연료전지 시뮬레이션으로 테스트 효율을 향상시켜 증가하는 수소 에너지 수요에 대응

06 Jul 2021

수소 에너지 산업은 리튬 배터리, 태양광, 풍력과 함께 재생 에너지로 주목받고 있습니다. 실제로 일본은 수소 기반 사회의 건설을 위한 수소 기본 전략을 발표했고 EU는 유럽청정수소동맹을 결성했습니다. 이는 세계 시장이 수소 에너지 발전을 얼마나 기대해왔는지를 보여 줍니다. 자동차 제조업체는 현재 EV(전기 자동차)에 수소연료전지 기술을 더욱 빠르게 적용하고 있을 뿐만 아니라, 이러한 인프라가 부족한 외딴 지역의 통신국에 전력을 공급하고 있습니다.

연료전지 자체는 전기 에너지를 직접 저장하지 않으며 외부에서 수소를 공급받아 생산됩니다. 연료전지는 리튬이온 배터리에 비해 충전이 필요 없고 연료 공급이 빠르며, 전기를 지속적으로 생산할 수 있다는 장점이 있습니다. 아래 그림은 수소 자동차의 내부 구조를 보여줍니다. 설명된 바와 같이 전기 추진 시스템에 안정적인 동력을 제공하기 위해 DC-DC 컨버터를 수소 엔진의 출력부에 연결해야 합니다.

Hydrogen Vehicle Powertrain
수소 차량의 파워트레인

연료전지의 출력은 고정 전압값을 따르지 않기 때문에 전압은 전류 크기에 따라 달라집니다. 양극화 곡선은 전압과 전류 사이의 관계를 표시할 수 있습니다. DC-DC 컨버터를 개발하려면 수소 연료전지가 달린 복잡한 테스트 벤치가 필요한데, 이를 위해서는 상당한 비용이 필요합니다. 그러나 일반 DC 전원 공급기를 사용할 때는 출력이 정전압이기 때문에 연료전지 전압 변화가 DC - DC 성능에 미치는 영향을 확인할 수 없습니다. 따라서 엔지니어는 양극화 V-I 곡선으로 연료전지의 출력 특성을 시뮬레이션할 수 있는 DC 전원 공급 장치가 필요합니다.

Chroma는 새로운 62000D 양방향 DC 전원 공급 장치 시리즈를 출시했습니다. 고속 DSP 제어 기술과 에너지 절약 SiC 전력 반도체를 탑재하여 빠르고 역동적인 출력을 제공합니다. Chroma의 전용 소프트웨어인 62000D 소프트 패널에는 실제 배터리 셀 V-I 곡선이 포함되어 있어 사용자가 연료전지 스택의 각 매개 변수를 조정할 수 있습니다. 이러한 특수 연료전지 시뮬레이터는 테스트 비용을 크게 절감할 수 있습니다.

燃料電池模擬器
소프트 패널의 연료전지 시뮬레이션 기능:

 

Fuel cell simulation functions on the Soft Panel:

  1. 기본 모드에는 표준 단일 셀 양극화 V-I 곡선이 내장되어 있습니다. 사용자는 직렬로 연결된 셀의 수와 전류 밀도 영역을 손쉽게 설정하여 연료전지 공급 장비의 출력 특성을 복제할 수 있습니다.
  2. 테이블 모드에서는 시뮬레이션을 위해 양극화 V-I 곡선 데이터를 가져올 수 있습니다. DC-DC 컨버터에서 여러 특성 곡선의 성능을 편리하고 빠르게 확인할 수 있습니다.

전압 범위가 180~360V이고 전류 범위가 0~500A인 연료전지 공급 장치의 작동을 예로 들어 보겠습니다. Chroma 62000D 시리즈는 병렬 작동을 위해 62180D-600 모델 5개를 통합하여 600V, 600A, 90KW 출력 용량을 제공합니다. 덕분에 전압 범위와 큰 전류를 가진 수소 연료전지의 공급 특성을 시뮬레이션할 수 있습니다.

자세한 제품 정보를 Chroma 웹사이트에서 확인할 수 있습니다. 궁금한 점은 언제든지 문의해 주십시오. 최선을 다해 도와드리겠습니다.

양방향 DC 전원 공급 장치 Chroma 62000D 시리즈
Chroma 62000D Series