수소전기차(FCEV) 구성 요소

 

수소전기차는 내연기관의 엔진 역할을 하는 연료전지 스택과 구동모터, 수소 저장 장치로 구성됩니다.

 

현대자동차 넥쏘의 연료전지시스템 [출처: 현대자동차] 

연료전지

하나의 셀은 수소와 산소가 만나 화학 반응을 일으키며 전기에너지를 생산하는 전극막과 수소 및 산소를 전극막 표면으로 전달하는 기체 확산층, 전극막과 수소, 산소가 통과할 수 있는 길을 만들어주는 금속분리판 등으로 구성되어 있습니다.

수소저장 시스템

수소전기차에서 고압 수소를 안전하게 보관하는 부품이 수소 연료 탱크입니다.
연료 탱크의 외피는 700bar의 높은 압력을 견딜 수 있는 탄소섬유 강화 복합재로 제작하고 내부에는 내구 복원력이 뛰어난 폴리이미드(나일론 소재) 라이너를 삽입합니다.

연료전지 스택

연료 탱크에서 고압으로 보관된 수소는 2단계 감압 장치를 거쳐 연료전지 스택에 전달됩니다. 
연료전지 스택은 수소전기차의 핵심 부품입니다.

연료 탱크와 공기 공급 시스템을 통해 얻은 수소와 산소를 화학 반응시켜 전기를 생산하는 장치입니다. 

 

산소는 공기 공급 시스템을 통해 외부 공기에서 수급합니다.
공기 공급 장치는 이물질로 인한 연료전지 손상을 막기 위해 여러 단계에 걸쳐 공기를 정화합니다.
공기필터에서 먼지 및 화학물질을 걸러내고, 건조한 공기를 막 가습기로 가습한 후 기체 확산층을 통해 연료전지 전극막에 산소를 공급하게 됩니다. 

구동모터

수소전기차의 구동모터와 전장부품은 일반적인 전기차와 구조가 유사합니다.
전기에너지로 동력을 생산해 주행을 돕는 구동모터를 중심으로, 전기에너지 공급과 관리를 담당하는 통합전력제어장치, 구동모터의 회전수를 조절하는 감속기로 구성됩니다.

수소전기차는 전기차와 같이 감속 시 회생제동 시스템을 사용할 수 있습니다. 
회생제동 시스템은 속도를 줄일 때 회수한 전기에너지를 고전압 배터리에 저장하여 모터 작동에 다시 활용돼 연비 개선에 도움을 줍니다.