에어컨 컴프레서 인버터 드라이브의 주변 부품 발열을 고려한 IPM의 온도 예측 모델에 관한 연구

권민재(Minjae Kwon),박찬수(Chansoo Park),박동민(Dongmin Park),한병철(Byeongcheol Han) 대한전기학회 2021 정보 및 제어 심포지엄 논문집 Vol.2021 No.10

전환반응 기반 전이금속산화물 리튬이온전지 음극 활물질 개발 동향과 전망

권민재(Minjae Kwon),박종윤(Jongyoon Park),황종국(Jongkook Hwang) 한국세라믹학회 2022 세라미스트 Vol.25 No.2

The rapid increase in demand for high-performance lithium ion batteries (LIBs) has prompted the development of high capacity anode materials that can replace/complement the commercial graphite. Transition metal oxides (TMOs) have attracted great attention as high capacity anode materials because they can store multiple lithium ions (electrons) per unit formula via conversion reaction, resulting in high specific capacity (700-1,200 mAh g⁻¹) and volumetric capacity (4,000-5,500 mAh cm⁻³). In addition, TMOs are cheap, earth-abundant, non-toxic and environmentally friendly. However, there have been no reports of practical LIBs using conversion-based TMO anodes, because of several major problems such as large voltage hysteresis, low initial Coulombic efficiency (large initial capacity loss), low electrical conductivity, and large volume changes (100~200%). This review summarizes the recent progress, challenges and opportunities for TMO anode materials. The conversion reaction mechanism, problems and solutions of TMO anode materials are discussed. Considering iron oxide as a promising candidate, future research directions and prospects for the practical use of TMO for LIB are presented.

에어컨 컴프레서 인버터 드라이브의 주변 부품 발열을 고려한 IPM의 온도 예측 모델에 관한 연구

권민재(Minjae Kwon),박찬수(Chansoo Park),박동민(Dongmin Park),한병철(Byeongcheol Han) 대한전기학회 2021 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.10

IPM need to predict accurate temperatures in order to ensure reliability as power semiconductors that are often used in inverter drive. In this paper, we propose a more accurate temperature prediction method for IPM used in compressor inverter drive in window air conditioners. First, IGBT in IPM was modeled based on datasheet-based information, and then the loss value was calculated under the actual conditions in which the drive was driven. The next calculated loss value was used as a heat source for IPM, and the effects of heat generated by IPM peripheral components and PCB were also considered, and the temperature of IPM was predicted using FEM analysis. The predicted temperature results were compared with the actual measured results to validate the validity of the proposed method. We expect to enable a more reliable and efficient design by predicting the temperature of IPM in advance when designing an inverter drive.

소방활동 시 수소제트화염이 소방대원에 미치는 영향에 대한 실험적 연구

권민재(Minjae Kwon),이규민(Kyumin Lee),강성욱(Sungwook Kang),최정윤(Joung Yoon Choi) 한국화재소방학회 2021 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.추계

2019년 정부의 ｢수소경제 활성화 로드맵｣ 발표 이후 후속조치로 ｢미래자동차 산업 발전 전략｣, ｢수소 인프라 및 충전소 구축 방안｣ 둥 수소 보급 확대 정책을 기반으로 수소전기자동차 및 수소충전소의 보급이 확대되고 있다. 한편 국내⋅외 수소관련시설의 사고( ‘19.05 강릉 수소탱크 폭발, ’19.06 노르웨이 수소충전소 폭발)의 발생으로 인하여 안전성에 대한 우려가 증대되고 있으며 이에 수소에너지의 설계지침, 관리기준, 대응방안에 대한 연구가 진행되고 있으나 법⋅제도로 도입까지는 미흡한 실정이다. 또한 소방청에서는 재난현장에서 신속하고 효율적인 현장대응을 통한 인적/물적 피해 최소화를 위하여 표준작전절차(Standard Operating Procedure, SOP)를 배포하고 있으나 수소충전소 및 수소전기자동차에 대한 대응절차가 없어 현재 개발이 진행중이다. 이에 본 연구에서는 최종 수소에너지 관련 시설의 SOP 개발을 위한 기초연구로 수소충전소 및 수소전기자동차에서 발생할 수 있는 수소제트화염의 위험성을 평가하고, 소방활동 중 소방대원이 수소제트화염 노출에 따른 화상발생위험성에 대하여 실험적인 연구를 진행하였다. 슐리렌 장치. 열화상카메라, 열유속계를 이용하여 수소제트화염의 위험성을 평가하였으며, 열유속 측정 및 화상예측 알고리즘을 통하여 화상위험성을 평가하였다.

절지동물 다양성 조사를 통한 논두렁 소각 저감방안 연구

공민재(Kong, Minjae),김광호(Kim, Kwang-Ho),전성욱(Jeon, Sungwook),권경화(Kwon, Kyoung-Hwa),송순이(Song, Soon-I),박홍현(Park, Hong-Hyun) 한국환경정책학회 2022 한국환경정책학회 학술대회논문집 Vol.2022 No.2

ABS 나노복합재료와 이를 적용한 내화창호시스템의 개발 : 파트 I: ABS 나노복합재료의 개발

강성욱(Sungwook Kang),권민재(Minjae Kwon),최정윤(J. Yoon Choi) 한국화재소방학회 2020 한국화재소방학회논문지 Vol.34 No.5

본 연구에서는 건축물의 구성재 중 하나인 커튼월구조 창호시스템의 저단열성 알루미늄 프레임 부분에 대해 가연성이 개선된 고단열성 ABS-나노클레이 복합재료(이하 나노복합재료)를 적용하여 건축물의 에너지 효율성과 화재안전성 확보 모두에 기여하고자 한다. 파트 I에서는 ABS의 가연성 개선을 위해 (i) 클레이를 나노 분산(CTAB / Mica)시키고 (ii) 다공성 탄화발포 보호층을 형성시키는 팽창형 수지(Intumescent material)를 첨가한 나노복합재료를 개발한다. 이 과정에서 클레이의 분산성을 높이기 위해 친수성인 클레이를 친유성으로 개질하였고, ABS 구성물의 극성을높이기 위해 수지에 그라프트 공중합(ABS-g-MAH)을 시켰다. 개선된 성능 확인을 위해 X-ray diffraction (XRD),Transmission electron microscopy (TEM), Thermogravimetric analysis (TGA), Differential scanning calorimetry (DSC), Laserflash apparatus (LFA), Cone calorimeter 실험을 수행하였고 그 결과를 기반으로 창호시스템 프레임 내 적용을 위한최적배합비로서 ABS-g-MAH : CTAB / Mica : Intumescent = 100 : 5 : 35 (phr)로 결정하였다. 파트 II에서는 연구실단계에서 개발된 재료를 생산 단계로 스케일업하여 내화창호시스템 파일럿 모델을 제작하고 그 내화성능의 확인을위해 벤치스케일 및 실스케일 내화실험하는 과정을 다룬다. This study is focused on the development of a curtain-wall-type fire-resistant glazing system to contribute to both energyefficiency and fire safety of a building. The weakness of the aluminum frame on thermal insulation was supplemented byan ABS nanocomposite material with a superior thermal insulation performance. It contained (i) a maleic-anhydride-graftedABS to improve the dispersion of clay, (ii) nanoscale clay, and (iii) intumescent material to retard the combustion on theexposed surface of the polymer. A series of X-ray diffraction, transmission electron microscopy, differential scanningcalorimetry, LFA, and cone calorimetry tests were carried out to analyze the degree of improvement in flame retardancyand optimize the compound ratio. In Part II (the authors’ companion paper), the ABS nanocomposite material based on theoptimized compound ratio was scaled up for application to a fire-resistant glazing system in industries. Bench- and full-scaletests were performed to confirm the system’s performances in terms of both thermal resistance and insulation.

리튬이온배터리화재 대응방안의 실효성 분석을 위한 실규모 화재진압실험

임옥근(Ohk Kun Lim),강성욱(Sungwook Kang),권민재(Minjae Kwon),최정윤(Joung Yoon Choi) 한국화재소방학회 2021 한국화재소방학회논문지 Vol.35 No.6

친환경자동차의 누적등록대수가 100만대를 넘어섰으며 그 비중이 증가하고 있다. 본 연구에서는 친환경자동차에사용되고 있는 리튬이온배터리의 화재 시 실질적인 대응방안인 수계소화제를 이용한 주수, 질식소화덮개, 그리고 간이수조의 실효성에 대해 정량적으로 분석하였다. 물, 침윤소화약제, 포소화약제를 사용하여 리튬이온배터리팩 하부에서 주수한 경우 0.08~0.09 ℃의 온도감소율을 보여 소화제별 유의미한 차이는 보이지 않았다. 질식소화덮개를적용한 경우에도 지속적인 열폭주의 발생이 관찰되었으며, 간이수조 사용 시에는 손상된 배터리팩 하우징의 틈새로물이 유입되어 직접 냉각이 이루어진 후에 배터리의 온도가 급격히 감소함을 관찰했다. 이런 정량적 분석결과는 전기차화재 대응전략 및 전술을 마련하는데 활용될 수 있을 것으로 판단된다. The number of registered eco-friendly vehicles has exceeded a million, and their market share has expanded. In thisstudy, the effectiveness of existing fire response procedures for lithium-ion batteries, which are widely used in eco-friendlyvehicles, was investigated by using water-based extinguishing agents, fire blankets, and flood barriers. Water, wetting agents,and foaming agents were sprayed on the underside of battery packs. A temperature decrease rate of ~0.08 ℃ wasmeasured, and no significant difference was observed between the extinguishing agents. Continuous thermal runawayoccurred when a fire blanket was applied, and the temperature inside the damaged battery pack rapidly decreased after waterpermeated its cracks. Quantitative analysis of fire suppression methods can provide information toward the development ofpractical fire incident response plans for electric vehicles.

멀티-큐 SSD를 위한 경량 가중치 기반 I/O 스케줄러

손수호(Suho Son),박기태(Gitae Park),권민재(Minjae Kwon),안성용(Sungyong Ahn) 한국정보과학회 2019 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.2019 No.12

배터리전기차 화재대응방법 및 절차에 대한 제안

강성욱(Sungwook Kang),이규민(Kyumin Lee),권민재(Minjae Kwon),최정윤(Joung Yoon Choi) 한국화재소방학회 2021 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.추계

최근 우리나라를 비롯한 여러 나라들은 미래차산업을 국가성장동력으로 삼기 위해 관련 시장의 주도권 확보에 심혈을 기울이고 있다. 이러한 국가적 기조 아래에서, 대표적 미래친환경차라고 할 수 있는 ‘배터리전기차’의 급속한 보급 확대는 쉽게 예상할 수 있는 시대적 흐름이다. 이와 같은 새로운 기술의 보급에는 항상 명과 암이 있으며, 최근까지도 배터리전기차의 화재사고 소식이 미디어에 보도되고 있어 관점에 따라 사회내 새로운 위험요소의 등장으로 여겨지기도 한다. 소방청에서도 전기차 화재사고 발생 시 현장 초기대응자인 소방대원들의 안전을 확보하면서도 새로운 종류의 화재를 효과적으로 진압하는 방법을 정립하기 위해 발빠르게 움직이고 있다. 이러한 노력의 일환으로 연구과제 발주를 통해 화재대응방법 및 절차를 고민하고 있으며, 이 내용을 기반으로 표준작전절차서(Standard Operating Procedure, 이하 SOP)를 개발하고자 한다. SOP는 사고현장에서 신속⋅효율적인 대응을 위해 요구되는 기본적이고 일반적인 방침을 기술한다. 이러한 방침 내의 문구들은 비록 간단하게 작성되는 것이 일반적이나 문구별로 적절한 근거에 기반해야 하며, 이러한 근거들은 각종 실험, 이론적 분석, 현장경험 등을 통해 마련될 수 있다. 이러한 배경에서, 본 연구에서는 KCL 화재센터가 소방청 발주 연구과제들을 수행하면서 자체적으로 진행했던 리튬이온배터리 및 전기차 실화재실험들의 결과분석 내용과 관련 문헌검토 등을 통해 이해해 온 전기차 화재의 위험성, 그리고 화재사고 대응방법 및 절차에 대해서 ‘전기차 화재진압 매뉴얼’의 형태로 제안하고자 한다. 이를 통해 현장소방대원 및 소방청 관계자들이 개발하고 있는 전기자동차 SOP의 근거 자료로 활용되는데 이바지하고자 한다.