• 공업화학
• /
• 제30권3호
• /
• pp.290-296
• /
• 2019

리튬이온배터리는 여러 에너지저장시스템 중 가장 관심을 받고 있는 장치이다. 특히, 분산형 전력공급원으로서의 신재생에너지 수요의 증가, 안정적인 전력의 수급, 전기자동차의 보급의 확대에 따라 에너지저장장치의 사용은 증가하고 있다. 최근, 에너지저장장치로서 리튬이온배터리의 사용량의 증가에 따른 폐리튬이온배터리의 재활용, 복원 기술은 사회, 경제적으로 중요한 연구분야이다. 본 총설에서는 최근 폐리튬이온배터리 성능진단, 재활용 또는 복원 기술과 발전가능성에 대하여 기술하고자 한다.

• 융복합기술연구소 논문집
• /
• 제8권1호
• /
• pp.27-31
• /
• 2018

The age of electric vehicle is coming. One of the most important problems to be solved for popularization of electric vehicle is fuel economy. To increase fuel economy of electric vehicles, it is necessary to improve the performance of the battery or the car body should be lighter than now. To solve the problem of the car body, change the car body's material to carbon fiber reinforced composites can be an excellent answer. However, the part made from carbon fiber reinforced composites is vulnerable to accidents due to their high brittleness. In this study, ductile silica fume was added into the carbon fiber composites to enhance toughness. To examine this, various amounts and sizes of silica fume were considered and the toughness enhancement was examined by performing tensile tests.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
• /
• 제12권4호
• /
• pp.456-465
• /
• 2019

PHEV(Plug in Hybrid Electric Vehicle)와 BEV(Battery Electric Vehicle)는 모터 및 차량 전장 시스템의 구동을 위하여 고전압 배터리를 사용하며 이를 충전시켜주는 OBC(On-Board Charger)와 고전압에서 저전압으로 전력변환을 해주는 LDC(Low DC/DC Converter)가 반드시 필요하다. OBC와 LDC는 차량에 독립적인 시스템으로 동작 하며 개별 공간을 사용하기 때문에 이를 통합한 시스템을 활용하여 무게 및 사용 공간 확보에 대한 필요성이 대두 되고 있다. 본 논문은 LDC 트랜스포머의 설계를 단순화하여 절연형 전류원 컨버터를 사용한 OBC에 통합이 가능한 1.5kW급 LDC컨버터에 대하여 제안하였다. 제안된 LDC는 양방향 벅-부스트 컨버터의 고정된 임의의 출력 전압을 사용하여 LDC의 최종 출력 전압의 제어가 가능하기 때문에 기존의 OBC-LDC 통합 시스템과 비교하여 배터리 전압 사용 범위, 컨버터의 Duty Ratio 및 OBC의 출력 턴 비를 고려한 트랜스포머 설계에 대한 부분을 단순화 할 수 있는 장점을 가지고 있다. 제안된 LDC의 시제품을 제작하여 200V ~ 400V의 입력 전압에서 정상 동작을 확인 하였으며 정격 부하 조건에서 최대 효율 91.885%를 달성 하였다. 또한 OBC-LDC통합 시스템 구축을 통해 약 6.51L의 부피를 달성 하였으며 기존 독립적인 시스템에 비해 15.6% 저감되어 공간 확보에 대한 이점을 확인 할 수 있었다.

• 한국전자거래학회지
• /
• 제18권1호
• /
• pp.71-95
• /
• 2013

본 연구는 온라인 전기자동차를 상용화하기 위해 필요한 인프라 구축비용의 타당성을 알아보기 위한 연구이다. 이를 위해 서울시의 버스노선을 대상으로, 온라인 전기자동차 운영을 위해 필요한 인프라의 구축비용에 대해 연구하였다. 현재 전기자동차 운영방식의 대안으로는 OLEV 방식과 PEV 방식이 고려되고 있으며, 각 방식은 충전지 비용과 충전기 비용에서 각기 장점을 갖고 있다. 두 방식의 총비용을 비교하기 위해 본 논문에서는 온라인 전기버스의 급전장치 설치비용을 최소화하기 위한 급전 장치 최적 배치 모형을 제시하였다. 이를 위하여 먼저 버스정류장에 서로 다른 길이의 급전장치를 설치할 경우의 총 설치비용을 최소화하는 혼합정수계획법(Mixed Integer Programming) 모형을 모델링하였다. 모형에서 사용하는 계수를 구하기 위해 각 버스정류장에서의 평균 정차시간을 구하는 시뮬레이터를 개발하였으며, 계산된 계수와 최적화모형을 이용하여 시내버스 노선 전체에 대하여 최적화된 인프라의 배치 개수와 위치를 결정할 수 있는 시스템을 개발하였다. 서울시의 실제 자료를 대상으로 OLEV 방식과 PEV 방식에서의 총비용을 계산하고 비교한 결과 OLEV 방식의 총 비용이 저렴하게 나타났으며, 결과적으로 OLEV 방식의 상용화 타당성을 입증할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제37권3호
• /
• pp.307-312
• /
• 2013

직렬형 하이브리드 자동차는 구조가 간단하고 단품들의 효율이 높기 때문에 연비성능이 우수하며, 병렬형과 비교하여 배터리, 엔진, 모터의 용량이 상대적으로 고용량인 특징을 가진다. 본 연구에서는 직렬형 하이브리드 자동차의 최적용량매칭을 통해 최적의 연비를 도출하고, 실시간 시뮬레이션 환경에서 사용될 알고리즘을 개발한다. 연구에서 진행된 용량매칭은 모터, 엔진/발전기 및 배터리를 대상으로 13개 주행 사이클에 대하여 순차적으로 이루어 졌으며, 이를 위해 Matlab 환경에서 최적화 기법인 DP(Dynamic Programming)을 사용하였다. 실시간 성능검증을 위한 차량모델은 Simulink 및 AMEsim을 기반으로 개발되었고 실시간 제어로직이 구현된 RCP(Rapid Control Proto-typing)와 연동하여 그 성능을 확인할 수 있었다.

• 한국융합학회논문지
• /
• 제13권3호
• /
• pp.191-196
• /
• 2022

내연기관 자동차 히터는 연소과정 중에 발생하는 엔진 열을 이용하므로 열원이 추가로 필요치 않지만, 배터리로부터 동력원을 얻는 전기자동차용 히터는 별도의 전열 장치가 요구된다. 지금까지 개발된 전기차용 히터 중에서 냉매를 이용하는 고전압 히터는 효율이 높고 작동 온도 범위가 넓은 장점이 있다. 고전압 히터 내부의 냉각수 유로의 형상은 열교환 성능을 크게 좌우하므로 히터 개발 시 유로 설계는 기술적으로 매우 중요하다. 본 논문에서는 대칭형 서펜타인 유로를 갖는 7kW급 고전압 히터의 유로 형상 설계를 위해 고전압 열유동 시뮬레이션을 수행하였다. 해석결과로부터 입출구간 차압과 차온 및 유로에서의 유동 균일도를 계산하여 히터의 성능을 평가하였다. 도출된 대칭형 서펜타인 유로 설계안은 기존 평행 서펜타인 비해 차압은 높지만, 열교환 성능은 비등하며 저온부가 비교적 넓게 존재하여 제어 회로의 설치 공간으로 활용할 수 있다는 장점이 있다.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제7권6호
• /
• pp.587-595
• /
• 2002

최근 배터리, 태양전지, 연료전지 등의 전원으로 구동되는 전기자동차에 대한 관심이 커지고 있다. 그런데, 이와 같은 전원들의 단위전지 전압은 자동차의 인버터를 구동하기에는 너무 낮기 때문에 수많은 단위전지를 직렬로 연결하여 사용해야하며, 이로 인해 전원의 구조가 복잡해지는 문제가 있다. 본 논문에서는 전기자동차의 응용을 위해 비교적 낮은 전원전압을 충분히 높은 안정된 직류 링크전압으로 바꾸어주는 고효율 대용량 승압 컨버터를 제안하고 그 설계기준과 실험결과를 제시한다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제14권10호
• /
• pp.4679-4684
• /
• 2013

기존 내연기관에 비해 전기자동차가 가지는 한계 중 하나는 에너지 밀도가 상대적으로 낮은 배터리로 인한 짧은 주행거리이며, 겨울철 실내 난방을 위하여 전기 히터 사용 시, 전기 소모량이 30%이상 증가하는 문제가 발생한다. 본 연구에서는 전기 히터보다 에너지 효율이 우수한 히트펌프를 이용하여 난방 시, 전기 자동차의 주행성능 변화를 조사하였다. 일차원 해석 프로그램인 AMESim Software를 이용하여 전기자동차의 구동시스템 및 히트펌프의 해석모델을 개발하였고, 해석 결과 전기 히터를 히트펌프로 대체하면, 배터리 소모량이 약 50% 감소하여 그 만큼의 주행거리를 증가시킬 수 있는 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 전기자동차 난방을 위한 히트펌프의 장점을 입증하였으며, 향후 전기 자동차 난방 대책의 비전을 제시하는데 기여할 것으로 사료된다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제33권1호
• /
• pp.15-21
• /
• 2024

전기차용 리튬이온배터리의 수요가 증가함에 따라 향후 발생할 폐리튬이온배터리 중의 유가금속 회수가 필요하다. 본 연구에서는 리튬이온배터리의 NCM계 양극재를 수소환원과 수침출에 의해 리튬을 수산화리튬으로 회수할 때의 회수율에 미치는 반응온도의 영향을 조사하였다. 반응온도가 상승함에 따라 수소에 의한 NiO, CoO의 환원에 의해 무게 감소율이 반응초기부터 급격하게 증가하였으며 동시에 H₂O 발생량도 증가하였다. 602 ℃ 이상에서는 양극재 중의 Ni, Co가 전부 환원되어 금속상으로 존재하였다. 그리고 수소환원 온도의 상승과 함께 Li 회수률도 증가하였으나 704 ℃ 이상에서는 약 92 % 이상의 유사한 수준을 나타내었다. 따라서 폐Li이온 배터리의 전처리로 수소환원하는 것에 의해 리튬만 사전에 회수하고 잔사를 재처리하면 효율적으로 유가금속을 분리하여 회수할 수 있을 것으로 기대된다.

• 전자공학회논문지SC
• /
• 제48권6호
• /
• pp.71-81
• /
• 2011

일반적인 내연기관 자동차와는 달리, 전기자동차는 파워트레인을 구성하는 배터리, 인버터, 모터 등의 전기 동력 시스템들이 차량의 주행성능과 동역학 특성에 직접적인 영향을 준다. 따라서 전기 차량의 최종 운동 및 동특성을 예측하기 위해서, 기계 및 전기전자 복합 시스템을 세부적으로 모델링하고 이를 통한 전체 파워트레인의 해석이 필요하다. 본 논문에서는 전기자동차의 최종 출력 성능을 예측하고 분석하기 위한 전기자동차의 파워트레인 시스템의 동적 모델을 유도하였다. 전기적인 신호로부터 최종 기계 동력 시스템으로 전달되는 입출력 변수의 상관관계를 수학적으로 모델링하여 개발하였다. 또한, 전기자동차의 동특성을 시뮬레이션 할 수 있는 기준모델을 Matlab/Simulink 플랫폼 기반으로 개발하였으며, 이를 이용하여 유도된 수학적 분석 모델을 검증하였다. 이를 통하여 속도, 가속도, 추진력 등의 주요 차량 주행성능을 비교 분석하였다.