연료전지-차량 연계 에너지 통합 모델링 및 과도 열관리 고장대응 연구

Energy-integrated modeling for fuel-cell vehicle systems and transient thermal management with fault response

연구 내용

PEMFC와 SOFC의 과도 열특성을 시스템 수준 모델로 분석하고, 센서 고장 시 열관리 대응 전략을 도출하는 연구

연료전지 시스템을 차량·에너지 흐름과 함께 모델링하고 열통합 성능을 평가하는 연구를 수행합니다. PEMFC에서는 스택 온도 센서의 stuck·offset·scaling 상황을 가정해 과도응답과 냉각수 유입 특성을 시스템 수준에서 분석합니다. SOFC에서는 외부 개질기와 열교환기를 포함한 통합 구성에서 에너지 분리 장치의 적용을 통해 가스 온도와 전기·열효율 향상을 검토합니다. 또한 연료전지-배터리 하이브리드 트럭의 Simscape 기반 동적 모델을 구축해 주행 환경과 풍조건에서 열적 성능을 해석함으로써 차량 연계 설계 근거를 제공합니다.

관련 프로젝트

2건

연구 흐름

초기에는 연료전지 열관리를 시스템 단위로 확장하기 위해 센서 이상이 과도 열거동에 미치는 영향을 분석하는 연구를 진행했습니다. 이후 SOFC 시스템에서는 외부 개질기와 열교환기, 펌프·밸브 구성을 포함한 통합 배치를 바탕으로 에너지 분리 장치가 효율에 미치는 경로를 정리했습니다. 최근에는 연료전지-배터리 하이브리드 차량의 Simscape 동적 모델을 구축하고, 주행 환경과 풍조건 변화에 따른 열특성과 성능을 평가하는 단계로 발전하고 있습니다. 수소 생산 요소로는 알칼라인 수전해의 다상 유동 가시화 프로젝트를 병행해 공정 단계의 열·물질전달 이해 기반을 보강하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

PEMFC 과도응답 기반 열관리 모델
온도 센서 고장 시나리오 평가
센서 이상 회피 제어 로직
SOFC 에너지 분리 장치 설계
외부 개질기 연계 SOFC 구성
열교환 기반 열통합 전략
연료전지-배터리 하이브리드 동적 모델링
주행 환경 기반 열성능 평가
차량 열관리 요구조건 도출
수소 생산 공정 연계 열·유동 데이터화