하이브리드 연료 탱크 설계의 복잡성과 비용 절감

전동화가 가속화되고 있습니다. 그러나 그 진행은 선형적이지 않습니다.

배터리 전기차가 계속해서 확장되는 가운데, 하이브리드는 전환 과정에서 여전히 중요한 역할을 하며 빠르게 진화하고 있습니다. 마일드 하이브리드, 풀 하이브리드, 플러그인 하이브리드, 그리고 이제 확장형 주행거리 전기차(EREV)까지 다양한 파워트레인 아키텍처가 글로벌 시장 전반에 걸쳐 재편되고 있습니다.

연료탱크 설계자에게는 이는 도전 과제를 의미합니다. 엔지니어링 요구 조건이 더욱 까다로워지고 있습니다. 더 높은 내부 압력. 더욱 컴팩트한 패키징. 더 향상된 내구성 요구사항. 그리고 지속적인 원가 절감 압박.

업계의 전통적인 해법은 고밀도 폴리머를 사용한 다층 블로우몰딩 방식의 연료탱크였습니다.폴리에틸렌(HDPE)과 에틸렌 비닐 알코올(EVOH)은 적용 가능하지만, 이에 따른 트레이드오프가 존재합니다:

• 두께 제어가 제한되어 전체 중량이 증가함
• 다층 가공으로 인한 높은 초기 투자 비용
• 조인트 부위에서 누출 위험 증가
• 2차 공정으로 인한 복잡성 증가

전동화가 확대됨에 따라 이러한 수준의 복잡성은 더 이상 지속 가능하지 않습니다.

하이브리드 연료 탱크 성능을 위한 새로운 접근 방식

하이브리드 연료 탱크는 기존 내연기관 탱크보다 더 높은 과압 및 저압 조건에서 작동합니다. 이를 관리하기 위해, 설계자는 구조 강화를 위한 인젝션 성형 필러, 브래킷 및 배플에 의존하여 연료 슬로시를 억제합니다.

블로우 성형 다층 시스템에서는 이러한 기능이 종종 2차 조립을 필요로 하여 비용, 중량 및 위험이 증가하게 됩니다.

사출 성형은 이러한 문제의 해법을 제시합니다.

당사의 Fuel Lock Technology, 고성능 폴리아마이드 기반의 Durethan® Fuel Lock와 EcoPaXX® Fuel Lock을 활용하여 단일 소재에서 기계적 성능과 차단 특성을 동시에 제공하는 단일층 연료 탱크 설계를 구현할 수 있습니다.

이러한 접근 방식은 다음과 같은 이점을 제공합니다:

• 두께 제어 향상
• 탱크에 직접 성형된 통합 기능적 구조
• 후처리 공정 단계 감소
• 시스템 아키텍처의 단순화

함께 하이브리드 연료 탱크의 엔지니어링 방법을 재고할 수 있습니다. 단순한 기존 방식 최적화에 그치지 않습니다.

EREV에 새로운 연료 탱크 아키텍처가 필요한 이유

플러그인 하이브리드와 완전 배터리 전기차 사이의 간극을 연결하는 EREV는 매력적인 솔루션을 제공합니다. 바퀴는 전동 모터에 의해 완전히 구동되며, 소형 내연기관은 배터리 충전을 위한 발전기 역할만 수행합니다. 엔진은 바퀴를 직접 구동하지 않습니다.

이 아키텍처는 del일상적인 사용에서는 전기차(EV)와 유사한 주행 경험을 제공하며, 고속 연료 보급을 통해 주행 거리 불안을 해소합니다. 또한, 변속기 필요성을 제거하여 구동계 구조를 단순화합니다. 그러나 연료 탱크의 필요성은 여전히 존재합니다.

실제로, EREV는 연료 시스템 설계에 독특한 요구를 부여합니다. 탱크 용량이 더 작고, 패키징 공간이 더욱 제한되며, 압력 관리는 여전히 중요합니다. 동시에, OEM들은 차량의 질량과 비용을 절감하면서 다양한 작동 조건에서 내구성을 유지하려고 합니다.

EREV 도입이 증가함에 따라—특히 전동화 목표와 인프라 제약이 공존하는 지역에서—연료 탱크 솔루션 역시 이에 맞춰 진화해야 합니다. 단일층 폴리아미드 시스템은 제조 부담을 증가시키지 않으면서 이러한 새로운 제약 조건을 충족할 수 있는 대안을 제공합니다.

탱크 설계를 단순화하고 강화하는 폴리아미드 솔루션

Fuel Lock Technology com강력한 기계적 특성과 우수한 차단 성능을 단일 소재 시스템에서 결합합니다. 기존 HDPE/EVOH 다층 블로우 성형에 비해, 사출 성형된 폴리아미드 탱크는 다음과 같은 이점을 제공합니다:

• 설계 자유도 극대화
• 필요한 부위에 국부적 보강 적용
• 가용 장착 공간의 최적 활용
• 일체형 성형을 통한 통합 구조 요소 구현

이러한 통합은 잠재적 누출 지점을 줄이고, 더욱 견고한 탱크 설계를 지원합니다. 또한 Envalior는 OEM 및 1차 부품 공급업체와 긴밀하게 협업하여 CAE 설계, 투과 예측, 열적 안정성 분석, 적용 검증에 이르는 전체 개발 주기를 지원합니다.

하나의 소재에서 지속 가능성, 안정성, 강도를 모두 실현

전동화는 단순히 파워트레인만이 아니라, 적합한 소재가 성능에 결정적인 역할을 합니다.

EcoPaXX® Fuel Lock은 오픈 섀시 설계에서 본질적으로 염분 분무 저항성을 갖춘 탱크에 매력적인 옵션을 제공합니다. 캐스터 오일에서 유래한 바이오 기반 모노머를 70% 함유하여, EcoPaXX®는 탄소 발자국 저감을 지원하면서도 높은 결정화도, 낮은 수분 흡수, 우수한 화학적 안정성의 균형 잡힌 특성을 제공합니다. 그 결과, 까다로운 자동차 조건에서도 성능을 유지하면서, 보다 지속 가능한 차량 플랫폼에 기여할 수 있습니다.

단일층 탱크는 공정 복잡성을 낮추고, 경량화를 실현하여 차량 수준의 CO₂ 저감 목표 달성을 추가로 지원합니다. 지속 가능성과 성능은 반드시 대립 관계일 필요가 없습니다.

보다 간결한 진보의 길

하이브리드 시스템은 마일드 하이브리드부터 EREV에 이르기까지 진화하고 있습니다. 이에 따라 연료 시스템도 불필요한 제조 공정 복잡성을 야기하지 않으면서 새로운 아키텍처에 적응해야 합니다.

Envalior에서는 기존 설계를 넘어 혁신에 도전할 수 있도록 지원합니다설계 가정을 수립하고 경량화되었으며, 더 견고하고 생산이 용이한 통합 연료 탱크 솔루션을 개발합니다. 복잡성을 줄임으로써 실제 현장 조건에서 우수한 성능을 발휘하고 비용 절감까지 실현하는 스마트한 시스템 구축을 지원합니다.

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