This study represents the temperature uniformity in catalytic converter. Present research model type is a monolithic catalytic converter. This type was been widely used for complying the regulations of pollutant emissions from automobiles. The mean experimental parameters are engine speed and ceramics monolith in the catalytic converter. The experimental test engine model used was the 124.1cc motorcycle engine. The experimental study using thermal imaging method shows the megaphone type model has larger effective area than the basic model. The rate of effective area in the basic model is about 8.9 % and the megaphone type model are 41.52 %, 34.60 %, 33.43 %, 25.43 %, 17.82 % according to the diffuser angle $4^{\circ}\;to\;8^{\circ}$. In conclusion, the megaphone type monolithic converter has higher efficiency of reducing the pollution with less noise compared to the basic shape. We believe this will be very important as a design guide of the advanced motorcycle.
필라멘트 모양의 백금 박막 히터 및 Bi-Sb 박막 열전퇴(thermopile)의 고온 접합부를 열차단막 역할을 하는 $Si_{3}N_{4}/SiO_{2}/Si_{3}N_{4}$ 다이아프램위에, 열전퇴의 저온 접합부를 방열판 역할을 하는 실리콘 기판에 의해 지지되는 유전체 멤버레인위에 각각 형성시켜, 열감도가 높고 교류-직류 변환오차가 작은 평면형 Bi-Sb 다중접합 열전변환기를 제작하고, fast reversed dc 방법으로 변환기의 교류-직류 변환특성을 측정하였다. 단일 bifilar 히터로 제작된 변환기의 열감도는 공기 및 진공중에서 각각 약 10.1 mV/mW 및 14.8 mV/mW였고, 2중 bifilar 히터로 제작된 변환기의 열감도는 안쪽 및 바깥쪽에 있는 히터를 입력으로 하였을 강우 공기 및 진공중에서 각각 약 5.1 mV/mW 및 7.6 mV/mW 그리고 각각 약 5.3 mV/mW 및 7.8 mV/mW로서, 기체에 의한 열손실이 거의 없는 진공중에서의 열감도가 공기중에서의 열감도보다 더 높게 나타났다. 10 kHz이하의 주파수 범위에서 변환기의 교류-직류 전압 및 전류 변환오차 범위는, 단일 bifilar 히터로 제작된 경우 공기중에서 각각 약 ${\pm}1.80\;ppm$ 및 ${\pm}0.58\;ppm$이었고, 2중 bifilar 히터로 제작된 경우 안쪽 및 바깥쪽 히터를 입력으로 하였을 때 공기중에서 각각 약 ${\pm}0.63\;ppm$ 및 ${\pm}0.25\;ppm$ 그리고 각각 약 ${\pm}0.53\;ppm$ 및 ${\pm}0.27\;ppm$였다.
Considering the high temperature durability, the most important issue is to accurately predict the maximum operating temperature of the shell, mat and substrate. This temperature prediction then defines the material selections far the mat, shell and cones, and allows an assessment to be made as to the necessity of heat shielding. In this papers, The commercial code FLUENT was utilized to simulate automotive oval type catalytic converters, with the objective of predicting thermal behavior under steady-state, high-load conditions. Specialized computational models are used to account for effects of heat and mass transfer in the monolith, conjugate heat transfer in the various converter materials, and radiation heat transfer.
본 논문은 Bridgeless PFC Converter의 환류 다이오드를 SiC SBD(Schottky Barrier Diode)로 제안하여 고효율화를 달성하였다. 또한 Bridgeless PFC Converter의 동작원리에 대한 설명을 통해 Bridgeless PFC Converter에서 환류 다이오드의 도통 구간을 나타내어 환류 다이오드의 손실에 따른 시스템 손실의 기여도를 검증하였고, SiC SBD 소자의 물성 및 역 회복 특성에 따른 장점을 설명하였으며 턴 온 손실과 턴 오프 손실을 측정하여 효율을 비교 분석하고, 소자 단품 특성을 확인하기 위한 다이오드의 역회복 파형 분석을 통하여 소자의 역회복 손실을 계산하였다. 소자 특성을 고려한 시뮬레이션 결과 값을 도출해내어 실제 시스템의 파형 분석 및 비교를 통해 그 결과 값을 검증하였다. 소자 특성을 고려하기 위하여 PSIM의 Thermal Module을 사용하여 시뮬레이션을 진행하였으며, 그 결과로 턴온 손실 0.6W, 턴 오프 손실 20.6W로 전체 스위칭 손실은 22.2W로 나타났다. 시작품 실험을 통하여 분석한 결과 턴온 손실 0.608W, 턴 오프 손실 21.62W로 전체 스위칭 손실 22.228W의 결과 값을 도출하였고, 두 결과 값의 비교로 실험 방법의 타당성을 입증하였다. 또한 최대 효율 94.58%의 고효율을 달성하였다.
본 논문에서는 하이브리드 자동차용 보조전원 공급이 목적인 DC-DC Converter에 대하여 기술하였다. DC-DC Converter는 차량 내의 헤드램프, 오디오, 각종 ECU등 전기/전자 부하에 전력을 공급하며 또한 12V 보조 배터리를 충전하는데 사용된다. 고주파 동작 조건하에서 유기되는 전자파 노이즈와 스위칭 손실을 저감하기 위하여 컨버터 토폴로지로 위상천이 영전압 풀브리지 방식을 적용하였으며 제어기의 용이한 보상 및 안정된 시스템 응답 특성을 위하여 슬로프 보상이 포함된 전류 모드 제어방식을 사용하였다 정전압/정전류 충전 제어 방식은 전기부하에 안정적인 전원공급과 보조 배터리의 안정적인충전을 보장한다. 초기의 회로 파라메타 설정 및 하드웨어 디버깅을 위하여 시뮬레이션 툴로 PSIM 6.0을 사용하였으며. DC-DC Converter에서 스위칭 소자의 발열문제는 Thermo Tracer 장비를 사용하여 개선하였다.
In this study, the simultaneous use of a multi-level converter (MLC) as a DC-motor drive and as an active battery cell balancer is investigated. MLCs allow each battery cell in a battery pack to be independently switched on and off, thereby enabling the potential non-uniform use of battery cells. By exploiting this property and the brake regeneration phases in the drive cycle, MLCs can balance both the state of charge (SoC) and temperature differences between cells, which are two known causes of battery wear, even without reciprocating the coolant flow inside the pack. The optimal control policy (OP) that considers both battery pack temperature and SoC dynamics is studied in detail based on the assumption that information on the state of each cell, the schedule of reciprocating air flow and the future driving profile are perfectly known. Results show that OP provides significant reductions in temperature and in SoC deviations compared with the uniform use of all cells even with uni-directional coolant flow. Thus, reciprocating coolant flow is a redundant function for a MLC-based cell balancer. A specific contribution of this paper is the derivation of a state-space electro-thermal model of a battery submodule for both uni-directional and reciprocating coolant flows under the switching action of MLC, resulting in OP being derived by the solution of a convex optimization problem.
Molybdenum (Mo), an electrode material of alkali metal thermal-to-electric converters (AMTEC), facilitates grain growth behavior and forms Mo-Na-O compounds at high operating temperatures, resulting in reduced performance and shortened lifetime of the cell. Mo/TiN composite materials have been developed to provide a solution for such issues. Mo is a metal that possesses excellent electrical properties, and TiN is a ceramic compound with high-temperature durability and catalytic activity. In this study, a dip-coating process with an organic solvent-based slurry was used as an optimal coating method to achieve homogeneity and stability of the electrodes. Cell performance was evaluated under various conditions such as the number of coatings, ranging from 1 to 3 times, and heat treatment temperatures of $800-1100^{\circ}C$. The results confirmed that the cell yielded a maximum power of 9.99 W for the sample coated 3 times and heat-treated at $900^{\circ}C$.
본 논문은 열전압변환기와 교류측정표준을 사용하여 10Hz에서 50MHz 대역의 감쇠기 평탄도 특성을 1kHz를 기준으로 분석하는 기법을 제안하였다. 제안된 기법은 TVC를 사용하여 측정 주파수별 감쇠기의 입력전압을 1kHz와 동일하게 공급한 후, 교류측정표준에서 지시되는 전압 변화량으로 감쇠기의 평탄도 특성분석을 수행하였다. 감쇠기 평탄도 특성분석의 결과는 1dB에서 70dB까지 최대 $866{\mu}V/V$의 불확도로 측정이 가능하며, 기존 회로망 측정방법을 사용한 2.31mV/V 보다 약 37%의 불확도가 감소된 것을 확인하였다. 향상된 감쇠기 평탄도 특성 값은 교류측정표준의 저전압 2.2V에서 2.2mV까지 주파수 평탄도 교정에 적용할 수 있다.
This research represents the catalytic converter for application in the motorcycle. Present research model type is a monolithic catalytic converter and this type has been widely used for satisfaction on and the regulations of pollutant emissions in automobiles. The experiment range is found for light-off temperature time of the catalyst converter. And we has to experiment for effective area of catalytic monolith. The experimental result indicated an increase effective area in the catalytic monolith. Specialty, it was found from the result that the more positive effect from result of thermal image camera in the megaphone model. The rate of effective area for base model was about 8.97% and megaphone model was 41.52%, 34.60%, 33.43%, 25.43% and 17.82% on the diffuser angle $4^{\circ}$ to $8^{\circ}$. Comparing with base type, megaphone type has more suitable for application to motorcycle.
박막형 다중접합 열전변환기의 시간에 따른 출력 전압 변화를 감소시키기 위해 벌크의 저항온도계수가 매우 적은 EVANOHM-S 합금을 박막 히터재료로 사용하였고, 또한 Seebeck 계수차이가 비교적 작은 크로멜-알루멜 열전쌍을 박막 열전퇴(thermopile)의 열전요소로 하였다. EVANOHM-S 박막 히터의 저항온도계수는 약 $1.4 {\times} 10^4/^{\circ}C$ 였고, 크로멜-알루멜 박막 열전쌍의 Seebeck 계수차이는 약 $38 {\mu}V/K$였다. 열전변환기의 출력 전압 변화는 공기중에서 처음 120초 동안 약 0.06%였고, 약 5분간이상 히터의 예열후 출력전압 변화는 현저히 감소하였다. 10 Hz ~ 10 kHz의 주파수 범위에서 열전변환기의 교류-직류 전압 및 전류 변환 오차범위는 각각 ${\pm}$1.6 ppm 및 ${\pm}$0.7 ppm이었고, 10Hz 이하 또는 10 kHz 이상의 주파수에서는 교류-직류 변환오차가 크게 증가하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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