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PEMFC(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)의 BOP(Balance of Plant) 관리 장치로서, 잔차 연산자로부터 관측된 전압 강하 오차 데이터 및 압력 강하 오차 데이터를 입력받아 이론적인 경계값 들과 비교하여 BOP의 정상 여부, DC 회로 체크 여부, 막의 플러딩(flooding) 상태 또는 건조 상태를 결정하도록 구성된 물 관리부(100);상기 물관리부에서 결정된 막의 플러딩(flooding) 상태 또는 건조 상태에 따라 스텍(stack) 온도, 퍼지 밸브, 유속, 전류 밀도, 상대 습도, 및 주입 압력에 대한 제어 명령을 결정하도록 구성된 열 관리부(300);시간 t, t-1 및 t-2에서의 산소 과잉률 데이터 및 순 전력 데이터를 입력받아 최적의 산소 과잉률을 산출하도록 구성된 반응물 관리부(400); 및상기 DC 회로의 측정 데이터, 에노드측 측정 데이터, 캐소드측 측정 데이터, 맴브레인측 측정 데이터, 상기 물 관리부로부터의 물관리 데이터, 상기 열 관리부로부터의 열관리 데이터, 및 상기 반응물 관리부의 반응물 관리 데이터를 입력받아 AI(Artificial Intelligence) 분석하여 고장 위치를 결정하도록 구성된 고장 위치 결정부(200);를 포함하는, PEMFC의 BOP 관리 장치
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제1 항에 있어서,상기 고장 위치 결정부(200)는상기 DC 회로의 측정 데이터, 에노드측 측정 데이터, 캐소드측 측정 데이터, 맴브레인측 측정 데이터, 상기 물 관리부로부터의 물관리 데이터, 상기 열 관리부로부터의 열관리 데이터, 및 상기 반응물 관리부의 반응물 관리 데이터를 입력받아, DC 회로의 측정 데이터, 에노드측 측정 데이터, 캐소드측 측정 데이터, 맴브레인측 측정 데이터, 물관리 데이터, 열관리 데이터 및 반응물 관리 데이터 및 고장 위치 데이터에 의해 기계학습된 인공신경망에 입력시켜 고장 위치를 결정하는, PEMFC의 BOP 관리 장치
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PEMFC(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)의 BOP(Balance of Plant) 관리 장치를 이용한 PEMFC의 관리 방법으로서,물 관리부(100)가 잔차 연산자로부터 관측된 전압 강하 오차 데이터() 및 압력 강하 오차 데이터()를 입력받는 단계(S110);상기 물 관리부가 상기 전압 강하 오차 데이터()의 절대값이 이론적인 전압 강하 경계값() 이하 인지의 여부를 결정하는 단계(S120);상기 단계(S120)에서 상기 전압 강하 오차 데이터()의 절대값이 이론적인 전압 강하 경계값()보다 크면, 상기 물 관리부가 상기 압력 강하 오차 데이터()의 절대값이 이론적인 압력 강하 경계값() 이하 인지의 여부를 결정하는 단계(S130);상기 단계(S130)에서 상기 압력 강하 오차 데이터()의 절대값이 이론적인 압력 강하 경계값()보다 크면, 상기 물 관리부가 상기 압력 강하 오차 데이터()가 이론적인 압력 강하 경계값()보다 큰지의 여부를 결정하는 단계(S140);상기 단계(S140)에서 상기 압력 강하 오차 데이터()가 이론적인 압력 강하 경계값()보다 크면, 상기 물 관리부가 막의 플러딩(flooding) 상태로 결정하는 단계(S150);상기 물 관리부가 상기 압력 강하 오차 데이터()가 (여기서, 는 적응계수로서 1보다 큼)보다 큰지의 여부를 결정하는 단계(S160);상기 단계(S160)에서 상기 압력 강하 오차 데이터()가 보다 크면, 상기 물 관리부가 막의 심한 플러딩 상태로 결정하는 단계(S170);상기 단계(S160)에서 상기 압력 강하 오차 데이터()가 이하이면, 상기 물 관리부가 막의 약간의 플러딩 상태로 결정하는 단계(S175);상기 단계(S140)에서 상기 압력 강하 오차 데이터()가 이론적인 압력 강하 경계값()이하이면, 상기 물 관리부가 막의 건조 상태로 결정하는 단계(S142);상기 물 관리부가 상기 압력 강하 오차 데이터()의 절대값이 (여기서, 는 적응계수로서 1보다 작음)보다 큰지의 여부를 결정하는 단계(S144);상기 단계(S144)에서 상기 압력 강하 오차 데이터()의 절대값이 보다 크면, 상기 물 관리부가 막의 심한 건조 상태로 결정하는 단계(S146); 상기 단계(S144)에서 상기 압력 강하 오차 데이터()의 절대값이 이하이면, 상기 물 관리부가 막의 약간의 건조 상태로 결정하는 단계(S148);열 관리부(300)가 상기 단계(S170, S175, S146, S148)에서 결정된 막의 심한 플러딩 상태, 막의 약간의 플러딩 상태, 막의 심한 건조 상태, 및 막의 약간의 건조 상태에 기초하여 열관리 하는 단계(S300); 및 고장 위치 결정부(200)가 DC 회로의 측정 데이터, 에노드측 측정 데이터, 캐소드측 측정 데이터, 맴브레인측 측정 데이터, 상기 물 관리부로부터의 물관리 데이터, 상기 열 관리부로부터의 열관리 데이터, 및 반응물 관리부의 반응물 관리 데이터를 입력받아 AI(Artificial Intelligence) 분석하여 고장 위치를 결정하는 단계(S200);를 포함하는, PEMFC의 관리 방법
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제3 항에 있어서,상기 단계(S120)에서 상기 전압 강하 오차 데이터()의 절대값이 이론적인 전압 강하 경계값() 이하이면, 상기 물 관리부가 BOP를 정상 상태로 결정하는 단계(S125)를 더 포함하고, 상기 단계(S125) 후, 상기 단계(S200)로 진행되는, PEMFC의 관리 방법
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제3 항에 있어서,상기 단계(S130)에서 상기 압력 강하 오차 데이터()의 절대값이 이론적인 압력 강하 경계값()이하 이면, 상기 물 관리부가 DC 회로의 체크를 결정하는 단계(S135)를 더 포함하고, 상기 단계(S135) 후, 상기 단계(S200)로 진행되는, PEMFC의 관리 방법
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제3 항에 있어서,상기 단계(S300)는상기 단계(S146, S148)에서 막의 심한 건조 상태, 및 막의 약간의 건조 상태로 결정되면, 상기 열 관리부가 스텍 온도 감소 제어 명령을 결정하는 단계(S310);상기 열 관리부가 유속 감소, 전류 밀도 증가, 상대 습도 증가, 및 주입 압력 증가를 위한 제어 명령을 결정하는 단계(S320);상기 단계(S175)에서 막의 약간의 플러딩 상태로 결정되면, 상기 열 관리부가 스텍 온도 증가 제어 명령을 결정하는 단계(S330);상기 단계(S170)에서 막의 심한 플러딩 상태로 결정되면, 상기 열 관리부가 스텍 온도 증가 및 퍼지 밸브 개방 제어 명령을 결정하는 단계(S340); 및상기 단계(S330, S340) 후, 상기 열 관리부가 유속 증가, 전류 밀도 감소, 상대 습도 감소, 및 주입 압력 감소를 위한 제어 명령을 결정하는 단계(S350);를 포함하는, PEMFC의 관리 방법
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제3 항에 있어서,반응물 관리부(400)가 시간 t, t-1 및 t-2에서의 산소 과잉률 데이터 및 순 전력 데이터를 입력받아 최적의 산소 과잉률을 산출하는 단계(S400)를 더 포함하고, 상기 단계(S400) 후 상기 단계(S200)로 진행되는, PEMFC의 관리 방법
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