Conceptual Design of Hybrid eVTOL Aircraft Using 1D Multi-Physics Based on PEMFC Model

다중물리 기반 1차원 Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell(PEMFC) 모델을 이용하여 연료전지-배터리 하이브리드 추진시스템을 탑재한 전기수직이착륙기의 개념설계를 수행하였다. 연료전지의 전기화학 반응, 열·물질 전달, 질량 수송 손실 등 주요 물리현상을 고려한 성능해석을 통해 연료전지 시스템의 출력 및 효율 특성을 정량적으로 분석하였다. 출력 및 효율 산정 시, 연료전지와 배터리 간 출력 분담 비율인 Degree of Hybridization(DoH)을 설계 과정에 반영하였다. 본 연구에서는 향후 기술 발전 추세가 설계 결과에 미치는 영향을 평가하기 위해 2035년과 2050년 전기추진시스템의 기술 발전 추세를 적용하여, DoH 변화에 따른 출력 및 중량 분포를 종합적으로 평가하였으며, 이를 통해 설계 가능 영역과 최적의 설계 지점을 제시하였다.