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연료전지 시스템의 제어 장치에 있어서,복수의 연료전지 스택들, 주 전력 변환 시스템용 연결 단자부, 적어도 하나의 보조 전력 변환 시스템용 연결 단자부, 상기 복수의 연료전지 스택들 각각의 출력을 상기 주 전력 변환 시스템용 연결 단자부 또는 적어도 하나의 보조 전력 변환 시스템용 연결 단자부에 연결하기 위한 연결대상 선택 스위칭부를 포함하는, 복수의 핫박스;상기 복수의 연료전지 스택들 중 정상 스택들의 출력을 부하에 공급하는 주 전력 변환 시스템;상기 복수의 연료전지 스택들 중 적어도 하나의 열화된 스택의 출력을 부하에 공급하는 적어도 하나의 보조 전력 변환 시스템;임의의 핫박스의 주 전력 변환 시스템용 연결 단자부를 인접한 핫박스의 주 전력 변환 시스템용 연결 단자부와 직렬 또는 병렬로 연결하고, 임의의 핫박스의 적어도 하나의 보조 전력 변환 시스템용 연결 단자부를 인접한 핫박스의 대응하는 보조 전력 변환 시스템용 연결 단자부와 직렬 또는 병렬로 연결하기 위한 적어도 하나의 연결상태 변경 스위칭부; 및 적어도 하나의 열화 스택이 감지된 경우, 상기 적어도 하나의 열화 스택의 출력을 상기 주 전력 변환 시스템으로부터 연결해제하고 상기 적어도 하나의 보조 전력 변환 시스템에 연결하도록 상기 연결대상 선택 스위칭부 및 상기 적어도 하나의 연결상태 변경 스위칭부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는, 재구성 스위치 네트워크를 이용한 연료전지 시스템의 제어 장치
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청구항 1에 있어서,상기 주 전력 변환 시스템용 연결 단자부는 주 전력 변환 시스템용 포지티브 연결 단자부 및 주 전력 변환 시스템용 네거티브 연결 단자부를 포함하고,상기 적어도 하나의 보조 전력 변환 시스템용 연결 단자부는 보조 전력 변환 시스템용 포지티브 연결 단자부 및 보조 전력 변환 시스템용 네거티브 연결 단자부를 포함하며,상기 연결대상 선택 스위칭부는,각 연료전지 스택에 대해, 일단이 상기 연료전지 스택의 양전압 출력 단자에 연결되고, 타단은 각각 상기 주 전력 변환 시스템용 포지티브 연결 단자부에 연결되는 스위치;각 연료전지 스택에 대해, 일단이 상기 연료전지 스택의 양전압 출력 단자에 연결되고, 타단은 상기 보조 전력 변환 시스템용 포지티브 연결 단자부에 연결되는 스위치; 및각 연료전지 스택에 대해, 일단이 상기 연료전지 스택의 음전압 출력 단자에 연결되고, 타단은 상기 보조 전력 변환 시스템용 네거티브 연결 단자부에 연결되는 스위치들을 포함하는 재구성 스위치 네트워크를 이용한 연료전지 시스템의 제어 장치
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청구항 1에 있어서,상기 연결상태 변경 스위칭부 각각은,일단이 임의의 주 전력 변환 시스템용 포지티브 연결 단자부에 연결되고, 타단은 인접한 주 전력 변환 시스템용 포지티브 연결 단자부에 연결된 주 전력 변환 시스템용 제1 스위치;일단이 상기 주 전력 변환 시스템용 포지티브 연결 단자부에 연결되고, 타단은 인접한 주 전력 변환 시스템용 네거티브 연결 단자부에 연결된 주 전력 변환 시스템용 제2 스위치;일단이 상기 주 전력 변환 시스템용 네거티브 연결 단자부에 연결되고, 타단은 인접한 주 전력 변환 시스템용 네거티브 연결 단자부에 연결된 주 전력 변환 시스템용 제3 스위치;일단이 상기 적어도 하나의 보조 전력 변환 시스템용 포지티브 연결 단자부 중 하나에 연결되고, 타단은 인접한 보조 전력 변환 시스템용 포지티브 연결 단자부 중 대응하는 하나에 연결된 적어도 하나의 보조 전력 변환 시스템용 제1 스위치;일단이 상기 적어도 하나의 보조 전력 변환 시스템용 포지티브 연결 단자부 중 상기 하나에 연결되고, 타단은 상기 인접한 대응하는 보조 전력 변환 시스템용 네거티브 연결 단자부에 연결된 적어도 하나의 보조 전력 변환 시스템용 제2 스위치; 및일단이 상기 적어도 하나의 보조 전력 변환 시스템용 네거티브 연결 단자부에 연결되고, 타단은 상기 인접한 대응하는 보조 전력 변환 시스템용 네거티브 연결 단자부에 연결된 적어도 하나의 보조 전력 변환 시스템용 제3 스위치를 포함하는 재구성 스위치 네트워크를 이용한 연료전지 시스템의 제어 장치
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청구항 1에 있어서,상기 복수의 핫박스 중에서 첫번째 핫박스의 주 전력 변환 시스템용 네거티브 연결 단자부, 상기 복수의 핫박스 중에서 첫번째 핫박스의 상기 적어도 하나의 보조 전력 변환 시스템용 네거티브 연결 단자부는 접지에 연결되며,상기 복수의 핫박스 중에서 마지막 핫박스에 포함된 주 전력 변환 시스템용 포지티브 연결 단자부는 상기 주 전력 변환 시스템에 연결되고,상기 복수의 핫박스 중에서 마지막 핫박스에 포함된 보조 전력 변환 시스템용 포지티브 연결 단자부는 각각 상기 보조 전력 변환 시스템에 연결되는 재구성 스위치 네트워크를 이용한 연료전지 시스템의 제어 장치
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청구항 6에 있어서,상기 주 전력 변환 시스템용 제1 스위치와 상기 주 전력 변환 시스템용 제3 스위치는 동일한 제어 신호에 따라 연동하여 동작하고,상기 적어도 하나의 보조 전력 변환 시스템용 제1 스위치와 상기 적어도 하나의 보조 전력 변환 시스템용 제3 스위치는 동일한 제어 신호에 따라 연동하여 동작하는 재구성 스위치 네트워크를 이용한 연료전지 시스템의 제어 장치
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청구항 1에 있어서,상기 제어부는,상기 복수의 연료전지 스택들 중에서 적어도 하나의 동작불가능한 스택이 감지되는 경우, 상기 적어도 하나의 동작불가능한 스택의 출력을 상기 주 전력 변환 시스템 또는 상기 적어도 하나의 보조 전력 변환 시스템으로부터 연결해제하도록 상기 연결대상 선택 스위칭부 및 상기 적어도 하나의 연결상태 변경 스위칭부의 동작을 제어하는 재구성 스위치 네트워크를 이용한 연료전지 시스템의 제어 장치
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청구항 10에 있어서,상기 제어부는 상기 주 전력 변환 시스템에 연결되는 정상 스택들이 (n1xn2)의 어레이를 구성하는데 필요한 정상 스택들의 수를 초과하는 정상 스택을 상기 주 전력 변환 시스템으로부터 연결해제하고 상기 연결해제된 정상 스택을 상기 적어도 하나의 보조 전력 변환 시스템에 연결하도록 상기 연결대상 선택 스위칭부 및 상기 적어도 하나의 연결상태 변경 스위칭부의 동작을 제어하는 재구성 스위치 네트워크를 이용한 연료전지 시스템의 제어 장치
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청구항 1에 있어서,상기 적어도 하나의 열화 스택은 직렬, 병렬 또는 직병렬로 연결되는 재구성 스위치 네트워크를 이용한 연료전지 시스템의 제어 장치
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청구항 1에 있어서,상기 정상 스택들 또는 상기 열화 스택들은 직렬, 병렬 또는 직병렬로 연결되는 재구성 스위치 네트워크를 이용한 연료전지 시스템의 제어 장치
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연료전지 시스템의 제어 방법에 있어서,상기 연료전지 시스템은 복수의 연료전지 스택들, 주 전력 변환 시스템용 연결 단자부, 적어도 하나의 보조 전력 변환 시스템용 연결 단자부, 상기 복수의 연료전지 스택들 각각의 출력을 상기 주 전력 변환 시스템용 연결 단자부 또는 적어도 하나의 보조 전력 변환 시스템용 연결 단자부에 연결하기 위한 연결대상 선택 스위칭부를 포함하는, 복수의 핫박스;상기 복수의 연료전지 스택들 중 정상 스택들의 출력을 부하에 공급하는 주 전력 변환 시스템;상기 복수의 연료전지 스택들 중 적어도 하나의 열화된 스택의 출력을 부하에 공급하는 적어도 하나의 보조 전력 변환 시스템;임의의 핫박스의 주 전력 변환 시스템용 연결 단자부를 인접한 핫박스의 주 전력 변환 시스템용 연결 단자부와 직렬 또는 병렬로 연결하고, 임의의 핫박스의 적어도 하나의 보조 전력 변환 시스템용 연결 단자부를 인접한 핫박스의 대응하는 보조 전력 변환 시스템용 연결 단자부와 직렬 또는 병렬로 연결하기 위한 적어도 하나의 연결상태 변경 스위칭부; 및상기 연결대상 선택 스위칭부 및 상기 적어도 하나의 연결상태 변경 스위칭부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,(A) 상기 제어부가 적어도 하나의 열화 스택 또는 동작불가능한 스택이 존재하는지를 판단하는 단계;(B) 적어도 하나의 열화 스택이 존재하는 것으로 판단되는 경우, 상기 제어부가 상기 연결대상 선택 스위칭부를 제어하여 상기 적어도 하나의 열화 스택을 상기 주 전력 변환 시스템용 연결 단자부로부터 연결해제하고 상기 적어도 하나의 보조 전력 변환 시스템용 연결 단자부에 연결함으로써, 상기 적어도 하나의 열화 스택의 출력을 주 전력 변환 시스템으로부터 연결해제하는 단계; 및(C) 상기 제어부가 상기 연결상태 변경 스위칭부를 제어하여 상기 보조 전력 변환 시스템용 연결 단자부들을 직렬 또는 병렬로 연결하여, 상기 적어도 하나의 열화 스택을 적어도 하나의 보조 전력 변환 시스템에 연결하는 단계를 포함하는 재구성 스위치 네트워크를 이용한 연료전지 시스템의 제어 방법
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청구항 14에 있어서,상기 주 전력 변환 시스템용 연결 단자부는 주 전력 변환 시스템용 포지티브 연결 단자부 및 주 전력 변환 시스템용 네거티브 연결 단자부를 포함하고,상기 적어도 하나의 보조 전력 변환 시스템용 연결 단자부는 보조 전력 변환 시스템용 포지티브 연결 단자부 및 보조 전력 변환 시스템용 네거티브 연결 단자부를 포함하며,상기 연결대상 선택 스위칭부는,각 연료전지 스택에 대해, 일단이 상기 연료전지 스택의 양전압 출력 단자에 연결되고, 타단은 각각 상기 주 전력 변환 시스템용 포지티브 연결 단자부에 연결되는 스위치;각 연료전지 스택에 대해, 일단이 상기 연료전지 스택의 양전압 출력 단자에 연결되고, 타단은 상기 보조 전력 변환 시스템용 포지티브 연결 단자부에 연결되는 스위치; 및각 연료전지 스택에 대해, 일단이 상기 연료전지 스택의 음전압 출력 단자에 연결되고, 상기 보조 전력 변환 시스템용 네거티브 연결 단자부에 연결되는 스위치들을 포함하는 재구성 스위치 네트워크를 이용한 연료전지 시스템의 제어 방법
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청구항 14에 있어서,상기 연결상태 변경 스위칭부 각각은,일단이 임의의 주 전력 변환 시스템용 포지티브 연결 단자부에 연결되고, 타단은 인접한 주 전력 변환 시스템용 포지티브 연결 단자부에 연결된 주 전력 변환 시스템용 제1 스위치;일단이 상기 주 전력 변환 시스템용 포지티브 연결 단자부에 연결되고, 타단은 인접한 주 전력 변환 시스템용 네거티브 연결 단자부에 연결된 주 전력 변환 시스템용 제2 스위치;일단이 상기 주 전력 변환 시스템용 네거티브 연결 단자부에 연결되고, 타단은 인접한 주 전력 변환 시스템용 네거티브 연결 단자부에 연결된 주 전력 변환 시스템용 제3 스위치;일단이 상기 적어도 하나의 보조 전력 변환 시스템용 포지티브 연결 단자부 중 하나에 연결되고, 타단은 인접한 보조 전력 변환 시스템용 포지티브 연결 단자부 중 대응하는 하나에 연결된 적어도 하나의 보조 전력 변환 시스템용 제1 스위치;일단이 상기 적어도 하나의 보조 전력 변환 시스템용 포지티브 연결 단자부 중 상기 하나에 연결되고, 타단은 상기 인접한 대응하는 보조 전력 변환 시스템용 네거티브 연결 단자부에 연결된 적어도 하나의 보조 전력 변환 시스템용 제2 스위치; 및일단이 상기 적어도 하나의 보조 전력 변환 시스템용 네거티브 연결 단자부에 연결되고, 타단은 상기 인접한 대응하는 보조 전력 변환 시스템용 네거티브 연결 단자부에 연결된 적어도 하나의 보조 전력 변환 시스템용 제3 스위치를 포함하는 재구성 스위치 네트워크를 이용한 연료전지 시스템의 제어 방법
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청구항 18에 있어서,상기 단계 (A)에서 적어도 하나의 동작불가능한 스택이 감지되는 것으로 판단되는 경우, 상기 단계 (A) 이후에, 상기 적어도 하나의 동작불가능한 스택의 출력을 상기 주 전력 변환 시스템 또는 상기 적어도 하나의 보조 전력 변환 시스템으로부터 연결해제하는 단계를 더 포함하는 재구성 스위치 네트워크를 이용한 연료전지 시스템의 제어 방법
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청구항 14에 있어서,상기 단계 (B) 또는 단계 (C) 이후에,상기 제어부는 상기 주 전력 변환 시스템에 연결되는 정상 스택들이 (n1xn2)의 어레이를 구성하는데 필요한 정상 스택들의 수를 초과하는 정상 스택을 상기 주 전력 변환 시스템으로부터 연결해제하고 상기 연결해제된 정상 스택을 상기 적어도 하나의 보조 전력 변환 시스템에 연결하도록 상기 연결대상 선택 스위칭부 및 상기 적어도 하나의 연결상태 변경 스위칭부의 동작을 제어하는 단계를 더 포함하는 재구성 스위치 네트워크를 이용한 연료전지 시스템의 제어 방법
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