연료 전지 시스템 품질 보증
ZEISS EMOBILITY SOLUTIONS

품질 보증 대상
연료 전지 시스템

검사 및 품질 데이터를 통한 신뢰할 수 있는 구성 요소

연료 전지 시스템 품질 관리

연료 전지 시스템 품질 관리

개별 셀 구성 요소의 정밀 검사

양극판(BPP)와 막 전극 어셈블리(MEA)로 구성된 스택의 각 연료 전지는 직렬로 연결되므로 전체 시스템 품질에 중요한 역할을 합니다. 엄격한 요구 사항의 준수를 보장하기 위해서는 코팅, 오염을 포함한 잠재적인 표면 결함, 용접 이음새와 관련하여 검사해야 합니다.

ZEISS 솔루션은 연료 전지 시스템 생산을 위한 전체 가치 사슬에서 품질 요건을 충족하는 데 도움이 됩니다. 하드웨어와 소프트웨어가 함께 작동하여 명확한 구성 요소 관련 보고서를 생성합니다.

연료 전지 시스템 분야의 전체 범위 처리

연료전지 시스템은 전기 구동계에 동력을 공급하는 데 필요한 전체 에너지를 공급하기 때문에 모든 시스템 구성 요소는 최고 수준의 표준에 따라 생산되어야 안정적으로 공급할 수 있습니다. 양극판과 멤브레인 전극 어셈블리부터 추가 주변 부품에 이르기까지 ZEISS의 포트폴리오를 통해 언제든지 세부적인 검사를 수행할 수 있습니다. 아래 링크를 클릭하여 연료 전지 시스템 분야를 위한 전용 품질 보증 솔루션을 살펴보세요.

양극판

양극판

셀 품질 검사

일반적으로 단일 스택에는 100개 이상의 개별 연료 전지가 있습니다. 전기 에너지의 효율적인 생성은 각 개별 셀의 품질 보장에 달려 있습니다. 양극판은 기계적 안정성을 제공하여 매질의 흐름과 직렬로 연결된 인접 셀 간의 전기적 연결을 보장합니다.

막 전극 어셈블리

막 전극 어셈블리

막 및 전극 검사

막 전극 어셈블리(MEA)의 화학 반응은 스택에서의 전기 에너지의 원천입니다. 두 개의 전극이 MEA의 양쪽에 위치하며 관련 촉매를 수용합니다. 이러한 전극은 멤브레인의 양쪽(CCM) 또는 각각의 가스 확산 레이어(CCL)에 적용됩니다.

주변 구성 요소

주변 구성 요소

구성 요소 품질 검사

연료 전지 스택 외에도 많은 구성 요소가 시스템과 관련이 있습니다. 화학 반응에 필요한 수소는 배관 시스템을 통해 운반됩니다. 산소는 주변 공기에서 얻은 후 펌프, 필터, 수분 분리기 등을 사용하여 처리합니다. 연료 전지 시스템의 효율성은 높은 부품 품질에 달려 있습니다.

모든 제조 단계에 적용되는 ZEISS eMobility Solutions

연료 전지 시스템용 블루 라인

  • 미세 구조 형성 및 단일 극판 절단
    품질 게이트 1:

    미세 구조 형성 및 단일 극판 절단

    2D 및 3D 형상

    도전 과제

    • 특수 설계된 미세 구조를 통해 가스 및 냉각수의 방해받지 않는 흐름을 유지해야 합니다
    • 품질 유지를 위해 버 형성과 같은 성능 저하를 감지해야 합니다
    • 스택 정렬을 위해 외부 윤곽선, 오목한 부분 및 기하학적 요소의 치수 정확도가 보장되어야 합니다

    ZEISS 사용 시 이점

    • 회전 프로브 헤드가 장착된 ZEISS CMM의 ZEISS DotScan 센서를 사용한 크로마틱 백색광 측정
    • ZEISS Axio Imager 2 광학 현미경으로 심층적인 3D 폴리싱된 현미경 이미징
    • ZEISS O-INSPECT를 이용한 광학 윤곽 측정으로 플레이트 접합 및 스태킹을 위한 이상적인 준비 과정
  • 극판 코팅
    품질 게이트 2:

    극판 코팅

    코팅 검사 및 결함 감지

    도전 과제

    • 극판 코팅은 부식 방지에 필수적이며 균열, 기포 및 기타 결함이 있는지 분석해야 합니다
    • BPP의 얇은 스틸 레이어에는 효율성을 저해하거나 전체 고장을 일으킬 수 있는 표면 결함의 위험이 있습니다

    ZEISS 사용 시 이점

    • ZEISS Axio Imager 현미경의 이미지를 이용한 광학 검사 및 레이어 두께 측정
    • ZEISS O-INSPECT duo를 통한 자동화된 고해상도 이미징 및 평가
    • ZEISS Smartproof 5 광시야 공초점 현미경을 통한 나노미터 단위의 코팅판 거칠기와 형상의 정량화
  • 양극판 용접
    품질 게이트 3:

    양극판 용접

    용접 검사 및 3D 형상

    도전 과제

    • 올바른 작동에 필수적인 단일 플레이트의 측면 정렬 및 전체 높이
    • 가스 및 냉각수의 원활한 흐름, 셀 스태킹 공차 준수 및 연료 전지 효율성 보장
    • 양극판은 두 개의 용접된 단일 하프 플레이트로 형성되며, 용접 이음새는 전도성과 기계적 안정성에 매우 중요합니다

    ZEISS 사용 시 이점

    • ZEISS CMM의 ZEISS DotScan 센서로 양면의 3D 구조를 캡처합니다
    • 측면 정렬 및 두께 편차를 포함한 3D 형상 평가를 위한 비파괴 3D 스캐닝
    • ZEISS METROTOM 1500 CT 또는 ZEISS Xradia Versa 620 엑스레이 현미경의 상세하고 정확한 고해상도 3D 데이터 제공
  • 레이어 코팅 및 절단
    품질 게이트 4:

    레이어 코팅 및 절단

    균열 형성 및 2D 형상

    도전 과제

    • 초박막 전극 레이어 코팅에서 균열, 기포, 입자 오염 및 불균일성을 분석해야 합니다
    • 개별 레이어의 위치와 방향은 연료 전지의 에너지 변환 효율에 영향을 미칩니다
    • 엣지와 홈의 치수를 설정하려면 단일 레이어에서 2D 형상 분석을 수행해야 합니다
    • 완전한 성능을 개발하려면 완전히 결함이 없는 MEA가 필요합니다

    ZEISS 사용 시 이점

    • 광학 현미경 ZEISS Axio Imager와 주사 전자 현미경 ZEISS GeminiSEM을 이용한 균열 분석
    • 참조 엣지를 기준으로 홈 크기와 위치 및 코팅 여백을 결정합니다
    • 광학 엣지 감지 기술과 ZEISS O-INSPECT의 통합 백라이트를 통해 이러한 특성을 쉽게 측정할 수 있습니다
    • ZEISS O-INSPECT duo를 통한 이미지 수집 및 결함 검출
  • MEA 스태킹
    품질 게이트 5:

    MEA 스태킹

    레이어 분석, 볼륨 분석 및 기술적 청결도

    도전 과제

    • 연료 전지 기능, 품질 및 서비스 수명을 보장하기 위한 오염 방지
    • 샘플 섹션을 테스트하여 일관된 MEA 레이어 및 속성 보장
    • 프로세스 개발 및 결함 이해를 위한 3D 볼륨 분석
    • 성능 저하를 방지하기 위해 모든 MEA에 코팅 결함 여부 완전히 검사

    ZEISS 사용 시 이점

    • ZEISS Axio Zoom V.16 현미경으로 식별한 입자, 전자 현미경 검사로 분석한 입자, ZEISS 소프트웨어로 처리한 입자
    • 입자의 크기, 모양, 양, 구성, 출처 및 5μm보다 큰 입자의 금속 성분 캡처
    • ZEISS Axio Imager로 레이어의 연속성과 두께를 분석합니다
    • 비파괴 3D 부피 측정을 위한 ZEISS Xradia 620 Versa 엑스레이 현미경과 2단계 배율로 3D 볼륨 수집
  • 최종 연료 전지 스태킹
    품질 게이트 6:

    최종 연료 전지 스태킹

    레이어 분석 및 볼륨 분석

    도전 과제

    • 연료 전지 스택 레이어와 그 특성의 일관성을 보장하기 위한 스택형 연료 전지(BPP 및 MEA)의 모니터링
    • 3D 볼륨 분석을 통해 프로세스 개발 및 결함에 대한 이해도 향상

    ZEISS 사용 시 이점

    • 엑스레이 기술을 사용하여 작은 샘플을 분석하여 레이어의 연속성을 보장합니다
    • 비접촉 공초점 백색광 센서 ZEISS DotScan으로 스택 형상 및 정렬을 ZEISS CMM에서 분석합니다

연료 전지 시스템의 품질 보증에 대한 추가적인 통찰력

  • 연료 전지 양극판의 측정: 정밀한 ZEISS 기술로 처리하는 다양한 측정 작업
  • 2-in-1 시스템 ZEISS O-INSPECT duo를 이용한 양극판의 측정 및 비접촉 검사

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