| 초록 |
수소충전소에서 90 MPa로 압축된 수소를 충전함에 있어 충전탱크는 줄-톰슨 효과와 압축열에 의한 온도상승이 불가피하게 되는데, 온도가 제어되지 못할 경우 충전탱크 자체가 갖는 내구성 한계로 안전성을 보장할 수 없게 된다. 이를 방지하기 위해 최소한의 충전시간으로 안전하게 충전하는 기술이 필요하며 이러한 기술을 규격화 한 것이 수소 충전 프로토콜이다. 현재 수소 충전 프로토콜은 미국의 SAE J2601를 대부분 따르도록 규정하였으나, 국내의 수소자동차 충전기준에는 최고충전압력 및 온도 이하의 충전을 초과하지 않도록 하는 단 2개의 조항만을 가지고 있다. 따라서 국내 자체적인 수소 충전 프로토콜 개발이 필요한 상황이며, 관련 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 수소 충전 프로토콜 연구를 위해 ‘㈜미래기준연구소’에서 제시한 열역학적 모델을 이용하여, 다양한 매개변수에 따른 충전탱크의 온도와 압력변화를 확인할 수 있는 동적 시뮬레이션 모델을 Python 기반으로 개발하였다. 또한, 개발한 모델의 확장성을 고려하여, 수소 충전단계의 실시간 측정 데이터 연동을 통해 예측결과의 불확실성을 개선할 수 있도록 하였다. 개발된 오픈소스 모델의 활용을 통해 개선된 국내 수소 충전 프로토콜 기준 개발에 영향을 미치는 다양한 요인 및 상황의 연구가 가능할 수 있을 것으로 예상된다. |
