• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.150-155
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• 2017

Proper cooling of PEM fuel cell stack is essential for the high-performance operation of fuel cell system. Insufficient cooling of the stack can cause significant damage to components due to overheating and also can decrease cell performance by dehydration of the polymer electrolyte. In the present study, we performed a computational analysis to assess the condition of the cooling system to secure the proper temperature in fuel cell stack system for high altitude long endurance (HALE) unmanned aerial vehicle (UAV).

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.134-142
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• 2012

A bipolar plate is a major component of a fuel cell stack, which occupies 50~60% of the total weight and over 50% of the total cost of a typical fuel cell stack. In this study, a composite bipolar plate is designed and fabricated to develop a compact and light-weight direct methanol fuel cell (DMFC) stack for a small-scale Unmanned Aerial Vehicle (UAV) application. The composite bipolar plates for DMFCs are prepared by a compression molding method using resole type phenol resin as a binder and natural graphite and carbon black as a conductor filler and tested in terms of electrical conductivity, mechanical strength and hydrogen permeability. The flexural strength of 63 MPa and the in-plane electrical conductivities of 191 S $cm^{-1}$ are achieved under the optimum bipolar plate composition of phenol : 18%; natural graphite : 82%; carbon black : 3%, indicating that the composite bipolar plates exhibit sufficient mechanical strength, electrical conductivity and hydrogen permeability to be applied in a DMFC stack. A DMFC with the composite bipolar plate is tested and shows a similar cell performance with a conventional DMFC with graphite-based bipolar plate.

• 한국추진공학회지
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• 제14권3호
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• pp.79-86
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• 2010

현재 운용중인 UAV 추진기관의 종류 및 각각의 특징과 장단점들을 살펴보았다. 전기추진을 위한 에너지원과 내연기관 추진의 동력원을 상호 비교하였으며, 미래의 UAV에 적합한 추진기관들의 성능 요구 조건을 분석, 제시하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권4호
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• pp.94-101
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• 2015

장기체공 무인기용 동력원으로 활용될 태양전지-연료전지 복합 동력원 통합 전 단계로 태양전지와 연료전지 개별 시스템에 대한 구성과 평가를 수행하였다. 태양전지 시스템은 Sunpower사의 C60 태양 전지를 활용한 모듈, 상용 태양광 MPPT 제어기, 그리고 리튬-폴리머 배터리를 이용하여 구성하고 평가하였다. 연료전지 시스템 운용을 위하여 $NaBH_4$ 가수분해를 이용한 수소공급장치의 재시동 특성을 확인하였다. 태양전지 시스템에 속한 배터리의 성능이 평균 -2.9 V/hour임을 확인하였다. 수소공급장치의 재시동 특성이 운용임무 조건에서 안정적인 성능이 나타남을 확인하였다. 본 연구를 통하여 제시된 임무조건에서의 각 단일시스템의 성능이 적합함을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.219-221
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• 2011

본 논문에서는 소형 연료전지 무인기의 개발동향을 분석하고, 소형 무인기용 연료전지 추진체계의 개발방안으로써, 초경량 연료전지 스택의 개발, 액상연료기반의 수소저장/발생기술, 연료전지 무인기 체계기술에 대하여 논의하고자 한다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권4호
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• pp.77-84
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• 2015

최근 친환경적인 항공 추진시스템에 대한 요구가 확대되고 있는 가운데 여러 에너지원을 조합하여 장기 체공하는 무인기용 복합추진시스템을 개발하기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 주어진 임무형상에 따른 비행체의 에너지 균형 매커니즘을 최적화하기 위하여 태양전지로부터 수집 가능한 에너지와 비행체의 요구에너지 그리고 재생연료전지 구동을 통해 순환에 필요한 동력분배 관리시스템을 분석하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.490-496
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• 2023

Unmanned aerial vehicles (UAVs) research is recently actively underway. Especially, fuel cell battery hybrid systems are widely used to overcome the limitations of continuous operation. However, fuel cell systems must be operated in combination with a battery due to their low specific output characteristics. Therefore, a hybrid power system model for UAVs is developed. The rule-based strategy is applied to the model to properly distribute power to batteries and fuel cells. As a result, the designed rule-based power distribution control operates UAVs while maintaining battery state of charge(SOC) at an appropriate level.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권10호
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• pp.959-965
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• 2011

본 논문에서는 소형 무인기의 전기추진 시스템에 대한 모델링 및 전력 시뮬레이션에 관하여 기술하였다. 각 전력원 모델링 및 시뮬레이션을 위해 Matlab/Simulink를 사용하였고, 연료전지와 배터리를 주 전력원으로 사용하는 200 W급 전기추진 시스템에 대하여 4시간 30분의 비행 시험결과와 시뮬레이션 한 결과를 비교하였다. 그 결과, 시뮬레이션은 각 전력원의 성능 및 동특성을 적절히 모사하였고, 이를 통해 다른 급의 전기추진 시스템에 대한 전력특성변화를 예측하는 도구로 활용 가능함을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권4호
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• pp.49-55
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• 2013

한국항공우주연구원 (이하 항우연)에서 개발중인 중형 전기동력 무인기 EAV2의 추진시스템에 대한 비행시험결과에 대하여 기술 하였다. EAV2는 날개 길이 6.9 m, 무게 18 kg의 저속 장기 체공형 무인기이다. 전기 동력원으로는 태양전지, 연료전지, 배터리의 세 가지를 동시에 사용한다. EAV2는 2012년 6월에 22시간 이상 체공 비행에 성공하였다. 시험 결과, 전기추진 시스템은 비행 중 일어나는 여러 상황에서 필요한 동력을 성공적으로 공급하였으며, 각 동력원들은 설계된 목적에 부합하게 작동되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권11호
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• pp.940-947
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• 2012

연구대상으로 삼은 중형 전기추진 무인기는 무게 18.5 kg, 날개 길이 6.4 m급의 저속 장기체공형으로 태양전지, 연료전지, 배터리를 전력원으로 사용한다. 이륙시간에 따라 태양전지의 에너지 총량이 달라지므로 체공을 최대화하기 위한 최적의 이륙시간을 선정해야 한다. 이를 위해 전압매칭을 통해 각 전력원을 선정하여 모델링을 수행하였으며 단품 성능시험을 통해 검증 후 시뮬레이션을 수행하였다. 이륙시간이 오전 6시, 오전 2시일 때 각각 최대 37.5시간, 최소 27.6시간동안 전력공급이 가능하였다. 배터리 SOC의 사용범위를 25~80%로 제한하도록 연료전지의 작동을 제어할 경우 각각 0.31시간, 0.63시간동안 더 전력공급이 가능하며 각 전력원은 최적 운전점에서 작동함을 확인하였다.