화석연료의 고갈과 환경문제의 대안으로 수소에너지가 부각되고 있으며, 자동차 산업에서도 수소차의 보급이 증가하고 있다. 그러나 수소는 가연농도 범위가 4~75%로 넓은 가연영역을 가지고 있어 수소차 사고 시 안전에 대한 우려가 높은 실정이다. 특히, 터널이나 지하주차장과 같은 반밀폐 공간에서는 수소누출에 따른 화재나 폭발이 대형사고를 유발할 가능성이 높기 때문에 수소누출에 따른 가연영역 분석을 통해 수소 안전성에 대한 검토가 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 표준단면의 도로터널에서 수소차량의 수소 누출조건과 터널 내 풍속에 따른 수소농도 해석을 수행하여 터널 내 풍속이 가연영역에 미치는 영향을 검토하였다. 수소의 누출조건은 1개의 탱크와 3개의 탱크가 통시에 TPRD를 통해 누출되는 조건과 대형크랙이 발생하여 누출하는 조건으로 하였으며, 터널 내 풍속은 0, 1, 2.5, 4.0 m/s를 고려하였다. 가연영역에 대한 검토결과, 1 m/s 이상의 풍속이 존재하는 경우에는 풍속이 없는 경우와 비교하여 최대 25%수준까지 감소하는 것으로 나타나고 있으며, 풍속증가에 따른 가연영역의 감소효과는 거의 없는 것으로 나타나고 있다. 특히 대형크랙이 발생하여 약 2.5초 만에 완전히 누출되는 경우에는 풍속이 증가하면 가연영역이 약간 증가하는 것으로 나타나고 있다. 또한 하향 분출되는 경우에 풍속이 작은 차량하부 영역에 수소가스가 상당히 긴 시간동안 잔류하는 것으로 분석되었다.
수소연료전지자동차(FCV)의 냉온기동, 가속, 주행성능, 수소연료충전시간, 및 항속거리 등의 기술 항목들은 2015-2020년경의 수요자요구를 충족하는 것으로 보인다. 그러나 짧은 내구성, 높은 가격 및 부족한 수소공급인프라 등은 본격적인 FCV 상용화를 위하여 극복해야 할 과제이다. 가격저감 및 내구성 향상 등 연료전지자동차의 상용화를 위하여 개발되고 있는 기술과제들을 중심으로 수소연료전지자동차의 기술동향을 분석한다.
The regulation of the $CO_2$ emit from vehicles have become much more stringent in recent years. This stringent regulation is more request vehicle manufacturers to develop the alternative fuel vehicles for reducing exhaust emissions. LPG fuel is more clean energy compares with gasoline and diesel fuel. Especially, $CO_2$ emission of LPG Vehicle is less than gasoline vehicle and almost equal to diesel vehicle. For this reason, recently korean government is extending LPG fuel for hybrid car and light duty vehicle. In domestic, Propane is mixing $15{\sim}30%$ to butane for improvement of cold start at winter season. Therefore, In this paper was investigated that the characteristics of emissions according to propane mixing rate with 0, 10, 20, 30% were compared and analyzed by the vehicle test using LPG vehicle according to the FTP75 mode. It was also investigated the characteristics of nano-particle emit with propane mixing rate.
Japan is leading standards for the hydrogen fuel quality on the PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cell) vehicle at ISO/TC197/WG12. However, it has many problems to solve the standard of measurement and the test method. because the standard of measurement which was proposed in Japan is too high to reach the technique for many countries. it might not control standards for the hydrogen fuel quality on the PEMFC vehicle in Korea. So we need to develop the study of standards and the technique of measurement continuously for the International Standards Meeting.
In this paper, in order to prevent electric shock of high voltage system of HFCV after crash test, insulation performance measurement methods were studied. Under conditions of in-use, insulation performance tests can be divided into measurement method using the vehicle's own RESS as DC voltage source and measurement method using DC voltage from off-vehicle sources. However, these tests can not be applied after a post-crash because parts of high voltage system cover should be removed, and insulation performance can be influenced during these tests. Therefore, we proposed post-crash insulation performance test methods for preventing electric shock through problem analysis of previous post-crash insulation performance tests. Also, test equipment which can measure voltage absence and total energy was developed. We verified performance of the equipment through experiments with vehicle test.
Hydrogen is expected to be widely applied in most sectors within the current energy system, such as transportation and logistics, and is expected to be economically and technologically utilized as a power source to achieve vehiclebon emission reduction. In particular, the construction of hydrogen charging station infrastructure will not only support the distribution of hydrogen electric vehicles, but also play an important role in building a hydrogen logistics system. Therefore, This paper suggest additional charging infrastructure areas in Seoul with a focus on supply according to the annual average growth rate (CAGR), centering on Seoul, where hydrogen vehicles are most widely distributed. As of February 2022, hydrogen charging infrastructures were installed in Gangseo-gu, Gangdong-gu, Mapo-gu, Jung-gu, and Seocho-gu in downtown Seoul. Next, looking at the number of hydrogen vehicles by administrative dong in Seoul from 2018 to 2022, Seocho-gu has the most with 246 as of 2022, and Dongjak-gu has the highest average growth rate of 215.4% with a CAGR of 215.4%. Therefore, as a result of CAGR analysis, Dongjak-gu is expected to supply the most hydrogen vehicles in the future, and Seocho-gu currently has the most hydrogen vehicles, so it is likely that additional hydrogen charging infrastructure will be needed between Dongjak-gu and Seocho-gu.
This paper presents a stress safety of a composite pressure cylinder for a hydrogen gas vehicle. The composite pressure cylinder in which is composed of an aluminum liner and carbon fiber wound layers contains 104 liter hydrogen gas, and is compressed by a filling pressure of 70 MPa. The FEM computed results are analyzed based on the US DOT-CFFC basic requirement for a hydrogen gas cylinder and KS B ISO specification. The FEM results indicate that the stress, 255.2 MPa of an aluminum liner is sufficiently low compared with that of 272 MPa, which is 95% level of a yield stress for aluminum. Also, the composite layers in which are wound on the surface of an aluminum cylinder are safe because the stress ratios from 3.46 to 3.57 in hoop and helical directions are above 2.4 for a minimum safety level. The proposed composite pressure cylinder wound by carbon fibers is useful for 70 MPa hydrogen gas vehicles.
This study is a research to compare efficiency of new cooling system (chiller, pre-cooler) to that of the conventional system at the hydrogen refueling station (HRS). This study includes contents for thermodynamic comparison of cooling system for HRS and comparison of pros and cons of its components. So It is to establish design concept of cooling system of HRS supplying with fuel cell electric vehicle (FCEV). HRS is charging high pressure H2 (700 bar) to FCEV. However cooling system is need to prevent temperature rise in tank. This cooling system consists of pre-cooler and chiller system.
This study is a study to estimate the VSL (Value of a Statistical Life) and CBA (Cost-benefit analysis) of the rollover safety standard for hydrogen buses, VSL is an economic value concept used to quantify the benefits of avoiding death. CBA shows the effect of cost-benefit, and if B/C is greater than 1, there is a social effect. In order to estimate the VSL and CBA, the hydrogen bus introduction scenario was assumed to be optimistic (20,000 vehicles in 2030), neutral (15,000 vehicles in 2030), and pessimistic (10,000 vehicles in 2030), and the effect of reducing human casualties was estimated. As a result, except for the pessimistic market situation of introducing hydrogen buses (10,000 vehicles in 2030) and the VSL reduction ratio of 10%, all policies were judged to have high cost-benefit effects. These results indicate that the introduction of the rollover safety standard for hydrogen buses is a socially effective policy.
수소는 차세대 에너지원으로서 수소경제 활성화 로드 맵에 따라 수소를 안정적으로 생산·저장·운송하기 위한 산업과 더불어 수소차의 보급이 급속도로 이루어질 것으로 예상된다. 이에 따라 터널과 같은 반밀폐공간에서의 수소차의 사고에 대비한 안전대책이 요구되고 있다. 본 연구에서는 도로터널에서 수소차량의 안전성을 확보하기 위한 연구의 일환으로 터널 내 수소차 사고에 따른 다양한 위험요인 중 가스 누출에 따른 화재와 폭발의 위험성에 대한 기초적인 조사·연구를 수행하였으며, 다음과 같은 결과를 얻었다. 수소차 사고 시 가스누출속도는 TPRD의 오리피스직경에 의존하며, 가스가 점화되는 경우에 최대화재강도는 오리피스직경에 따라 3.22~51.36 MW (오리피스직경: 1~4 mm)에 도달하나 지속시간이 짧기 때문에 화재로 인한 위험의 가중은 거의 없는 것으로 분석되었다. 등가 TNT방법에 의해서 폭발에 따른 과도압력을 계산하였으므로 폭발수율을 0.2적용하는 경우, 안전한계 거리는 대략 35 m 정도로 분석되고 등가사망자는 보수적인 관점에서 수십 명 정도에 달할 것으로 예측된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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