관리번호

운전장치 2-9

사업구분

수소연료전지차 부품실용화 및 산업기반 육성 사업

산업기술분류1

대분류

에너지ㆍ
자원

중분류

신재생
에너지

소분류

연료전지
-PEMFC

산업기술분류2

대분류

기계ㆍ소재

중분류

자동차/

철도차량

소분류

전기 및 전자장치

과제명

스택 웜업을 위한 냉각수 히터 기술 개발

1. 개요 및 필요성

◦ 연료전지시스템에서 전기를 생산하기 위해서는 수소, 공기의 공급, 물 제출이 효과적인 온도의 유지가 필요. 운전환경이 낮은 온도이거나 저온시동의 경우 냉각수 warm-up용 가열히터가 적용됨.

◦ 짧은 시간에 냉각수를 승온시키기 위해 높은 출력밀도가 요구되며, 국부적인 과열이나 냉각수가 증발하는 현상이 발생됨. 이를 해결하기 위해서는 압력증가 방지를 위한 유동 분배 기술, 안전 밸브 기술 등이 필요함

◦ 또한 효율적인 운전을 위해 히터 출력의 다단 제어가 필요하며, 전기적 안전성 확보를 위해 과열방지 안전장치 개발이 요구됨

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 스택 웜업을 위한 냉각수 히터 성능 및 안정성 확보 기술
(TRL: [시작] 3단계 ~ [종료] 7단계)

- 스택 웜업을 위한 냉각수 가열 히터 개발

* 혹한기 조건에서 빠른 승온 효과를 얻기 위한 가열히터 설계기술

* 초기 가열 효과가 우수하고 출력밀도가 높은 히터기술개발

- 냉각수 유동 분배 및 제어 기술

* 가열 효율 극대화 및 국부적 냉각수 과열 방지 설계 기술

* 차압 최소화 및 균등한 유동성 확보를 위한 유로 설계기술 개발

- 히터 출력 제어 및 과열 방지 안전장치 개발 기술

* 출력 다단 제어기능 (2단 이상)

* 과열/과압 검출 기술 (온도 센서, 압력증가 방지용 안전밸브 등)

- 고전압 내환경 및 전자파 적합성 확보기술

ㅇ 개발목표

성능지표			단위	달성목표	국내 최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
성능	1	히터 용량	kW	20	8	-
	2	사용 전압	VDC	650	460	-
	3	다단 제어	-	2단 이상	1	-
	4	차압	kPa@80LPM	40	50	-
안정성	5	냉각수 최대 온도	℃	130	150	-
	6	안전기능1) 유무	-	유	무	-

1) 과열방지, 압력증가 방지

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 45개월 이내   ㅇ 정부출연금 : ’17년 0.5억원 이내(총 정부출연금 6억원 이내)

* 1차년(‘17.11.∼’18.2.), 2차년(‘18.3.∼12.), 3차년(’19.1.∼12.), 4차년(’20.1.∼12.), 5년차(‘21.1∼7)

ㅇ 주관기관 : 중소·중견기업

* 상기의 정부출연금(국비)은 예산현황 및 평가결과에 따라 연차별로 변동 가능