서로 다른 글로벌 요구 사항에는 유연한 솔루션이 필요합니다. 고객은 스스로 필요한 것을 가장 잘 알고 있기 때문에 연료 전지 및 수전해 시스템의 이상적인 개발자이기도 합니다.
시스템 요구 사항이 정의되면, 시스템의 모든 개별 부품을 균형 있게 조정하는 것이 중요합니다. 스택 및 모듈 수준에서: 시동-정지 또는 SOFC/SOEC 모드 전환과 같은 준안정 및 과도 작동 조건에서 연료/공기 종 공급 및 분배, 열 부하 및 변환 효율을 살펴봐야 합니다. 또한, 주변 보조 시스템(BoP) 구성 요소의 최적화된 성능 외에도 모든 관련 부하 및 작동 조건에서 내구성을 테스트합니다.
시스템 수준에서 압축기와 송풍기, 인젝터와 이젝터, 증발기, 리포머, 시동 버너, HC 애프터버너 등의 선택 및 크기, 공기 및 연료 공급 시스템의 설계, 열 관리 시스템의 구성, 제어 전략의 보정 등 BoP 구성 요소를 조정할 수 있습니다.
글로벌 요구 사항
고정식 시스템은 각 목표 시장의 각 요구 사항을 충족해야 합니다. 따라서 시스템은 가능한 유연하게 설계되어야 합니다.
전력 밀도
정확한 시스템 설계, 최적화된 BoP 구성 요소, 스택의 모든 셀에 대한 균일한 공기 및 연료 공급이 필요합니다.
효율성
연료 전지 또는 전기 분해 시스템의 개념 설계와 더불어 BoP의 치수와 스택 및 모듈의 최적 공급은 매우 중요합니다.
내구성
냉각이 우수한 시스템, 최적의 매체 분배 및 제어 전략은 매우 중요합니다.
비용
물리적 개발 작업과 테스트에는 프로토타입, 테스트 베드, 시간 및 인력이 필요합니다.
에너지 밀도, 효율성 및 내구성 측면에서 충돌의 위험을 최소화하기 위해 처음부터 시스템을 전체적으로 개발할 수 있습니다. 시뮬레이션은 프로토타입 단계 전, 초기 컨셉부터 이러한 목표를 고려하는 데 특히 적합합니다. 또한 다양한 요구 사항에 대한 적응을 쉽게 수행하고 가상으로 테스트할 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. SOFC 및 SOEL 스택의 전력 및 분해 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
고체 산화물 연료 전지 및 수전해의 전체 개발 프로세스를 지원합니다.
일관된 SOFC/SOEC 스택 성능 및 열화 모델
3D 다중 물리 CFD 및 시스템 시뮬레이션은 스택의 주요 성능 저하 프로세스에 대한 정확한 정보를 제공하고 동적 작동 조건에서 전체 노후화 특성에 미치는 영향을 평가할 수 있습니다.
단일 플랫폼 솔루션
툴과 팀 간에 데이터를 쉽게 공유할 수 있습니다. 또한 공통 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)에서도 지원됩니다.
SOFC/SOEC를 위한 차원 감소된 실시간 지원 스택 모델(RD)
시스템 제어 개발 및 보정, SiL 및 HiL 환경의 구성 요소 및 하위 시스템 테스트에서 효율성 향상.
모델 매개변수화 마법사
시스템 시뮬레이션 소프트웨어 AVL CRUISE™ M은 고체 산화물 연료 전지 및 수전해를 위한 매개변수화 마법사를 갖추고 있습니다. 안내된 워크플로우는 셀의 매개변수화를 용이하게 하고 가속화합니다.
확장 가능한 BoP 구성 요소 모델링
최대 효율에서 최고의 성능을 보장하기 위해 3D CFD 도구 AVL FIRE™ M 및 CRUISE M 1D/0D 시스템 시뮬레이션은 다음과 같은 유연한 모델링을 제공합니다.
- 압축기
- 인젝터 및 이젝터
- H2 탱크
- 증발기
- 리포머
- 기타
3D 다중 물리학 CFD 워크플로우
- 임베디드 바디(Embedded Body Method): 메시 생성 시간을 며칠에서 몇 분으로 단축합니다.
- 균질화 채널 접근(Homogenized Channel Approach): 셀, 스택 및 모듈 수준에서 기하학적 변형에 대한 신속한 연구가 가능합니다.
효율적이고 내구성이 뛰어난 고분자 전해질 연료 전지(PEM) 시스템을 개발하려면 엔지니어는 시스템의 기본인 셀(Cell)에 대한 통찰력이 있어야 합니다. 수소와 산소의 수송, 전기화학 반응 과정, 막 구조, 노후화 메커니즘, 연료 전지 스택의 각 전지 공급 등은 다음과 같습니다.
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.
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.
Aiming at a drastic CO₂ reduction in industry and mobility, the world is currently facing the challenge of producing green hydrogen at affordable prices and in sufficient quantities.
Immerse yourself in the world of Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) physical modeling in our exclusive webinar and learn how to use the impressive capabilities of AVL CRUISE™ M in combination with ESTECO's intelligent optimization tool modeFRONTIER.