• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제23권5호
• /
• pp.484-492
• /
• 2012

The TMS(Thermal Management System) heater in a fuel cell vehicle has been developed to prevent a decline of fuel cell durability and cold start durability. Main functions of the COD(Cathode Oxygen Depletion) heater are depletion of oxygen in a cathode as heat energy and consumption of electric power for rapid warming up of a fuel cell stack. This paper covers subjects including the design specification of a heater, heater controller for detection of overheat and reliability assessment including coolant pressure cycle test of a heater. To verify the design concept, burst pressure and deformation analysis of plastic housing were carried out. Also, temperature distribution analysis of heater surface and coolant inside of housing were carried out to verify the design concept. By designing the plastic housing instead of a steel housing, the 30% weight lightening and 50% cost reduction were attained. A module-based design of a TMS system including a heater or reducing the watt density of a heater is a problem to be solved in the near future work.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제20권2호
• /
• pp.1-6
• /
• 2019

본 연구의 목적은 100kW급 연료전지 시스템의 열관리 성능을 실도로 운전조건에서 분석하여, 성능 해석 모델링을 개발하는 것이다. 개발된 모델을 적용하여, 열관리 시스템의 운전조건 변화에 따른 성능 변화를 고찰하고자 한다. 해석 모델링은 핵심부품들에 대한 성능 평가 데이터를 바탕으로, 성능에 영향을 주는 변수들로 개발하였다. 개발된 연료전지 열관리 시스템 해석 모델링으로 다양한 실차 운전조건에서의 최적 열관리 시스템에 대한 전력소비량을 분석하였다. 주요하게, 연료전지 열관리시스템 핵심부품(워터펌프, 냉각 팬, 3 Way Valve, 라디에이터)에 대한 성능 특성 분석 후 모델링을 진행하였다. 개발된 모델링으로 운전조건에 따른 유량 예측을 하였고, 실험값과 예측값과의 비교분석을 통하여서, 해석 모델링에 대한 검증을 진행하였다. 과도해석을 통하여서, 냉시동시 냉각수 온도가 특정온도까지의 소요시간을 예측하였다. 스택 운전조건에서 스택 입출구 온도가 적정 수준에서 움직이기 위한 열관리 시스템 운전조건에 대한 예측을 진행하였다. 그 결과를 바탕으로, 소모전력과 열방출량과의 비교분석을 하였다. 개발된 해석 모델링은 핵심부품들의 성능 변화시 연료전지 시스템 운전에 대한 영향도를 분석할 수 있도록 활용할 예정이다.