• 대한기계학회논문집B
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• 제34권1호
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• pp.19-26
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• 2010

이온교환막 연료전지는 전세계적인 에너지 고갈 문제와 온실효과에 대한 대응책의 하나이다. 특히, 이온교환막 연료전지는 전기화학반응에 의해 전기를 생산함과 동시에 열을 발생하기 때문에 가정용으로 적용하기에 적당하다. 가정용 연료전지의 열관리 목적은 연료전지가 최적조건에서 운전할 수 있도록 적절히 온도를 제어해 주는 것으로, 본 연구에서는 부하 변화 시 가정용 연료전지 시스템의 응답 특성과 열관리 특성을 알아보기 위한 해석 모델을 개발하였다. 열관리 해석 모델은 연료전지의 온도를 조절하기 위한 펌프와 열교환기로 구성된 1차측, 주택에 온수를 공급하기 위한 탱크와 펌프 계통의 2차 측으로 구성되었다. 부하를 순차적으로 증가시킬 때와 감소시킬 때를 구분하여 열관리 계통의 응답특성 을 확인하였다. 결과적으로 탱크의 초기 승온에 많은 시간이 소요되기 때문에 부하를 다단으로 오랜 시 간 동안 서서히 증가시키면서 시스템 응답 특성을 확인하였다. 또한, 본 연구에서는 가정용 연료전지의 부하 변화시의 열관리 특성을 고려한 운전 전략에 대해서도 조사하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.1-6
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• 2019

본 연구의 목적은 100kW급 연료전지 시스템의 열관리 성능을 실도로 운전조건에서 분석하여, 성능 해석 모델링을 개발하는 것이다. 개발된 모델을 적용하여, 열관리 시스템의 운전조건 변화에 따른 성능 변화를 고찰하고자 한다. 해석 모델링은 핵심부품들에 대한 성능 평가 데이터를 바탕으로, 성능에 영향을 주는 변수들로 개발하였다. 개발된 연료전지 열관리 시스템 해석 모델링으로 다양한 실차 운전조건에서의 최적 열관리 시스템에 대한 전력소비량을 분석하였다. 주요하게, 연료전지 열관리시스템 핵심부품(워터펌프, 냉각 팬, 3 Way Valve, 라디에이터)에 대한 성능 특성 분석 후 모델링을 진행하였다. 개발된 모델링으로 운전조건에 따른 유량 예측을 하였고, 실험값과 예측값과의 비교분석을 통하여서, 해석 모델링에 대한 검증을 진행하였다. 과도해석을 통하여서, 냉시동시 냉각수 온도가 특정온도까지의 소요시간을 예측하였다. 스택 운전조건에서 스택 입출구 온도가 적정 수준에서 움직이기 위한 열관리 시스템 운전조건에 대한 예측을 진행하였다. 그 결과를 바탕으로, 소모전력과 열방출량과의 비교분석을 하였다. 개발된 해석 모델링은 핵심부품들의 성능 변화시 연료전지 시스템 운전에 대한 영향도를 분석할 수 있도록 활용할 예정이다.

• 공업화학
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• 제21권2호
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• pp.115-128
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• 2010

마이크로 프로세서 및 항공 우주산업의 기술 발전에 따른 냉각 조건이 까다로워짐에 따라 각종 산업에서 열 전도 향상을 통한 기기 내에서 외부로의 열 배출은 최근 각광을 받고 있다. 특히 열 전도성 고분자 복합재료의 경우 매우 다양한 물질을 사용하여 그 요구조건에 맞는 부품의 생산이 가능하고 가공 편의성으로 인한 마이크로 부품에서부터 큰 부속품까지 그 사용 범위가 넓다. 방열 소재로 사용되는 고분자 복합재료의 열전도도 예측 모델 식을 알아보고 방열 소재에 대해 알아보며 상업적으로 많이 사용되고 있는 충전제에 대해 다룬다. 또한 최근의 고분자 복합재료 방열소재의 동향에 대해 알아본다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제30권6호
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• pp.376-380
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• 2017

In this paper, we prepared a metal alloy resistor with stable thermal electro motive force (thermal EMF) as well as a low temperature coefficient of resistance (TCR) by adjusting the manganese proportion from 3 to 12 wt% in the Cu-Mn-Ni alloy. Composition of the fabricated metal alloy was investigated using energy dispersive X-ray (EDX) analysis. The TCR of each sample was measured as 44.56, 40.54, 35.60, and 31.56 ppm for Cu-3Mn-2Ni, Cu-5Mn-2Ni, Cu-10Mn-2Ni, and Cu-12Mn-2Ni, respectively. All the resistor samples were available for the F grade (${\pm}1%$ of the allowable error of resistance) high-precision resistor. All the samples satisfied the baseline of high thermal EMF (under 3 mV at $60^{\circ}C$); however, Cu-3Mn-2Ni and Cu-5Mn-2Ni satisfied the baseline of low thermal EMF (under 0.3 mV at $25^{\circ}C$). We were thus able to design and fabricate the metal alloy resistor of Cu-3Mn-2Ni and Cu-5Mn-2Ni to have low TCR and stable thermal EMF at the same time.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제32권4호
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• pp.379-394
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• 2000

As an in-vessel retention (IVR) design concept in coping with a severe accident in the nuclear power plant during which time a considerable amount of core material may melt, external cooling of the reactor vessel has been suggested to protect the lower head from overheating due to relocated material from the core. The efficiency of the ex-vessel management may be estimated by the thermal margin defined as the ratio of the critical heat flux (CHF）to the actual heat flux from the reactor vessel. Principal factors affecting the thermal margin calculation are the amount of heat to be transferred downward from the molten pool, variation of heat flux with the angular position, and the amount of removable heat by external cooling In this paper a thorough literature survey is made and relevant models and correlations are critically reviewed and applied in terms of their capabilities and uncertainties in estimating the thermal margin to potential failure of the vessel on account of the CHF Results of the thermal margin calculation are statistically treated and the associated uncertainties are quantitatively evaluated to shed light on the issues requiring further attention and study in the near term. Our results indicated a higher thermal margin at the bottom than at the top of the vessel accounting for the natural convection within the hemispherical molten debris pool in the lower plenum. The information obtained from this study will serve as the backbone in identifying the maximum heat removal capability and limitations of the IVR technology called the Cerium Attack Syndrome Immunization Structures (COASISO) being developed for next generation reactors.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2001년도 3rd Korea-Japan Advanced Semiconductor Packaging Technology Seminar
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• pp.121-145
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• 2001

Chip Size Packages (CSP) are now widely used in high speed DRAM. The major driving farce of CSP development is its superior electrical performance than that of conventional package. However, the power dissipation of high speed DRAM like DDR or RAMBUS DRAM chip reaches up to near 2W. This fact makes the thermal management methods in DRAM package be more carefully considered. In this study, the thermal performances of 3 type CSPs named $\mu-BGA$^{TM}$$ $UltraCSP^{TM}$ and OmegaCSP$^{TM}$ were measured under the JEDEC specifications and their thermal characteristics were of a simulation model utilizing CFD and FEM code. The results show that there is a good agreement between the simulation and measurement within Max. 10% of $\circledM_{ja}$. And they show the wafer level CSPs have a superior thermal performance than that of $\mu-BGA.$ Especially the analysis results show that the thermal performance of wafer level CSPs are excellent fur modulo level in real operational mode without any heat sink.

• 한국환경과학회지
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• 제31권1호
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• pp.9-21
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• 2022

Today's cities require deeper understanding of the thermal environment and PM₁₀ as their management becomes more critical. Based on these circumstances, this study investigated the Granger causality between the thermal environment and PM₁₀ of the 25 districts of Seoul, the most populous and urbanized city in Korea. The results of the Granger causality test on the thermal environment and PM₁₀ were classified into 12 types. Except for type 12, the temperature and urban island heat intensity of the other 11 types operated as a Granger-cause to each other in both directions. Temperature operates as a Granger-cause of urban island heat intensity in type 12. The PM₁₀ level and urban pollution island intensity operated as a Granger-cause to each other in all districts. For types 1 and 2, thermal environment operated as a Granger-cause to PM₁₀ in one direction, and type 3-type 12 confirmed that thermal environment and PM₁₀ operated as a Granger-cause in both directions. Findings reveal the intricate causalities between thermal environment and PM₁₀ at the district level and suggest mitigation strategies that are more location based.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권6호
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• pp.505-511
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• 2015

고체 산화물 연료전지는 $800{\sim}1000^{\circ}C$의 고온에서 작동한다. 고온 작동은 효율에 유리하지만 재료 요구 조건, 신뢰성, 열팽창 문제 등이 발생하여 온도 제어가 중요하다. 본 연구에서는 연료전지 시스템의 열관리를 위한 상태 공간 제어기를 설계하고 응답 특성을 확인하였다. 연료전지 스택과 열관리 핵심부품인 촉매연소기는 집중 용량법을 이용한 과도 응답 모델을 개발하였고, 구성품과 통합하여 정적 운전 특성을 확인하였다. 개발된 비선형 시스템을 정격 운전 조건에서 다중 입력과 출력이 가능한 상태 공간 식으로 선형화하였다. 부하에 따라 응답특성이 현저하게 달라지는 특성을 제어하기 위해 LQR 제어기를 설계하여 궤환 제어 시스템의 온도를 제어하였다. 상태 궤환 제어기가 적어도 두 개의 제어 게인을 가지고 운전 영역에 따른 응답을 보여줄 때, 원하는 온도 응답을 나타냄을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.2545-2552
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• 2014

본 연구에서는 전기구동 자동차에 동력원으로 사용되는 고전압 및 고용량 배터리의 고효율 운전을 위하여 배터리 열관리 시스템 기술을 소개하고 이론적 설계 방법에 소개하고 한다. 이를 위하여 전기구동 자동차의 배터리로 많이 사용되는 리튬이온 배터리의 고효율 운전을 위한 발열 모델링을 제시하였고, 열원의 종류에 따른 냉방 및 난방 시스템 설계를 에너지 평형식을 이용하여 부하를 계산하였다. 특히, 리튬이온 배터리의 발열 모델링을 이용하여 충전 및 방전 시 발열 반응열과 혹서기 및 혹한기시 배터리 작동의 최적 온도를 유지하기 위한 냉방과 난방 설계 기술을 제시하였다. 전기구동 자동차 종류에 따라 배터리 사용 비중이 다르기 때문에 효율적인 배터리 열관리를 위하여 계절별 및 작동 모드별 부하에 따른 배터리 열관리 기술을 제안하였다. 또한, 냉방 부하가 가장 큰 여름철 동일 조건에서 외부 공기 온도가 같다고 가정하면 냉방 능력은 수랭식 냉매 방법이 가장 크며 공랭식 방법이 가장 작게 나타난다.

• 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.