• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.622-629
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• 2020

The performance and cost of electric vehicles (EVs) are much influenced by the performance and service life of the Li-ion battery system. In particular, the cell performance and reliability of Li-ion battery packs are highly dependent on their operating temperature. Therefore, a novel battery thermal management is crucial for Li-ion batteries owing to heat dissipation effects on their performance. Among various types of battery thermal management systems (BTMS'), the phase change material (PCM) based BTMS is considered to be a promising cooling system in terms of guaranteeing the performance and reliability of Li-ion batteries. This work is mainly concerned with the basic research on PCM based BTMS. In this paper, a basic experimental study on PCM based battery cooling system was performed. The main purpose of the present study is to present a comparison of two PCM-based cooling systems (n-Eicosane and n-Docosane) of the unit 18650 battery module. To this end, the simplified PCM-based Li-ion battery module with two 18650 batteries was designed and fabricated. The thermal behavior (such as temperature rise of the battery pack) with various discharge rates (c-rate) was mainly investigated and compared for two types of battery systems employing PCM-based cooling. It is considered that the results obtained from this study provide good fundamental data on screening the appropriate PCMs for future research on PCM based BTMS for EV applications.

• 공업화학
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• 제32권3호
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• pp.243-252
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• 2021

전기자동차(EV) 및 중대형 에너지 저장 장치(ESS)의 활용을 위한 차세대 에너지 저장 장치에 대한 요구가 증가함에 따라, 높은 출력 및 안정성 등의 특성을 갖는 리튬 이온 전지 개발이 시급한 과제로 떠오르고 있다. 리튬 이온 이차 전지의 성능은 주로 전극 재료의 물리/화학적 특성에 의해 결정되는데, TiO₂는 우수한 안정성 및 높은 안정성, 친환경적 특성으로 인해 현재 상용화된 탄소계 음극재를 대체할 수 있는 물질로 높은 관심을 받고 있다. 특히, 양극산화를 통해 제조된 자기 정렬된 TiO₂ 마이크로 및 나노 구조는 차세대 리튬 이온 이차 전지의 유망한 음극 소재 물질로 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 총설 논문에서는 양극산화를 통한 TiO₂ 나노 튜브 및 마이크로콘 구조 메커니즘 및 구조 발달에 영향을 미치는 인자에 대한 설명을 다루었다. 또한, TiO₂의 낮은 전기전도도 및 용량 한계를 극복하기 위한 TiO₂ 기반 복합체를 리튬 이온 이차 전지의 음극재로 활용한 연구를 소개하였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제20권6호
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• pp.162-176
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• 2021

최근 활발한 기술개발이 이루어지고 있는 자율주행 자동차는 다양한 교통문제를 해결하는 데 기여할 것으로 기대되고 있다. 국내 도로부문 온실가스 배출량이 1억 톤이 넘는 등 환경오염 문제가 심각해지면서 자율주행 자동차 도입에 따른 환경오염의 절감 부문에 대한 연구가 필요하다. 하지만 환경오염 절감 측면에서 자율주행에 관련한 실증적 연구는 미비한 상태이다. 이에 본 연구는 미시 시뮬레이션을 통해 서울시 개포동 일대 교차로 8개소를 대상으로 자율주행 자동차 도입에 따른 네트워크 성능변화를 분석하고 이를 통해 이산화탄소 배출량을 추정하였다. 분석결과 내연기관 자율주행 자동차 혼입 시 네트워크 전체 탄소 절감효과는 미미하였으며 혼입율이 적은 상황에서는 오히려 증가하기도 했다. 반면 자율주행 전기자동차 혼입 시 네트워크 전체 탄소 발생량이 크게 감소하는 것으로 분석되었다. 자율주행 자동차 도입만으로는 충분한 탄소배출량 감소 효과를 얻기는 어려우며 적절한 수요관리와 근본적인 연료사용의 전환을 통해 교통 부문 탄소배출을 줄여나가야할 것으로 보인다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제7권2호
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• pp.329-333
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• 2021

V2G (Vehicle to Grid) technology for an EV (Electric Vehicle) has been assumed as so promising in a near future for its useful energy resource concept but still yet to be developed around the world for specific service purposes through various R&BD projects. Basically, V2G returns power stored in vehicle at a cheaper or unused time to the grid at more expensive or highly peaked time, and is accordingly supposed to provide such roles like peak shaving or load levelling according to customer load curve, frequency regulation or ancillary reserves, and balancing power fluctuation to grid from the weather-sensitive renewable sources like wind or solar generations. However, it has recently been debated over its prominent usage as diffusing EVs and the required charging/discharging infrastructure, partially for its addition of EV ownership costs with more frequent charging/discharging events and user inconvenience with a relative long-time participation in the previously engaged V2G program. This study suggests that a Korean DR (Demand Response) service integrated V2G system especially based upon a dynamic charge/pause/discharge scheme newly proposed to ISO/IEC 15118 rev. 2 can deal with these concerns with more profitable business model, while fully making up for the additional component (ex. battery) and service costs. It also indicates that the optimum economic, environmental, and grid impacts can be simulated for this V2G-DR service particularly designed for EV aggregators (V2G service providers) by proposing a specific V2G engagement program for the mediated DR service providers and the distributed EV owners.

• Composites Research
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• 제35권6호
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• pp.365-370
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• 2022

전기자동차 및 E-모빌리티 시장이 급속히 성장함에 따라 리튬이온전지는 현재 가장 주목받는 기술 중 하나로 여겨지고 있다. 따라서 높은 용량 및 출력, 급속 충전 성능을 가지는 고에너지밀도 전극 개발이 매우 중요한 상황이다. 고에너지밀도 전극 구현을 위해서 음극의 경우 실리콘, 주석 등 고용량 활물질 소재에 대한 연구가 진행되고 있는 상황이다. 하지만 이러한 고용량 활물질 소재는 전지의 충방전 과정 시 발생하는 부피팽창이 전지의 성능을 저하시키는 주된 원인이 된다고 알려져 있다. 따라서 활물질의 부피팽창을 완화할 수 있는 바인더 소재 개발이 매우 중요한 상황이며, 기존 PVDF, CMC/SBR계 바인더 뿐만 아니라 수용성 고분자(polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, aliginate 등)를 이용한 바인더 소재 개발 연구가 많이 보고되고 있다. 이처럼 앞으로 리튬이온전지의 고성능화를 위해서 바인더는 매우 중요한 기술이 되었으며, 본 논문에서는 리튬이온전지용 음극 바인더 소재의 연구 동향을 살펴보고자 한다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제25권4_1호
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• pp.493-504
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• 2022

Recently, as interest in eco-friendliness grows, the supply of hybrid electric vehicles and pure electric vehicles (EVs) for improving fuel efficiency of automobiles is rapidly expanding. The average daily energy consumption of electric vehicles is less than 20 [%] of the total ESS capacity of the vehicle, and research on additional functions using the ESS of the vehicle is urgently needed to expand the supply of electric vehicles. V2H(Vehicle to Home), like V2G(Vehicle to Grid), includes the concept of cooperating with system stabilization using ESS of electric vehicles. In addition, it includes various operations that can realize home welfare, such as uninterrupted power supply in case of power outage at home, and power supply for home DC devices. Therefore, in order to expand the supply of eco-friendly electric vehicles, it is urgently required to develop a V2H system with various functions that can realize home welfare. In this paper, we propose a V2H system with a CLLC resonant converter and a non-isolated step-up converter that can solve different impedance and resonant frequencies depending on the power transfer direction. The proposed V2H system is 6 [kVA] applicable to 150-450 [V], the voltage range that can use the ESS voltage for electric vehicles, and is designed with a capacity that can handle instantaneous electricity use at home. In addition, in order to verify the feasibility, an experiment by Psim simulation and prototype production was performed.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제14권3호
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• pp.293-300
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• 2023

The global energy storage markets have gravitated to high-energy-density and low cost of lithium-ion batteries (LIBs) as the predominant system for energy storage such as electric vehicles (EVs). High-Ni layered oxides are considered promising next-generation cathode materials for LIBs owing to their significant advantages in terms of high energy density. However, the practical application of high-Ni cathodes remains challenging, because of their structural and surface instability. Although extensive studies have been conducted to mitigate these inherent instabilities, a two-step process involving the synthesis of the cathode and a dry/wet coating is essential. This study evaluates a one-step β-Li₂SnO₃ layer coating on the surface of LiNi_0.8Co_0.2O₂ (NC82) via the thermal segregation of Sn owing to the solubility limit with respect to the synthesis temperature. The doping, segregation, and phase transition of Sn were systematically revealed by structural analyses. Moreover, surface-engineered 5 mol% Sn-coated LiNi_0.8Co_0.2O₂ (NC82_Sn5%) exhibited superior capacity retention compared to bare NC82 owing to the stable surface coating layer. Thus, the developed one-step coating method is suitable for improving the properties of high-Ni layered oxide cathode materials for application in LIBs.

• Journal of Korea Trade
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• 제27권4호
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• pp.77-100
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• 2023

Purpose - Using the Model of Goal-Directed Behavior (MGB), this study identifies the critical factors that influence consumer intention to purchase an electric vehicle (EV). This study also provides differentiated policy implications to the Korean and Chinese governments and EV-related companies for the expansion of the EV market in both countries by comparing consumers' perceptions of EV purchase intentions. Design/methodology - Our extended MGB model adds to the standard model consideration of financial incentives, perceived risks, and environmental concerns. An online survey was conducted of Korean and Chinese consumers. Based on the collected responses, all tested hypotheses were verified using PLS-SEM (Partial Least Squares-Structural Equation Modeling). Differences in the path analysis results between Korea and China were compared and verified using Henseler's MGA (multi-group analysis), the parametric test, and the Welch-Satterthwaite test. Findings - The most critical factor that influences the intent to purchase an EV in consumers from both countries is personal desire. PBC and SN were identified as the critical factors that respectively increase personal desire in Korea and China. In addition, in Korea, among the three factors EC, FIP, and PR, environmental concerns were found to have the most significant impact on attitudes and purchase intention. In contrast, in China, economic factors (specifically financial incentives) had greater importance than environmental issues. Originality/value - This study has academic contributions in that it presents a new research model that includes financial incentive policies, environmental concerns, and perceived risk variables based on the MGB to explore consumers' purchase intentions. This study can also make a practical contribution in that it provides some meaningful implications to the governments and EV-related companies of both countries based on the differences in the analysis results of the Korean and Chinese markets.

• 한국음향학회지
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• 제41권6호
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• pp.669-679
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• 2022

리튬이온 배터리는 다양한 전자장치에 사용되어왔다. 리튬이온 배터리의 사용이 대중화됨에 따라, 온도, 진동, 쇼크 및 충전 환경과 같은 다양한 요인들이 배터리의 전기화학적 거동 변화에 미치는 영향을 밝히기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 한편, 지구온난화가 심화되면서 자동차 회사들은 내연기관을 대체하는 파워시스템으로 리튬 이온 배터리를 사용하기 시작했다. 하지만, 배터리는 정적인 시스템을 기반으로 발전되어왔다. 이러한 관점에서, 구조 진동체의 변수와 배터리의 관계를 밝히기 위한 많은 노력이 이루어지고 있다. 본 종설 다이나믹 시스템과 배터리의 관계에 대한 그간의 연구를 요약하고 이를 바탕으로 앞으로의 연구에 대해 전망하고자 한다. 먼저, 전기차의 진동프로파일을 모델링하는 방법에 논하고, 이들이 배터리에 적용되었을 때의 전기화학적 거동에 대하여 다루었다. 이어서 물리적 충격 및 관통, 초음파 등이 배터리에 대해 미치는 영향을 기술하였다. 마지막 단락에서는 전기차와 배터리의 공존 관점에서, 다이내믹 구조물에 특화된 배터리의 디자인, 배터리에 초점을 맞춘 다이내믹 구조물의 관점에서 전기차 샤시 및 배터리에 대한 견해를 기술하였다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제29권3호
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• pp.67-77
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• 2024

공장의 에너지 효율을 높이는 방안 중 공정 스케줄링은 제조 공정에서 자원을 최적으로 할당하여 제품의 생산 계획을 수립하는 활동이다. 그러나 야간 근로가 불가피한 경우에는 이러한 전략이 효과적으로 적용되지 않을 수 있다. 또한, 생산 요구량의 지속적인 변화로 인해 실제 공장에서의 적용에 어려움이 있다. 최근에는 전기자동차의 보급이 급증함에 따라 전기자동차 배터리를 에너지 저장 시스템으로 활용하는 기술이 주목을 받고 있다. 이러한 배터리를 활용한 기술은 공장 에너지 관리를 위한 대안이 될 수 있다. 본 논문에서는 전기자동차 배터리를 활용한 공장 에너지 관리 방안을 제안한다. 제안된 방안은 전기자동차 배터리 충전 상태 및 TOU(Time-of-use)를 고려하여 PSCAD/EMTDC 소프트웨어에서 분석된다. 제안된 방안은 예측된 전력 사용량과 TOU를 고려하여 수립된 공정 스케줄링과 비교 분석된다. 결과적으로 공정 스케줄링은 하루에 4,152원, 제안된 방안은 7,286원의 전기 요금을 절감하였다. 본 논문을 통해 공장 에너지 관리를 위해 전기자동차 배터리 활용 가능성을 확인할 수 있었다.