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연료전지 시스템의 안전성

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연료전지 시스템의 안전성

자동차는 내연기관(휘발유, 디젤, LPG), 내연기관+전기자동차(혼합형, 플러그인 혼합형), 전기차, 수소 전기차로 나눌 수 있다. 자동차 산업의 많은 전문가는 전기차와 수소차가 곧 주류 시장이 되리라 예측한다. 그렇다면 전기차와 수소차의 차이점은 무엇일까요? 전기 자동차는 케이블을 차체 내부의 큰 배터리에 연결하고 그것을 달리기 위해 사용함으로써 전기를 저장하는 시스템입니다.

 

연료전지 시스템의 안전과 성능

엔진과 달리 연료 전지 시스템은 수백 볼트의 고전압을 전달한다. 그것은 사람들에게 위험하여서 전기 안전을 보장하는 것이 중요하다. 전류가 새어나가지 않도록 절연저항을 유지하는 것이 기본이며, 전류가 새더라도 인체에 해를 끼치지 않고 잘 흘러나오지 않도록 부품 간 전기적 연속성을 확보해야 한다. 수소가 가스 수소를 사용하기 때문에 누출되지 않도록 하는 것도 중요하다. 다시 말해서, 전기와 수소의 안전을 보장하는 것은 매우 중요하다. 기본적인 성능 외에도 단열재(무전류), 밀폐성(가스누출), 내구성, 진동, 충격, 방수 및 방진, 부식, 환경(저온, 고온, 열 주기) 등 안전성과 내구성을 확인하기 위한 다양한 시험을 시행하였다. 또 고온 다습한 환경에서 영하 35도에서 95도까지 반복 테스트를 해 내구성을 고려했다. 넥쏘의 연료전지 시스템은 10년간 16만 km의 내구성을 보장하지만, 연구팀은 보증기간보다 훨씬 내구성이 좋은 것으로 설계, 개발 중이다. 상기 시험 후, 밀폐성, 단열성, 성능 등이 요구되는 기준을 충족함을 확인하였습니다. 게다가, 목표는 비상시에 연료 전지 시스템을 보호하고 제어하는 것이다. 실제로 시스템 오작동을 진단하고 대응하는 컨트롤러는 수백 가지입니다. 센서 오작동, 예상치 못한 수소 누출, 고전압 노출 등의 경우가 많다. 이러한 다양한 상황을 세부적으로 처리하고 제어해야 합니다. 물론, 이것은 매우 정교한 작업이지만, 저는 대중이 수소 전기 자동차의 높은 안전성을 인식하는 것이 필수적이라고 생각합니다. 우리는 법적 대량 생산 기준을 넘어 우리의 완벽성을 더욱 향상하기 위해 노력하고 있다.

 

 

연료전지 시스템 제어방법

수소가 누출되면 수소 센서가 이를 감지하여 계기판에 경고를 표시합니다. 밸브 분리와 같은 전자 제어는 수소 누출이 악화할 때 수행됩니다. 전압 제어도 마찬가지입니다. 연료 전지 스택에는 많은 고압 구성 요소가 있으므로 이상 증상이 감지되면 계기판에 경고등을 보내 운전자에게 알립니다. 문제가 발생했을 때 무조건 차를 멈추는 것이 아니라 차를 세우고 운전자가 고압 부분에 접근해 엔진을 끌 수 있다고 판단한다. 고전압을 제거하기 위한 적극적이고 선제 안전 전략이라고 할 수 있다.

 

연료전지 시스템 충돌 시 안전한 보호

외부 충돌 상황에서 가장 중요한 것은 운전자를 안전하게 보호하는 것이다. 물론 보행자들에게도 마찬가지다. 운전자와 보행자의 부상을 최소화하기 위해 다양한 테스트가 시행되었다. 그 결과, 과일즙은 유로 NCAP 충돌 테스트에서 가장 높은 안전 등급을 받은 최초의 수소 동력 자동차이다. 게다가, 안전 기준과 규정을 충족시키기 위해, 충돌 후에 연료 전지 시스템이 손상되더라도, 운전자와 우리 주변 사람들에게 불편을 끼치지 않을 것입니다. 예를 들어, "자동차 충돌 시 연료 전지 시스템을 차체와 분리해서는 안 된다"는 고압 시스템에 관한 규정이 있다. 승객과 구조대원의 감전 위험을 최소화하기 위해서다. 이를 위해 충돌 시 차체에 단단히 고정되는 지지 부품(후원 브래킷)의 소재를 변경할 수 있는 플라스틱 및 금속 연료 전지 스택 마운트가 개발되었습니다. 연료전지 스택에서는 충돌 시 변형 및 단락을 방지하고 충돌 시 유지된 고전압을 빠르게 소비하기 위해 구조물(충격보)을 사용한다. 또한, 사고 발생 시 수소 공급이 더는 발생하지 않도록 모든 밸브를 차단하는 설정이 있다. 안전과 관련된 다른 기술들이 너무 많아서 일일이 열거하기 어렵다.

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