 최대 효율을 나타내는 전력의 크기를 계산하는 알고리즘인, 연료 전지 시스템.According to claim 1,
The control unit is
calculating the magnitude of the first power using a power algorithm,
The power algorithm is an algorithm for calculating a magnitude of power representing maximum efficiency compared to hydrogen consumption within the range of the fuel cell output power according to the characteristic information. 제2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 외부 부하의 크기와 상기 제1 전력의 크기의 차이 및 상기 배터리 충전율 범위 중 어느 하나 이상에 따라 상기 배터리의 방전 및 충전을 제어하는, 연료 전지 시스템.3. The method of claim 2,
The control unit is
and controlling discharging and charging of the battery according to any one or more of a difference between the magnitude of the external load and the magnitude of the first power and the range of the battery charging rate. 제3항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 배터리의 현재 충전율이 상기 배터리 충전율 범위에 포함되고, 상기 외부 부하의 크기가 상기 제1 전력의 크기보다 작은 경우,
상기 제1 전력만을 상기 인버터로 공급하는, 연료 전지 시스템.4. The method of claim 3,
The control unit is
When the current charging rate of the battery is included in the battery charging rate range and the size of the external load is smaller than the size of the first power,
supplying only the first electric power to the inverter. 제3항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 배터리의 현재 충전율이 상기 배터리 충전율 범위에 포함되고, 상기 외부 부하의 크기가 상기 제1 전력의 크기보다 큰 경우,
상기 배터리를 방전하여 상기 외부 부하의 크기와 상기 제1 전력의 크기의 차이만큼의 상기 제2 전력을 상기 인버터로 공급하는, 연료 전지 시스템.4. The method of claim 3,
The control unit is
When the current charging rate of the battery is included in the battery charging rate range, and the size of the external load is greater than the size of the first power,
and discharging the battery to supply the second power equal to a difference between a magnitude of the external load and a magnitude of the first power to the inverter. 제3항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 배터리의 현재 충전율이 상기 배터리 충전율 범위 미만이고, 상기 외부 부하의 크기가 상기 제1 전력의 크기보다 작으며, 상기 외부 부하의 크기와 상기 배터리의 충전 전력의 크기의 합이 상기 제1 전력의 크기보다 작은 경우,
상기 제1 전력을 통해 상기 배터리를 충전하면서 상기 외부 부하를 만족시키는, 연료 전지 시스템.4. The method of claim 3,
The control unit is
The current charging rate of the battery is less than the battery charging rate range, the magnitude of the external load is smaller than the magnitude of the first power, and the sum of the magnitude of the external load and the magnitude of the charging power of the battery is the first power. If it is smaller than the size,
and satisfying the external load while charging the battery through the first power. 제3항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 배터리의 현재 충전율이 상기 배터리 충전율 범위 미만이고, 상기 외부 부하의 크기가 상기 제1 전력의 크기보다 작으며, 상기 외부 부하의 크기와 상기 배터리의 충전 전력의 크기의 합이 상기 제1 전력의 크기보다 큰 경우,
상기 제1 전력을 제3 전력으로 상승시켜, 상기 제3 전력을 통해 상기 배터리를 충전하면서 상기 외부 부하를 만족시키고,
상기 제3 전력의 크기는, 상기 외부 부하의 크기와 상기 배터리의 충전 전력의 크기를 합한 크기인, 연료 전지 시스템.4. The method of claim 3,
The control unit is
The current charging rate of the battery is less than the battery charging rate range, the magnitude of the external load is smaller than the magnitude of the first power, and the sum of the magnitude of the external load and the magnitude of the charging power of the battery is the first power. If it is larger than the size,
increasing the first power to a third power to satisfy the external load while charging the battery through the third power;
The size of the third power is a size of the sum of the size of the external load and the size of the charging power of the battery, the fuel cell system. 제3항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 배터리의 현재 충전율이 상기 배터리 충전율 범위 미만이고, 상기 외부 부하의 크기가 상기 제1 전력의 크기보다 큰 경우,
상기 제1 전력을 제3 전력으로 상승시켜, 상기 제3 전력을 통해 상기 배터리를 충전하면서 상기 외부 부하를 만족시키고,
상기 제3 전력의 크기는, 상기 외부 부하의 크기와 상기 배터리의 충전 전력의 크기를 합한 크기인, 연료 전지 시스템.4. The method of claim 3,
The control unit is
When the current charging rate of the battery is less than the battery charging rate range, and the magnitude of the external load is greater than the magnitude of the first power,
increasing the first power to a third power to satisfy the external load while charging the battery through the third power;
The size of the third power is a size of the sum of the size of the external load and the size of the charging power of the battery, the fuel cell system. 제3항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 연료 전지가 초기 상태인 경우, 상기 제2 전력만을 이용하여 상기 외부 부하를 만족시키고,
상기 초기 상태는, 초기부터 상기 제1 전력이 생성되기까지의 상태인, 연료 전지 시스템.4. The method of claim 3,
The control unit is
When the fuel cell is in the initial state, the external load is satisfied using only the second power,
The initial state is a state from an initial stage until the first electric power is generated. 제1항에 있어서,
상기 연료 전지의 출력단은 상기 인버터 및 상기 배터리와 연결되고,
상기 인버터와 상기 배터리는 상기 연료 전지에 대하여 서로 병렬로 연결되는, 연료 전지 시스템.According to claim 1,
The output terminal of the fuel cell is connected to the inverter and the battery,
wherein the inverter and the battery are connected in parallel to each other with respect to the fuel cell. 제1항에 있어서,
상기 연료 전지는,
상기 제1 전력의 크기를 안정시키는 벅부스트 컨버터
를 포함하는, 연료 전지 시스템.According to claim 1,
The fuel cell is
A buck-boost converter for stabilizing the magnitude of the first power
comprising, a fuel cell system. 제1항에 있어서,
상기 연료 전지를 냉각하는 냉각수를 순환시켜 상기 수소의 전기 화학적 반응에서 생성되는 열과 상기 냉각수 사이의 열교환을 통해 온수를 생성하는 온수 생성부
를 더 포함하는, 연료 전지 시스템.According to claim 1,
A hot water generator circulates cooling water for cooling the fuel cell to generate hot water through heat exchange between the heat generated in the electrochemical reaction of hydrogen and the cooling water
Further comprising, a fuel cell system. 제12항에 있어서,
상기 온수 생성부는,
상기 온수가 저장되는 저장탱크; 및
상기 저장탱크 내부와 상기 연료 전지 내부를 통과하여 배치되고, 상기 냉각수가 순환하는 순환라인
을 포함하는, 연료 전지 시스템.13. The method of claim 12,
The hot water generator,
a storage tank in which the hot water is stored; and
A circulation line disposed to pass through the inside of the storage tank and the inside of the fuel cell, and through which the coolant circulates
comprising, a fuel cell system. 제13항에 있어서,
상기 제어 조건은,
상기 온수의 온도 범위를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 온수의 온도를 측정하고, 상기 온수의 온도 범위에 따라 상기 냉각수의 순환을 제어하는, 연료 전지 시스템.14. The method of claim 13,
The control condition is
Further comprising a temperature range of the hot water,
The control unit is
Measuring the temperature of the hot water, and controlling the circulation of the cooling water according to the temperature range of the hot water, the fuel cell system. 제14항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 온수의 온도가 제1 온도 범위 미만인 경우, 상기 온수의 온도가 상기 제1 온도 범위에 포함되도록 상기 냉각수를 순환하는, 연료 전지 시스템. 15. The method of claim 14,
The control unit is
When the temperature of the hot water is less than a first temperature range, the fuel cell system circulates the cooling water so that the temperature of the hot water is included in the first temperature range. 제13항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 연료 전지 내부 온도를 측정하고, 상기 연료 전지 내부 온도에 따라 상기 냉각수의 순환을 제어하는, 연료 전지 시스템.14. The method of claim 13,
The control unit is
measuring the internal temperature of the fuel cell, and controlling circulation of the coolant according to the internal temperature of the fuel cell. 제16항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 연료 전지 내부 온도가 제2 온도 범위를 초과하는 경우, 상기 연료 전지 내부의 온도가 상기 제2 온도 범위에 포함되도록 상기 냉각수를 순환하는, 연료 전지 시스템.17. The method of claim 16,
The control unit is
When the internal temperature of the fuel cell exceeds a second temperature range, the fuel cell system circulates the coolant so that the internal temperature of the fuel cell is included in the second temperature range.
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