수소(연료)순환 장치

스택에서 전지반응에 사용되고 남은 수소를 스택으로 재순환 공급하는 장치 - 온도압력센서(2개), 수소재수 순환블로어, 수소이젝터로, 피지밸브, 워터트랩 등으로 구성

온도압력센서

온도압력센서

수소연료전지차용 온도압력센서

- 압력센서 : 수소 공급 라인 압력을 모니터링하는 기능으로 20 bar 범위의 중압용,
1 bar 범위의 저j압용이 각 레귤레이터와 수소공급장지에 적용
- 냉각수 온도 압력센서 ; 연료전지 차량 열, 물 관리 시스템 내부의 냉각수 온도 압력 측정하는 기능. 이 센서로 냉각수 펌프 운전 제어 가능
- 온도압력센서의 경우, 하나의 패키지에 일제화하여 원가 및 중량 저감 가능
- 현대자 넥쏘 기준, 세종공업에서 공급

워터트램 / 레벨 센서

워터트램 작동원리

- 워터트랩: 응축수 배출 제어 역할 장치. 플라스틱 재질 사용
- 스택에서 생성된 물은 산소와 수소 흐름을 방해하므로 스택 내에서 제거 필요
워터트랩은 그 물을 모아 배출하는 장치

레벨센서 (or 수위센서)

- 레벨센서: 워터트랩 내에 부작. 응죽수의 적절한 배출을 위한 것.
다만, 한 개 센서로는 오작동할 경우 보완해주지 못함
따라서 센서 2개 정도를 다른 높이에 설지, 각 센서 별 알고리즘을 다르게 해서
서로 보완하도록 하는 추세
- 세종공업이 국산화 성공했지만 아직 적용 단계는 아님
- 아직까지는 수입 의존 : Emerson, Siemens 등

이젝터. 블로어. 퍼지밸브

이젝터

이젝터, 유동 치우침 방향 도면

- 이젝터 : 고압의 순수 수소를 노즐을 이용하여 분사,
잉여수소는 챔버에 유입되서 섞일 때 압력을 크계 낮춤
순수 수소와 잉여수소가 혼합되어 다시 스택 입구로 공급하게 하는 장치
- 수소(연료)순환장지에서 블로어는 필수는 아님 . 상환에 따라 블로워는 이젝터로 대제됨
- 이젝터 대신 블로워만 설지할 경우, 모터 같은 추가적인 동력 시스템 필요
가격 측면에서도 이젝터 여러개가 유리

블로워

블로워는 수소 재순환을 위함
- 스택에 공급되는 수소는 100%의 화학반응을 일으키지 못하기 때문에 남은 수소를 다시 재순환
- 이젝터만 살해지할 때에는 2개 이상 위지를 다르계 하여 설지.
하나만으로는 수소와 잉여수소들 균등한 비율로 공급하기 어려움
- 이젝터는 주로 현대모비스에서 생산, 납품
- 정리하면
고압의 수소가 노즐을 통해 분사 ⇨ 혼합챔버 압력 강하 ⇨ 잉여 수소가 재순환 챔버에 유입
(동? 필요 없을)⇨ 혼합가스 (새로 공급된 수소 + 잉여 수소)가 스택에 공급

연료전지용 퍼지밸브

질소 및 물 등의 불순물 배출

- 퍼지밸브 : 연료극으로 이동된 질소 및 물 등의 불순물을 연료극 외부로 배출시기기 위해
주기적으로 개방하는 장치
- 퍼지 밸브가 필요한 이유
공기 극에서 생성된 물, 질소가 막을 통해 연료(수소)극으로 이동 ⇨ 연료(수소)극에 불순물 누적
불순물을 연료(수소)극 외부로 배출하기 위함