KIMM_logo

수소연료전지 하이브리드 철도차량의 SOC관리방법

C06

SOC management method of hydrogen fuel cell hybrid railway vehicle

한줄 기술 요약

 

수소는 중량당 에너지 밀도가 높아서 한 번 충전으로 장시간 운항을 지속 가능이며, 환경적관점에서도 무공해 연료라는 긍정적인 부분이 존재하여 유망한 미래 동력 기술로 떠오르고 있음.

수소의 독특한 연소특성인 넓은 가연한계 및 작은 점화에너지를 이용하고자 수소기관개발에 착수하여 유용성을 입증하였고, 수소경제로 인도하는 교두보의 역할을 할 것으로 평가하고 있음

개발배경 및 해결과제

  • 참조그림 1과 같이 역간 철도차량이 운행되었을 경우 A역에서 출발할 때 이차전지의 잔존하는 에너지보다 B역에서 출발 직전의 잔존에너지보다 작다면, 이는 계속해서 이차전지의 에너지가 감소할 수 있는 것을 의미하며, 결국 2차전지의 에너지가 고갈되어 철도차량이 최대 출력을 낼 수 없게 될 수 있는 문제점이 있음.

기술의 우수성

  • 본 발명을 적용하여 이차전지의 충전상태를 철도차량이 최대 성능을 낼 수 있도록 관리유지하면, 철도차량의 운행지연을 방지할 수 있음. 

기술자료 다운로드
기술상담 예약 신청

기술구현 - 개념

철도차량 동력시스템으로 사용되는 수소연료전지는 2차전지와 혼합하여 활용.

가속시 고가의 수소연료전지의 에너지공급을 2차전지가 분담하여 전체적인 시스템 가격 절감. 감속시 회생제동 발전 에너지를 이차전지에 저장 활용으로, 2차전지 충전 에너지의 효율적관리 절실

기술구현 필요성 -그림1

 역간 철도차량 운행시, 이전역A에서 출발시의 이차전지 잔존에너지보다, 현재역 B의  출발 직전 잔존에너지가 작다면, 이는 지속적인 이차전지의 에너지가 감소를 의미. 결국 2차전지 에너지 고갈로, 철도차량이 최대 출력을 낼 수 없게 될 수 있음.

이차전지의 SOC의 효율적 관리

운행프로파일을 아래와 같이 최적화함.  1. B역에서 출발직전의 SOC는 이전역(A역)에서 출발할 때 SOC가 되어야하며 이를 위해서 정차시간을 증가시킴 . 2. 정차시간 증가로 인한 지연 시간은 다음 역까지 주행프로파일을 변경하여 보상. 

이차전지의 SOC의 효율적 관리 2

그림 3 운행조건에서 본 발명을 적용할 경우 그림 4와 같이 정차시간 및 주행프로파일이 변경된다. 주행프로파일의 변경은 가속시 감속도 증가, 감속시 감속도 증가, 최고속도 증가 등이 적용될수 있다

활용분야

적용 가능 및 예상 수요 산업군

  •  수소연료전지-하이브리드

  • 또는 2차전지 기반 철도차량 제작 산업군

특허 현황

  • 수소연료전지 하이브리드 철도차량의 SOC관리방법 (등록:10-2208023)