E-모빌리티 혁명과 함께 OEM과 제조업체는 완전히 새로운 도전에 직면해 있습니다. 새로운 경쟁사와 증가하는 수요로 인해 포트폴리오는 늘어나고 있지만 개발 기간은 짧아지고 있습니다. 고체 산화물 연료 전지(SOFC)와 수전해는 에너지 저장 및 발전 시스템과 같은 완전히 새로운 애플리케이션 분야를 열어가고 있습니다.
특히 모빌리티 분야에서 주목할 점은 고분자 전해질 연료 전지(PEM FC)를 상용차에 사용할 때 장점으로, 짧은 연료 충전 시간과 긴 주행 거리를 들 수 있다는 것입니다. 이러한 고분자 전해질 연료 전지들은 선박, 기차, 심지어 항공기에도 적용될 가능성이 높습니다.
연료 전지 개발을 주도하는 두 가지 주요 이슈는 효율성과 셀 노후화입니다.
효율성 최적화
기본적으로 연료 전지 시스템은 뛰어난 효율성이 특징입니다. 그러나 실제로 연료 전지로 최대 양의 전기 에너지를 생산하기 위해서는 중요한 몇 가지 요소가 있습니다. 셀 단면의 최적 사용과 스택 내 각 셀에 대한 화학 에너지를 최적으로 공급해야 합니다.
수명 연장
연료 전지의 수명은 특히 어려운 과제입니다.
화학적 및 기계적 분해는 촉매뿐만 아니라 박막에도 영향을 미쳐 성능 저하부터 심지어 셀의 완전한 고장으로 이어질 수 있습니다. 시동-정지 주기, 전압, 박막 습도, 온도 등의 작동 매개변수는 이에 결정적인 역할을 합니다. 특히 영하의 온도에서의 시동은 치명적인 것으로 간주됩니다. 전극막 어셈블리(EMA)의 얼음 형성은 반응 영역을 차단할 뿐만 아니라 박막에 지속적인 손상을 유발합니다.
이러한 작동 매개변수에 대한 연구는 정확한 연료 전지 모델을 사용하여 가상으로 조사할 수 있습니다. 버추얼 트윈(Virtual Twin)은 전기화학을 기반으로 전지의 모든 과정을 자세히 매핑합니다.
- 연료와 산소의 전송과 셀의 전기화학 반응 과정을 자세히 살펴보기
- 스택 내 모든 셀에 대한 공급 최적화
- 노후화 프로세스 연구 및 다양한 성능 저하 전략 테스트
- 전체 과정에서 버추얼 트윈을 통한 개발 가속화
비화석 에너지에 대한 수요로 인해 고체 산화물 연료 전지 시스템과 수전해는 고정식 발전 분야에서 그 자리를 대신하고 있습니다. 연료 전지 시스템과 수전해의 장점은 확장성이 뛰어난 로컬 시스템으로 매우 효율적입니다.
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.
모빌리티 혁신이 본격화되고 있습니다. 이는 단순히 새롭고 지속 가능한 동력 시스템을 개발하는 것만을 의미하지 않습니다. 더 정확히는 전체 개발 과정이 변화하고 있으며, 그 중심에는 시뮬레이션이 있습니다.
지금은 OEM과 공급업체 모두 설계 프로세스와 엔지니어의 경계를 허물고 현재 직면한 과제를 이해하는 것이 중요합니다. 다양한 시스템의 수가 증가함에 따라 부서와 팀 구조도 변화하고 있습니다. AVL은 이를 잘 이해하고 있습니다. AVL은 단순한 소프트웨어 개발자가 아닌, 엔지니어이자 사용자입니다. AVL은 AVL의 전문지식을 직관적인 워크플로우, 생성기, 마법사, 평가 기능을 통해 소프트웨어와 프로젝트에 구현하고 있습니다.
AVL은 고객의 미래 모빌리티를 실현하는 글로벌 파트너입니다. 환경에 미치는 영향을 최소화하는 모빌리티를 추구합니다. 구성 요소부터 시스템 분석까지 다양한 시뮬레이션 솔루션을 제공합니다. 소프트웨어 솔루션(툴 및 프로젝트)은 개발 프로세스에 깊이 통합되어 가상화 과제를 해결할 수 있습니다.
75
오랜 경험
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글로벌 지사
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