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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; 및상기 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 차이인, 연료 전지 시스템
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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제1항에 있어서,상기 연료 전지는,상기 제1 전력의 크기를 안정시키는 벅부스트 컨버터를 포함하는, 연료 전지 시스템
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제1항에 있어서,상기 연료 전지를 냉각하는 냉각수를 순환시켜 상기 수소의 전기 화학적 반응에서 생성되는 열과 상기 냉각수 사이의 열교환을 통해 온수를 생성하는 온수 생성부를 더 포함하는, 연료 전지 시스템
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제12항에 있어서,상기 온수 생성부는,상기 온수가 저장되는 저장탱크; 및상기 저장탱크 내부와 상기 연료 전지 내부를 통과하여 배치되고, 상기 냉각수가 순환하는 순환라인을 포함하는, 연료 전지 시스템
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14
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
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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
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16
제13항에 있어서,상기 제어부는,상기 연료 전지 내부 온도를 측정하고, 상기 연료 전지 내부 온도에 따라 상기 냉각수의 순환을 제어하는, 연료 전지 시스템
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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
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