• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.986-993
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• 2012

본 연구의 목적은 수소연료전지 자동차의 열관리시스템 성능특성을 알아보기 위하여 다양한 운전조건 변화에 따른 열전달 성능특성을 고찰하는 것이다. 수소연료전지 자동차의 열관리시스템으로 스택 냉각시스템, 전자장비 냉각시스템, 그리고 냉방시스템의 성능특성 및 상호영향도를 파악하기 위하여 자동차 실 도로 운전조건 변화에 따른 냉방성능 및 전자장비 냉각시스템에 미치는 영향을 파악하였다. 결과적으로, 고속도로 조건에서 냉방시스템 작동 시 수소연료전지 자동차의 스택 냉각시스템의 방열성능은 냉방시스템이 꺼진 경우보다 평균 28.8% 감소하였고, 시내주행 조건에서 수소연료전지 자동차의 전자장비 냉각시스템의 냉각부하는 고속주행 조건보다 약 65.6% 상승하였다.

• 전기화학회지
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• 제25권3호
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• pp.119-124
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• 2022

하이브리드 자동차 및 전기 자동차(하이브리드 및 전기자동차)용 배터리 팩은 고용량 대면적 셀을 적용하기 때문에 배터리 셀의 평균 온도는 중요한 관리 기준이 된다. 최근에는, 배터리 충전시간을 줄이기 위한 고속 충전 기술이 요구되고 있으며, 이에 따른 셀과 전장부품의 발열로 인해 배터리 팩 성능 및 수명의 저하가 발생한다. 따라서, 고속 충전에 따른 배터리 팩의 성능저하를 방지하기 위해 효과적인 배터리 냉각시스템이 필요하다. 본 연구에서는 파우치형 고속 충전용 배터리 셀 적용 냉각시스템 및 모듈 설계를 도출하고 배터리의 효율을 극대화할 수 있는 냉각성능을 분석하였다. 베이퍼챔버 냉각시스템을 적용한 모듈의 온도 편차 분석 결과 모듈 내 온도 편차는 5.82 ℃로 기존 알루미늄 냉각판 대비 낮은 온도를 보여 우수한 냉각시스템 효과를 보였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.60-67
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• 2014

The battery cells in lithium-ion battery pack assembled with high-capacity and high-power pouch cells, are commonly cooled with thin aluminum cooling plates in contact with the cells. For HEV/EV lithium-ion battery systems assembled with high-capacity, high-power pouch cells, the cells are commonly cooled with thin aluminum cooling plates in contact with the cells. Thin aluminum cooling plates are cooled by cold plate with coolant flow paths. In this study, the effect of the battery cooling system design including aluminum cooling plate thickness and various position of cold plate on the cooling performance are investigated by using finite element methods (FEM). Optimal cooling plate and cold plate design are proposed for improving the uniformity in temperature distributions as well as lowering average temperature for the cells with large capacities based on the simulation results.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.1850-1858
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• 2014

본 연구의 목적은 전기자동차용 고발열 전자장비를 최적으로 냉각 제어하는 알고리즘을 개발하는 것이다. 이를 위하여 준중형급 전기자동차의 전자장비 냉각시스템의 계절 부하별 냉각수온도 변화를 실험적으로 고찰하여 시험용 전기자동차 냉각 제어 로직의 타당성 분석을 수행하였다. 결과적으로 기존 전기자동차의 전자장비 냉각시스템은 필요 냉각부하인 기준온도와 비교하여 과도하게 구동되고 있음을 확인하였다. 또한, 전기자동차의 연비 향상을 위하여 외기온도, 차량속도, 냉매온도 등을 고려한 최적 냉각 제어 알고리즘이 필요하다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권12호
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• pp.1635-1640
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• 2011

본 논문의 목적은 수치해석을 통한 자동차 와이퍼 소켓 부품 제작용 오버몰딩 금형의 냉각 시스템 설계이다. 초기 금형설계에 대한 수치해석을 수행하여 제품내 높은 온도 분포를 나타내는 열집중 영역을 도출하였다. 열집중 영역의 냉각특성 개선을 위하여 직선형 냉각수로와 체적 열 흡수부의 2 가지 냉각시스템을 고려하였다. 직선형 냉각수로의 설계를 도출하기 위하여 냉각수로의 직경과 위치가 냉각 특성과 제품 품질에 미치는 영향을 정량적으로 분석하였다. 또한 체적 열 흡수부 설계가 제품 냉각 특성과 변형에 미치는 영향을 고찰하였다. 최종적으로 체적 열 흡수부가 추가된 다중 슬라이스 오버몰딩 금형이 냉각 특성과 제품품질을 동시에 향상시킬 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.179-185
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• 2014

Average temperature and temperature uniformity in a battery cell are the important criteria of the thermal management of the battery pack for hybrid electric vehicles and electric vehicles (HEVs and EVs) because high power with large size cell is used for the battery pack. Thus, liquid cooling system is generally applied for the HEV/EV battery pack. The liquid cooling system is made of multiple cooling plates with coolant flow paths. The cooling plates are inserted between the battery cells to reject the heat from batteries to coolant. In this study, the cooling plate with U-shaped coolant flow paths is considered to evaluate the effects of coolant flow condition on the cooling performance of the system. The counter flow and parallel flow set up is compared and the effect of flow rate is evaluated using CFD tool (FLUENT). The number of counter-flows and flow rate are changed and the effect on the cooling performance including average temperature, differential temperature, and standard deviation of temperature are investigated. The results show that the parallel flow has better cooling performance compared with counter flow and it is also found that the coolant flow rate should be chosen with the consideration of trade-off between the cooling performance and pressure drop.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국지능시스템학회 2008년도 춘계학술대회 학술발표회 논문집
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• pp.273-275
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• 2008

일반적으로 자동차용 냉각팬은 차량 냉각기의 온도를 낮추기 위해 사용되고 있다. 자동차용 냉각팬은 플라스틱 사출 공정에 의해 제작되며 사출시 사용되는 모재의 불균일성으로 인해 냉각팬 날개의 무게 중심이 중심에서 벗어나는 경우가 발생하게 된다. 이러한 불균형은 자동차 소음의 주된 원인이 되기 때문에 이에 대한 검사는 필수적으로 요구된다. 이에 본 연구에서는 로드셀을 이용한 냉각팬 회전날개에서 발생되는 불균형의 위치 및 크기를 효율적으로 검출할 수 있는 팬 밸런서를 개발하고자 한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권12호
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• pp.801-807
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• 2016

본 논문은 전기자동차 배터리 시스템에 공기를 이용한 직접 냉각 방식을 적용하여, 공기 유로 형상에 따른 냉각 성능을 비교 연구하였다. 이를 위해, 배터리 냉각 시스템에서 모듈의 배치 형상과 발열량을 고정하고, 입 출구 면적 및 외부 Case 형상을 변경하여, 이에 따른 냉각 성능 결과를 수치 해석적으로 비교 분석하였다. 해석 결과는 배터리 내부의 공기 유동 유선(Stream line), 속도장 분포(Velocity field), 온도 분포(Temperature distributions)를 정리하여 제시하였다. 해석 결과, 외기온도 $25^{\circ}C$에서 안정적인 배터리 작동온도인 $50^{\circ}C$ 이하를 만족하기 위해서는 공기의 유입 체적이 $400m^3/h$ 이상이 되어야 함을 확인할 수 있었다. 또한, 출구 부근의 Diffuser 형상을 가지는 해석 조건에서 냉각이 끝난 공기의 배출이 원활히 진행되면서 냉각 성능이 향상되는 것을 알 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제25권4호
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• pp.133-140
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• 2016

제벡 및 펠티에 효과를 이용하는 열발전소자 또는 열전소자는 많은 산업 분야에서 활용되어지고 있다. 특히 군사용으로서 북극 및 남극에서 활동하는 잠수함에서부터 실생활에서 우리가 늘 접하는 냉온수기에 이르기까지 온도차를 이용하여 전력을 생산하거나 또는 전력을 투입하여 온도차를 발생시키는 장치의 효용성은 충분히 입증되었다고 할 수 있다. 자동차 분야에서 제벡효과를 이용한 열발전소자의 활용은 주로 고온의 배기가스를 이용하는데 집중되어 왔다. 본 연구에서는 자동차 내 엔진을 냉각 시킨 후 배출되는 고온의 냉각수를 활용하여 보조전력을 생산할 수 있는 가능성을 조사하였다. 그 결과 전력보조장치의 형태에 따라 전력생산량이 다르며 본 실험에서는 최대 약 1.5 V를 나타내었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
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• pp.428-430
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• 2008

연료전지차 및 하이브리드차용 전기구동시스템의 냉각성능은 차량의 동력성능을 보장하기 위한 중요한 요소이다. 각 단품의 성능 확보를 위해 냉각수를 허용 온도 이하로 관리해야 하며 이때 라디에이터 방열량과 냉각수 유량이 중요 변수가 된다. 본 논문에서는 현대자동차 연료전지차량의 모터, 인버터를 포함한 100kW 전기구동시스템의 최적 냉각 설계를 위하여 차량주행모드에 따른 전기동력부품의 발열량을 이론적으로 산출하고, 시험을 통하여 냉각시스템의 성능을 검증하였다.