エンジニアリング

PEM型燃料電池スタック

持続可能性を追求。用途に最適化された燃料電池ソリューション

PEM燃料電池向けに、堅牢かつ長寿命な最新スタック技術を提供します。

PEM Stack development

高分子電解質膜(PEM)燃料電池セル1つが供給できるエネルギーはごく
わずかです。そのため、一般的には多数のセルを積み重ねた「スタック」を用い
ます。400のセルを組み合わせると最大出力は 120 kW(163馬力)にも
達しますが、出力要求の大きい商用車では、さらに多くのスタックが必要と
なります。

PEM型高性能スタックの開発で成功の鍵を握るのは、量産化を見据えた設計
です。AVLでは、構想段階から、大量生産が可能かどうかを評価します。
年間数百基、すなわち1万セル規模の生産が可能であることが前提です。
AVLの量産化プログラムは、これを実現します。

出力密度と耐久性という、相反する要件の両立が可能なのは現在AVL
だけ。商用車、船舶、産業用途など、あらゆる用途に最適解を提供する
ために必要なパラメータを熟知しているからです。

水素技術は、自動車業界が直面している喫緊の課題、特に排出ガス削減に
対する有力なソリューションです。一方で、高性能なPEMスタックの開発には供給者側・利用者側の双方にとって多くの課題が立ちはだかっています。

  • 高出力密度と耐久性の両立
    高出力密度と長期耐久性はどちらも重要ですが、相反する要件です。
  • 商用用途における高耐久性の要求
    トラックやバスなどの商用車では、従来のディーゼル技術に匹敵する耐久性が求められます。
  • 未成熟なサプライチェーン
    PEMスタックの構成部品の中には特定のサプライヤーに依存しているものがあり、供給リスクがあります。
  • コストが高い
    技術の成熟度や供給体制の制約により、部品単体からスタック全体に至るまで依然としてコストが高いのが現状です。
  • TCO(総保有コスト)低減の鍵は高効率
    TCOを抑え、競争力を維持するため、スタックの高効率化が不可欠です。
AVL Fuel Cell Truck
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AVLは、PEM型燃料電池スタックの設計から車両への統合まで、包括的なエンジニアリングおよび設計サービスを提供します。

  • PEMスタックの設計・統合・シミュレーション・試験
    初期構想から量産対応まで、あらゆる開発フェーズをカバーします。
  • 開発基盤となるGen1設計プラットフォーム
    セルレベルでの空間効率をさらに高め、従来のGen0と比較して
    大幅な出力密度の向上を実現します。
  • 顧客ニーズに応じたスタックアーキテクチャ
  • スタック出力のモデリング
    システムレベルでのトレードオフを早期に分析します。
  • 単セルの設計および最適化
  • スタック構成部品のベンチマーク評価と材料選定
  • 少量プロトタイプの製作・試験・解析
  • あらゆる生産規模に対応した量産開発パートナーシップ
  • グローバルな供給体制の活用

AVLは、PEM型燃料電池開発において豊富な実績を持つ、独立系のエンジニアリングサービスプロバイダーです。
車両開発やシステム統合に関する深い専門知識を活かし、お客様に次のような価値をご提供します。

 

開発工数の削減

PEMスタック設計にあたり、お客様が活用できる
設計プラットフォームを開発しています。これにより
PEMスタックの量産化において、時間とコストの
大幅削減が可能です。

技術的競争優位性

市場をリードする性能を備えたPEMスタックの開発をAVLがサポート。出力密度、効率、耐久性のすべておよびシステム統合も含め、最適な技術ソリューションをご提供します。

カスタマイズ対応と高いコスト効率

お客様のご要望に沿ったPEMスタック設計を
早い段階からご提供します。実績のある
スタック技術をお客様に合わせて柔軟に活用し、
時間とコストを大幅に削減します。

常に最適なサプライヤーを選定

PEMスタック、特にバイポーラプレートなどの部品においては、サプライヤーの選択肢が限られているのが現状です。AVLには信頼性の高いサプライヤーネットワークがあり、お客様の用途に最適な部品とサプライヤーをご提案可能です。

実質正味出力比率

PEMスタックの標準的な市場購入価格は、
パワートレイン全体のコストの約60%を占めます。
しかしAVLと共にスタックを自社開発すれば、
非常に高い実質正味出力比率を実現できます。

"スタック開発のシリコンバレー"

カナダ・バンクーバーにあるテクノロジーセンターを通じ、PEMスタック開発の最先端とつながっています。

専門知識に基づくスタック設計

AVLのスタック開発で欠かせないのが精密なシミュレーション技術で、重要なプロセス段階を前倒しすることが可能になります。これは内燃機関(ICE)やハイブリッド駆動でお客様にご評価いただいているのと同様のアプローチです。

AVLは設計検証計画(DVP)の立案に豊富なノウハウを持ち、これまで培ってきた燃料電池の専門技術と融合させています。電気・電子(E/E)、システム開発、設計、構造設計といった従来の分野での長年の経験を、PEM型燃料電池スタック開発にも適用しています。

作動性戦略

スタック開発時、AVLは常にスタックの作動性を考慮し、出力要求やシステム温度、湿度や外気温が燃料電池に与える影響など、多くのパラメータを最適化しています。これらは、劣化を防ぎ、システムの寿命を最大化するために重要なステップです。

デジタルツイン

お客様には、スタック実機と完全に対応したデジタルツインをご提供します。その中に組み込まれている劣化予測用の物理モデルは、この分野のリーディングカンパニーと共同で構築しています。これにより損傷の発生を高い精度で予測することが可能です。

検証とテスト

お客様のPEMスタックについて、量産化に向けたリリース推奨レベルまで検証・確認を行います。実績ある設計検証計画(DVP)の手法と世界各地のテストセンターに備えた最先端の試験設備を
活用しています。

関連トピック

AVLは常に新しいソリューションの開発に努めています:

PEM System Development
PEMシステム開発

AVLは業界リーダーとして、乗用車、商用車、船舶、鉄道、航空向けの高性能PEM(プロトン交換膜)燃料電池システムを開発しています。

AVL PEM Testing
PEM燃料電池試験ソリューション

乗用車から航空機まで、あらゆる用途のセルからシステムまで、開発ステップすべてに対応する試験ソリューション

Fuel Cell Simulation
燃料電池と電解槽のシミュレーション

燃料電池と電解槽は、効率的にCO2ニュートラルな未来を実現するための優れたソリューションです。それらの用途は実に多岐にわたります。あらゆるサイズの車両に対応し、エネルギーの生成・貯蔵や、合成燃料(e-fuel)の出発点に至るまでその役割は広範囲に及びます。AVLのシミュレーションを使用して、対象となる燃料電池システムを開発・最適化できます。

確かな未来へ:PEM型燃料電池スタックに関する最新情報はこちら

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プレスリリース
AVL、グラーツに水素・燃料電池のテストセンターを開設

エネルギーおよびドライブソリューションの革新に向けて試験能力を拡大