개발의 원동력은 가능한 한 최저 비용으로 최고의 내구성과 효율성으로 최고의 성능을 실현하는 것입니다. 이 목표 뒤에는 복잡한 상호 관계가 있기 때문에 불가능하게 들릴 수도 있습니다.
시스템 개념과 하위 시스템 및 구성 요소에 대한 요구 사항이 정의되면 이제 최적화 단계로 넘어갑니다. 완벽하게 작동하는 시스템을 얻으려면 단순히 음극/양극 흐름장을 설계하는 것뿐만 아니라 냉각 채널 및 셀과 스택 수준에서 냉각수 압력 손실 최적화도 고려해야 합니다. 멤브레인 전자 어셈블리(MEA) 구성 요소와 매체 분배판도 추가적인 고려가 필요합니다.
시스템 수준에서는 압축기, 가습기 및 이젝터 기술의 선택 및 크기, 냉각 시스템의 전체 설계, 제어 전략의 보정 등 BoP(Balance-of-Plant) 구성 요소를 조정할 수 있습니다.
전력 밀도
냉각 개념 및 채널 설계부터 시작하여 양극/음극 흐름장과 냉각 효율을 최적화해야 합니다.
효율성
연료 전지 시스템의 개념 설계 외에도 MEA의 올바른 선택, 냉각수 흐름의 압력 강하 감소 및 BoP 구성 요소의 치수 측정이 중요합니다.
내구성
우수한 냉각 시스템, 최적의 매체 분배 및 제어 전략이 핵심입니다.
비용
물리적 개발 작업과 테스트에는 프로토타입, 테스트 환경, 시간 및 인력이 필요합니다.
에너지 밀도, 효율성 및 내구성과 관련된 충돌 위험을 최소화하기 위해 처음부터 전체적으로 연료 전지 시스템을 개발할 수 있습니다. 시뮬레이션은 이러한 목표를 초기 개념 단계에서부터 고려할 수 있는 최적의 방법으로써, 프로토타입 훨씬 이전에 이루어질 수 있습니다.
AVL의 단일 플랫폼 솔루션은 3D 다중 물리 CFD와 시스템 시뮬레이션의 이상적인 상호 작용을 가능하게 합니다. (자세히 알아보기) 소프트웨어는 초기 개발 단계부터 전체 V-프로세스에 걸쳐 사용할 수 있습니다. 일관된 PEMFC 스택 전력 및 열화 모델을 통해 효율성과 성능을 최적화합니다. 시스템 시뮬레이션 옵션을 사용하면 전체 실시간 기능 덕분에 SiL 및 HiL 환경에서 FCCU 기능의 개발 및 조정에 문제가 없습니다.
확장 가능한 시뮬레이션 솔루션
AVL이 고객의 PEM 연료 전지 개발 프로세스 전반에 걸쳐 함께합니다.
일관된 PEM 연료전지 스택 성능 및 열화 모델
3D 다중 물리 및 시스템 시뮬레이션은 성능 저하 프로세스에 대한 자세한 정보를 제공합니다.
단일 플랫폼 솔루션
툴과 팀 간에 데이터를 쉽게 공유할 수 있습니다. 또한 공통 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)에서도 지원됩니다.
열화 모델
AVL의 CFD 툴인 AVL FIRE™ M은 다양한 분해 모델을 제공합니다.
- 촉매층 분해를 위한 화학 운동상의 모델.
- 막(이오노머)의 노후화용 화학-동역학 모델
- 반물리 기계 분해 모델
구성 요소 라이브러리
시스템 시뮬레이션 소프트웨어로서 AVL CRUISE™ M은 다양한 시스템 영역에서 사용할 수 있는 사실적인 실시간 구성 요소 모델을 제공합니다.
- 주변 보조 시스템
- 냉각 시스템
- 전기, 열 및 제어 네트워크
주변 보조 시스템(Balance-Of-Plant, Bop) 구성 요소 모델
최적의 시스템 설계를 위해 CRUISE M에는 압축기, 가습기, 물 분리기, 인젝터/이젝터, H2 탱크 등 확장 가능한 BoP 구성 요소가 있습니다.
AVL White Paper – Virtual Fuel Cell Performance and Lifetime Optimization - From Component to Vehicle Level
Download our white paper to find out how AVL eSUITE™ helps OEMs and suppliers get the best performance and longest lifespan from this clean power source.
AVL Customer Case Study – Simulation of Fuel Cell Systems at ZBT
In the case of fuel cell electric vehicles (FCEVs) the configuration of the fuel cell system and the traction battery, interaction of the two components in terms of resulting performance, efficiency, and range are particularly crucial.
AVL FIRE™ M은 범용 CFD 소프트웨어에 속합니다. 하지만, 주로 모든 유형의 파워트레인과 관련 구성 요소 개발에 사용됩니다.
AVL FIRE™ M을 통해 차량과 물체 주변의 흐름 또는 유체와 고체 도메인 간의 열 전달을 자세히 파악할 수 있습니다.
데이터는 어떤 개념을 따라야 할지 명확하게 결정할 수 있는 확신을 줍니다. 모빌리티 개념을 여러 요소와 동시에 평가할 때는 견고한 데이터 기반이 특히 중요합니다. 이것이 바로 AVL CRUISE™ M이 추구하는 바입니다.
The demand for sustainably generated energy is increasing rapidly, and electrolyzers are seen as a promising technology. Due to their efficiency and good dynamic performance, PEM electrolyzers are one of the most widely used technologies today.
It is essential to choose the correct cold-start strategy to successfully start a PEM fuel cell system at sub-zero temperatures.In this free, 60-minute webinar, AVL's Dr Reinhard Tatschl and Dr Christoph Pötsch present a multi-physical system simulat
PEM fuel cells offer one of the most promising technology paths towards emission-free mobility.
Performance optimization, increased lifetime and cost reduction are the main drivers behind current PEM fuel cell research and development activities.
The automotive industry is undergoing the biggest transformation in its history. Electrified powertrain technologies are becoming indispensable as the automotive industry seeks to reduce emissions as much as possible.
AVL offers tailored simulation solutions to support engineering tasks during the fuel cell development process to achieve a short time to market.
About AVL
With more than 11,000 employees, AVL is the world’s largest independent company for development, simulation and testing in the automotive industry, and in other sectors. Drawing on its pioneering spirit, the company provides concepts, solutions and methodologies to shape future mobility trends. AVL creates innovative and affordable technologies to effectively reduce CO2 by applying a multi-energy carrier strategy for all applications – from hybrid to battery electric and fuel cell technologies. The company supports customers throughout the entire development process from the ideation phase to serial production. To accelerate the vision of smart and connected mobility AVL has established competencies in the fields of ADAS, autonomous driving and digitalization.
AVL’s passion is innovation. Together with an international network of experts that extends over 26 countries and with 45 Tech- and Engineering Centers worldwide, AVL drives sustainable mobility trends for a greener future. In 2020, the company generated a turnover of 1.7 billion Euros, of which 12% are invested in R&D activities.
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