배터리와 연료 전지: 차이점과 기회의 이해

배터리 및 연료 전지

Energy systems across the globe are undergoing a fundamental transformation. As we continue to decrease dependence on fossil fuels, the world is demanding more diverse power solutions for our transportation needs. 

Cummins is proud to be at the forefront of this transportation evolution, working with freight and bus manufacturers and operators to design and deliver scalable, zero-emission electric transportation using both cutting edge battery and hydrogen fuel cell technologies. These technologies are well-positioned to make a real change in the transportation market, but the interplay between batteries and fuel cells is often misunderstood. Read on to learn how batteries and fuel cells are better together. 

INTEGRATION FOR BETTER POWER

Although fuel cell systems and batteries are seen by some as competing technologies, they actually work together to bring more options to the transportation and power landscape. 

At this point, battery electric vehicles are a technology that many of us know and love. From electric package delivery vans to all-electric excavators, there are already a number of fully electric powertrain applications that are growing in popularity.  

Although fuel cell systems and batteries are seen by some as competing technologies, they actually work together to bring more options to the transportation and power landscape.

Fuel cell power systems are designed to enhance and build upon the battery and electric drive platforms that continue to grow in prominence across the globe. While each system has its own advantages, combining the emerging technologies of batteries and fuel cell can help us reduce overall carbon and increase adoption of sustainable power without compromising performance. 

Fuel cell systems enhance the performance of batteries, allowing them to address distance and refueling time issues that have prohibited the adoption of battery electric vehicles for some applications. No matter how the engine and power source is configured, the battery system is and will always remain an essential piece of an electrified power solution. To this end, batteries will not be replaced by fuel cells — just enhanced by them. 

Drawing from over 100 years of experience in innovating powertrains, Cummins recognizes that diverse transportation markets need diverse solutions. To help foster the transition to cleaner power, Cummins is proud to provide a variety of diverse alternative power solutions. 

When considering which system is right for our customers, Cummins carefully considers range, weight, downtime, performance requirements, customer economics, and related infrastructure to provide the best options for the market — whether it’s fuel cell, battery electric or a more traditional form of power, we draw from our experience and expertise to work with customers and understand their needs. 


Fuel Cells & Electrified Power Infographic

STRENGTH IN DIFFERENTIATION

Comparing a battery and a fuel cell may be confusing as both can be used as sources of power, but in different ways. In battery electric vehicles, batteries store and deliver energy to the powertrain. A fuel cell electric vehicle generates electricity using hydrogen as fuel, and also delivers energy to the powertrain. The fuel cell can also charge the battery. The hydrogen itself acts as an energy carrier and storage device, much like a battery. However, most fuel cells configurations have limited ability to manage the powertrain energy demand in a dynamic fashion like batteries can. It’s the battery system that provides the quick response required to match the load demand from the powertrain.  

Fuel cells still provide a necessary enhancement to improve many of the performance and operational gaps we see in battery electric vehicles. Also, fuel cells have the potential to better utilize renewable energy on a large scale and increase the adoption of sustainable power sources faster. 

APPLICATION, PERFORMANCE AND OPERATION

In application, the largest difference between electric fuel cell and battery technology is found in their suitability for medium to heavy duty transport. When it comes to battery electric vehicles, maximum allowable axle weights constrain the number of battery packs that can be installed before compromising road weight limits and payload capacity. That’s why Cummins is continuously working to make our battery electric powertrain lighter and more efficient. 

Long distances and heavy payloads require larger and heavier batteries, and larger and heavier batteries lead to diminishing performance and efficiency. In some cases, operational requirements and patterns can be effectively served by battery electric vehicles before they hit the level of diminishing efficiency, where routes and payloads are not limiting factors — such as package delivery vehicles with shorter city routes and frequent stops. 

Ultimately, it’s not a matter of which technology is better — but rather which is more suitable to a customer’s conditions and needs.Fuel cell electric vehicles, on the other hand, can travel farther and carry more weight than their battery electric counterparts, making them more suitable for longer hauls and heavier loads. Fuel cell electric vehicles have a much higher energy density by weight, allowing them to overcome the range and weight challenges associated with battery electric vehicles. Hydrogen tanks are also more compact and lighter than an array of fully charged batteries. Plus, adding more hydrogen tanks typically costs less than adding more batteries. 

Operationally, another consideration between the technologies is the impact on vehicle downtime and overall utilization. Fuel cell electric vehicles can be refueled within minutes. This results in significantly less downtime than other alternative power solutions, allowing fuel cell vehicles to be on the road just as much as conventional vehicles powered by an internal combustion engine. 

Battery electric vehicles tend to be more useful when they can be recharged easily and have utilization patterns that allow for recharging downtime, such as a daily route that begins and ends at the same place, along with a designated charging depot. 

The continued cost evolution of infrastructure will also play an important role in the selection of the right powertrain. High power charging solutions, such as megawatt level charging, have the potential to not only reduce the charging time from hours to minutes, but also reduce the amount of on-board battery storage needed to effectively carry out a mission. Real-time or dynamic inductive charging may also contribute to reducing the onboard battery storage requirements. Battery electric vehicles would then be able to recharge themselves while in operation.  

Additionally, continued growth in the availability and distribution of hydrogen will reduce the challenges associated with hydrogen fuel costs, as well as ensuring the long-term availability of Lithium and Platinum, critical elements in batteries and hydrogen fuel cells respectively. Recycling and developing second life opportunities of these systems is also essential. 

POWERING A MORE SUSTAINABLE WORLD

Ultimately, it’s not a matter of which technology is better — but rather which is more suitable to a customer’s conditions and needs. Battery electric solutions can effectively serve many transportation sectors. Where they fall short, fuel cells can help accommodate.  

Cummins provides both technology options, giving our customers the power of choice backed by a century of expertise in the transportation market. Our future of transportation will be electrified, and Cummins is leading that change with a diverse portfolio of options. 

커민스 사무실 건물

커민스(Cummins Inc.)

글로벌 전력 기술 분야 리더인 커민스는 광범위한 전력 솔루션 포트폴리오를 설계, 제조, 배포, 서비스하는 보완 비즈니스 부문 기업입니다. 보유 제품은 내연, 전기, 하이브리드 통합 전력 솔루션 및 여과, 후처리, 터보차저, 연료 시스템, 제어 시스템, 공기 처리 시스템, 자동 변속기, 전기 발전 시스템, 마이크로그리드 제어 장치, 배터리, 전해조, 연료전지 제품을 포함한 구성품에 이르기까지 다양합니다.

커민스 Custompaks(커스텀팩)은 물 위기로 어려움을 겪는 태국에서 물 관리에 사용되고 있습니다.

현장 CustomPak

물 위기

Sixty Cummins Inc. CustomPaks는 막대한 경제적, 사회적 피해를 입히고 지역사회 간의 갈등을 불러일으킨 태국의 물 위기를 완화하는 차원에서 중요한 물 관리 계획의 일환으로 태국에서 서비스를 제공하고 있습니다.

지난 수십 년 동안 태국은 심각한 가뭄으로 인해 지속적인 물 문제에 직면해 왔습니다. 댐과 저수지의 물 저수량이 충분하지 않은 반면 귀한 수자원은 종종 도시 공동체와 산업 및 농업 부문에서 발생하는 독소로 오염됩니다.

심각한 홍수는 기후변화의 현실이 전국적으로 미치는 위협이 됩니다.

그 결과, 신규 및 기존 산업, 크고 작은 농업, 도시와 마을을 포함한 다양한 이해관계자가 함께 써야 하는 귀중한 수자원 배분을 둘러싸고 분쟁이 발생하게 되었습니다.

Kittithanapat Engineering Co. (KTP)는 1996년 이후 수자원 관리 시스템에 참여해 왔으며 Royal Irrigation Department, Department of Water Resources, Bangkok Metropolitan Authority 등과 같은 당국과 긴밀히 협력하고 있습니다.

현장의 CustomPaks

600마력 커스텀팩

KTP가 긴급한 요건을 충족할 수 있도록 커민스 DKSH(태국)는 최근 호주산 커스텀팩 60대를 공급했으며 이 중 45대는 600마력 등급의 커민스 X15 엔진으로, 15대는 325마력 등급의 QSL9로 구동됩니다. 이 완전 일체형 파워팩은 배기가스 배출 기준을 충족하여 티어3 인증을 받았습니다.

CustomPaks는 미국 회사 MWI(Moving Water Industries)의 KTP에서 공급하는 유압 구동식 대용량 수중 워터 펌프와 연결됩니다. KTP는 이러한 MWI Hydroflo 펌프의 태국 독점 유통 업체입니다.

커민스가 개입하기 전에 KTP는 다른 디젤 엔진 브랜드를 사용하고 있었지만 서비스 지원은 필요한 표준에 미치지 못했습니다.

KTP에서 오랫동안 근무한 엔지니어인 Kittisak Thanasoot는 기술 및 애프터세일즈 지원에 대한 커민스 DKSH의 명성과 커민스 제품의 신뢰성이 KTP가 왕립 관개부에 CustomPaks를 지정하기로 결정한 주요 이유라고 말합니다.

신속 배송에 대응하는 커민스 DKSH의 능력도 중요했습니다.

"돌발 홍수와 같은 비상 상황에 대비하여 고마력 디젤 엔진을 대량으로 공급하는 것은 KTP에게 어려운 과제일 수 있습니다"라고 Kittisak Thanasoot는 말합니다.

"KTP는 이러한 문제가 지역사회에 미치는 영향을 적시에 최소화하면서 관리해야 하는 정부 기관의 요구에 부응하여 커민스 DKSH와의 파트너십에서 해답을 찾았습니다."

태그
Off-Highway

커민스 Custompaks(커스텀팩)은 물 위기로 어려움을 겪는 태국에서 물 관리에 사용되고 있습니다.

현장 CustomPak

물 위기

Sixty Cummins Inc. CustomPaks는 막대한 경제적, 사회적 피해를 입히고 지역사회 간의 갈등을 불러일으킨 태국의 물 위기를 완화하는 차원에서 중요한 물 관리 계획의 일환으로 태국에서 서비스를 제공하고 있습니다.

지난 수십 년 동안 태국은 심각한 가뭄으로 인해 지속적인 물 문제에 직면해 왔습니다. 댐과 저수지의 물 저수량이 충분하지 않은 반면 귀한 수자원은 종종 도시 공동체와 산업 및 농업 부문에서 발생하는 독소로 오염됩니다.

심각한 홍수는 기후변화의 현실이 전국적으로 미치는 위협이 됩니다.

그 결과, 신규 및 기존 산업, 크고 작은 농업, 도시와 마을을 포함한 다양한 이해관계자가 함께 써야 하는 귀중한 수자원 배분을 둘러싸고 분쟁이 발생하게 되었습니다.

Kittithanapat Engineering Co. (KTP)는 1996년 이후 수자원 관리 시스템에 참여해 왔으며 Royal Irrigation Department, Department of Water Resources, Bangkok Metropolitan Authority 등과 같은 당국과 긴밀히 협력하고 있습니다.

현장의 CustomPaks

600마력 커스텀팩

KTP가 긴급한 요건을 충족할 수 있도록 커민스 DKSH(태국)는 최근 호주산 커스텀팩 60대를 공급했으며 이 중 45대는 600마력 등급의 커민스 X15 엔진으로, 15대는 325마력 등급의 QSL9로 구동됩니다. 이 완전 일체형 파워팩은 배기가스 배출 기준을 충족하여 티어3 인증을 받았습니다.

CustomPaks는 미국 회사 MWI(Moving Water Industries)의 KTP에서 공급하는 유압 구동식 대용량 수중 워터 펌프와 연결됩니다. KTP는 이러한 MWI Hydroflo 펌프의 태국 독점 유통 업체입니다.

커민스가 개입하기 전에 KTP는 다른 디젤 엔진 브랜드를 사용하고 있었지만 서비스 지원은 필요한 표준에 미치지 못했습니다.

KTP에서 오랫동안 근무한 엔지니어인 Kittisak Thanasoot는 기술 및 애프터세일즈 지원에 대한 커민스 DKSH의 명성과 커민스 제품의 신뢰성이 KTP가 왕립 관개부에 CustomPaks를 지정하기로 결정한 주요 이유라고 말합니다.

신속 배송에 대응하는 커민스 DKSH의 능력도 중요했습니다.

"돌발 홍수와 같은 비상 상황에 대비하여 고마력 디젤 엔진을 대량으로 공급하는 것은 KTP에게 어려운 과제일 수 있습니다"라고 Kittisak Thanasoot는 말합니다.

"KTP는 이러한 문제가 지역사회에 미치는 영향을 적시에 최소화하면서 관리해야 하는 정부 기관의 요구에 부응하여 커민스 DKSH와의 파트너십에서 해답을 찾았습니다."

태그
Off-Highway
cummins.com
으로 이동

찾으시는 정보가
cummins.com에 있습니다.

지금 해당 사이트를 열고 있습니다.

감사합니다.