• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산유체공학회 2011년 춘계학술대회논문집
• /
• pp.135-140
• /
• 2011

The battery pack, a main component of NEV(Neighborhood Electric Vehicle), needs cooling system when it is charging or discharging to prevent the degradation of the battery charging efficiency. The purpose of this study is to analyse the effects of cooling methods, changing positions of inlet and outlet and changing area ratios of inlet and outlet. It has been observed that in the point of uniform cooling suction from the exit side is more efficient than blowing from the inlet. And there is a suitable inlet/outlet area ratio in maximizing the mass flow rate. The numerical analyse using a commercial code STAR-CCM+ version 4.02 were used for the study.

• 한국전산유체공학회지
• /
• 제16권3호
• /
• pp.82-87
• /
• 2011

The battery pack, a main component of NEV(Neighborhood Electric Vehicle), needs cooling system when it is charging or discharging to prevent the degradation of the battery charging efficiency. The purpose of this study is to analyse the effects of cooling methods, changing positions of inlet and outlet and changing area ratios of inlet and outlet. It has been observed that in the point of uniform cooling, suction from the exit side is more efficient than blowing from the inlet. And there is a suitable inlet/outlet area ratio in maximizing the mass flow rate. A commercial code, STAR-CCM+(ver. 4.02), was used for the numerical study.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제10권4호
• /
• pp.547-552
• /
• 2022

본 연구에서 폐차 처리되는 자동차 유리 중 일반 강화유리 즉 윈도우 유리를 사용하여 균일한 품질의 팽창유리 제조 기술을 확보하고, 제조된 팽창유리가 리튬배터리 화재 진압용으로서 활용이 가능한지 검증하였다. 폐유리를 활용하여 팽창유리룰 제조하는 공정은 크게 폐유리 파쇄(Crushing) → 분쇄 (Milling)→ 구상화(Granulation) → 발포(Expansion) → 냉각(Cooling)으로 구분하며, 최종으로 팽창유리의 입자크기 1~4 ø mm가 80 % 이상의 수율이 나오는 최적 조건을 얻기 위해 실험을 수차례 수행하였다. 폐유리와 발포제의 배합량과 공정 조건에 따라 기공의 형태, 겉보기 비중, 표면적, 흡수율, 흡착율, 기공율 및 안전성 등을 분석하였다. 기공의 형태는 SEM 표면 분석을 통해 이루어 졌으며, 겉보기 비중, 흡수율, 흡착율 및 기공율은 표준 시험법에 따라 하였고 안전성은 8대 중금속 분석과 X-ray 회절 분석을 통해 결정화가 있는지 여부를 확인하였다. 표면분석과 물성치를 비교하여 배터리용 소화약제로서 더 적합한 sample을 선정하여, 고부가가치의 활용이 가능한 리튬 배터리 화재의 적응성 시험결과 만족한 것으로 확인되었다.

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

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제30권4호
• /
• pp.111-120
• /
• 2016

본 논문은 휴대폰 배터리의 폭발 및 화재 위험성을 분석하기 위한 실험적 연구로서, 실험은 스마트폰 배터리로 사용되고 있는 리튬-이온 배터리를 대상으로 하여 사용상 부주의 또는 이상상태 등에서 폭발 및 화재가 발생될 가능성이 있는 과충전, 내부단락 및 외부단락 그리고 열충격에 의한 실험을 진행하였다. 리튬-이온 배터리는 과충전 및 외부단락 실험의 경우 보호회로가 정상적으로 작동될 때는 폭발 및 화재 위험성이 없었으나, 보호회로가 고장상태를 가정하였을 때 폭발 및 화재 위험성이 크게 나타났다. 내부단락 및 열충격 실험의 경우 충전상태에 따라 위험성에 차이가 나타났다. 즉, 완방전 상태에서는 폭발 및 화재 위험성이 낮았으나, 완충전 상태에서는 폭발 및 화재 위험성이 높게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 실험결과 휴대폰 배터리의 폭발 및 화재 위험성을 최소화하기 위해서는 보호회로 고장시 알람장치 및 배터리 케이스 강화 그리고 고온방지를 위한 냉각장치 등의 안전장치의 강화가 필요할 것으로 생각된다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제18권4호
• /
• pp.527-535
• /
• 2017

연료전지 배터리 하이브리드 UPS용 연료전지 파워 팩 내부에 설치한 연료전지의 화학반응에 의해 생성되는 열을 제거하는데 어려움이 있다. 열을 제거하지 못할 경우 연료전지의 내구성과 성능에 영향을 끼쳐 수명 단축의 원인이 된다. UPS용 연료전지 파워 팩 제작을 위하여 연료전지의 적절한 냉각 방법을 선정하고 제시하는 것이 본 연구의 목표이다. 냉각방법 선정을 위해 냉각 성능에 영향을 주는 각각의 설계 인자를 변화시키면서 연구를 수행하였다. 전산해석은 상용프로그램인 COMSOL Multiphysics로 수행하였다. 먼저 연료전지 스택의 냉각 팬의 위치를 상단과 하단에 배치했을 때 1 kW급 연료전지 스택 표면온도를 비교하였으며, 각각의 위치에 따른 냉각 팬의 회전속도를 2,500, 3,000, 3,500, 4,000 RPM으로 변경하여 적절한 냉각 팬의 속도를 결정하였다. 또한 파워 팩 외부에서 내부로 들어오는 공기의 입구인 그릴의 타공면적을 달리하여 내부로 들어오는 공기의 유량이 냉각에 미치는 영향을 비교하였다. 본 연구는 UPS용 연료전지 파워 팩 내부 연료전지의 열관리 기술개발에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제10권5호
• /
• pp.955-961
• /
• 2009

현재 소형 휴대용 배터리의 용량 증가에 따라 배터리 부피가 커지는 문제를 가지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 직접 메탄올 연료전지가 대안으로 떠오르고 있다. 본 논문에서는 직접 메탄올 연료전지를 상온 상태에서 자연 대류 방식으로 공기를 공급하고, 메탄올의 농도와 유량의 변화에 대한 특성을 분석하였다. 분석 결과 저 농도의 메탄올에서는 수소 이온의 확산 속도 지연에 따른 분극현상이 발생하였고, 메탄올의 공급량이 높을수록 전지 Cell의 냉각 효과가 발생하여 출력이 감소한다.

• 한국기계가공학회지
• /
• 제21권6호
• /
• pp.44-49
• /
• 2022

The improvement in the battery performance and life using a battery thermal management system directly affects the improvement in the performance, life, and energy efficiency of electric vehicles. Therefore, this study numerically analyzed the heat exchange processes between the coolant inside the cooling plate channel and the heat generated by the battery. The cooling performance was analyzed based on the average temperature, temperature uniformity, and the maximum and minimum temperature differences of the battery. A performance difference existed depending on the coolant inlet temperature but showed the same tendency of cooling performance according to the shape of each plate's channel. Type 1 showed the best results in terms of battery temperature uniformity, which is the most important measure of battery performance; Type 2 showed the best results in terms of the average temperature of the battery; and Type 3 showed the best results in terms of the maximum and minimum temperature differences of the battery compared with that of the other cooling plates.

• 한국가스학회지
• /
• 제17권6호
• /
• pp.15-19
• /
• 2013

이 논문은 자동차 엔진룸에서 전기적인 접촉불량에 의한 단락현상과 엔진의 뜨거운 열에 의해 가연성 물질과 접촉하여 화재가 발생된 원인을 분석하고 연구하는 것이다. 첫째, 배터리에서 시동모터로 연결되어 있는 배터리 전원선이 자동변속기 상단에 배선을 고정시켜 주는 브래킷(Bracket) 볼트 이완으로 차체와의 단락 현상에 의해 화재가 발생된 것을 확인하였다. 둘째, 배터리에서 시동모터까지 가는 배선에 감은 절연테이프가 녹아 단락현상에 의해 화재를 일으킨 것을 확인하였다. 셋째, 냉각 팬 배선이 이완되어 과열된 엔진의 열에 의해 배선이 융착되어 화재가 발생된 것을 확인하였다 따라서, 엔진에 관련된 시스템의 화재는 엔진 및 각 시스템의 손상으로 자동차 탑승객을 위험에 처하게 하며, 화재 후 자동차는 재사용이 어렵게 되므로 시스템의 철저한 관리와 세심한 주의가 요구되어진다.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
• /
• 제20권2호
• /
• pp.1-10
• /
• 2024

The introduction of the sector coupling concept has expanded the scope of ESS utilization, resulting in the importance of thermal management of ESS. To ensure the safe use of the lithium-ion batteries that are used in ESS, it is important to use the batteries at the optimal temperature. To examine the utilization of liquid cooling in ESS, numerical study was conducted on the thermal characteristics of 21700 battery modules (16S2P array) during liquid cooling using Novec-649 as insulating fluid. The NTGK model, an MSMD model in ANSYS fluent, was used to investigate thermal characteristics on the battery modules with liquid immersion cooling. The results show that the final temperature of the battery module discharged at 5 C-rate is 68.9℃ using natural convection and 48.3℃ using liquid cooling. However, the temperature difference among cells in the battery module was up to 0.5℃ when using natural convection cooling and 5.8℃ when using liquid cooling, respectively, indicating that the temperature difference among cells was significantly increased when liquid cooling was used. As the mass flow rate increased from 0.01 kg/s to 0.05 kg/s, the average temperature of the battery module decreased from 48.3℃ to 38.4℃, confirming that increasing the mass flow rate of the insulating fluid improves the performance of liquid immersion cooling. Although partial liquid immersion cooling has a high cooling performance compared to natural convection cooling, the temperature difference between modules was up to 8.9℃, indicating that the thermal stress of the battery cells increased.