5면 Photodiode를 이용한 양산 공정용 LED 지향각 측정 시스템개발에 관한 연구

김대완(Dae-Wan Kim),박찬희(Chan-Hee Park),김근식(Keun-Sik Kim),김철생(Cheol-Sang Kim) 한국생산제조학회 2011 한국생산제조학회지 Vol.20 No.5

360 Wh급 퍼스널 모빌리티용 리튬이온 배터리 팩의 열전달 특성에 관한 연구

김대완(Dae-Wan Kim),서재형(Jae-Hyeong Seo),김학민(Hak-Min Kim),이무연(Moo-Yeon Lee) 한국산학기술학회 2017 한국산학기술학회논문지 Vol.18 No.8

본 논문은 퍼스널 모빌리티에 사용되는 360 Wh급 리튬이온 배터리 팩의 성능 및 안정성 확보를 위하여 리튬이온 배터리 팩의 열전달 특성에 관하여 상용수치해석 프로그램인 ANSYS v17.0의 CFX를 이용하여 수치적으로 연구하였다. 이를 위하여 퍼스널 모빌리티에 사용되는 360 Wh급 리튬이온 배터리 팩의 배터리 셀 배열을 4가지 경우로 변경하고, 배터리 셀 홀더에 사용되는 재질과 배터리 팩 케이스에 사용되는 재질을 각각 Polypropylene, Aluminium, Magnesium alloy로 변경하였다. 그 결과 배터리 평균 온도는 배터리 셀 배열이 Model 2 일 때 가장 낮게 예측되었으며, 배터리 셀 홀더와 배터리 팩케이스 재질 변경에 따른 배터리 평균 온도는 대부분의 경우 Aluminium 일 때 가장 낮게 예측되었다. 퍼스널 모빌리티에 사용되는 360 Wh급 리튬이온 배터리 팩의 열전달 성능은 배터리 셀 배열과 배터리 팩 케이스 재질에 많은 영향을 받았으며, 배터리 셀 배열 Model 2와 배터리 팩 케이스 재질이 Aluminium 일 때 가장 높았다. This study numerically evaluates the heat transfer characteristics of a 360-Wh Li-ion battery pack. The analysis was done in ANSYS CFXusing different cell arrangements, cell holders, and case materials for a personal mobility device program. A total of four cases of cell arrangements were considered, along with various materials for both the cell holder and the case, such as polypropylene, aluminum, and magnesium alloy. Out of the four cell arrangements, model 2 showed the best heat transfer performance, whilealuminum showed the best heat transfer performancefor the cell holder and case.

전기자동차(EV)용 헤드램프 온도 및 조도 특성에 관한 연구

김대완(Dae-Wan Kim),서재형(Jea-Hyeong Seo),방유마(You-Ma Bang),마헤쉬 수레쉬 파티르(Mahech Suresh Patil),이무연(Moo-Yeon Lee) 한국자동차공학회 2016 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2016 No.5

자동차 배기가스 유량 및 온도 변화에 따른 열전발전용 열교환기 발열량 특성에 관한 연구

김대완(Dae-Wan Kim),기한 에카나야케(Gihan Ekanayake),이무연(Moo-Yeon Lee) 한국산학기술학회 2018 한국산학기술학회논문지 Vol.19 No.2

본 논문은 자동차 열전발전용 열교환기에서 배기가스의 유량과 온도 변화에 따른 발열량 특성을 수치적으로 연구하였다. 자동차 열전발전용 열교환기는 내부에 핀을 설치하여 자동차 배기가스에서 나오는 열에너지를 열전소자로 최대 값을 전달할 수 있도록 하였으며, 상용 프로그램인 CAD를 이용하여 설계하였다. 그리고 배기가스의 유량과 온도 변화에 따른 열교환기 발열량 특성을 분석하기 위하여 상용 프로그램인 ANSYS CFX v17.0을 이용하여 배기가스 유량은 0.01, 0.02, 0.03 kg/s로 변화시키고, 배기가스 온도는 400, 450, 500, 550, 600 ℃로 변화시켜 수치해석 하였다. 결론적으로 열교환기의 입구측과 출구 측 배기가스 압력 차는 배기가스의 유량에 따라 결정된다. 배기가스 유량이 증가하면 열교환기 입구 측과 출구측 압력차는 증가하지만, 열교환기 입구 측과 출구 측 배기가스 압력차는 배기가스 온도에 따라 변하지 않는다. 따라서 열교환기 표면 온도를 최대 값으로 얻기 위해서는 배기가스 유량은 낮추고, 배기가스 온도는 높여야 한다는 결론을 도출하였다. The objective of this study is to numerically investigate the thermal characteristics of an automobile exhaust-based heat exchanger for automotive thermoelectric power generation with various exhaust gas mass flow rates and temperatures. The heat exchanger for automotive thermoelectric power generation has a square-type pin installed inside, so the maximum amount of heat can be transferred to the thermoelectric element from the heat energy coming from the automobile exhaust gas. The exhaust gas mass flow rate changed from 0.01, to 0.02, to 0.03 kg/s, and the exhaust gas temperature changed from 400, to 450, to 500, to 550, to 600 ℃, respectively. A numerical simulation was conducted by using the commercial program ANSYS CFX v17.0. Consequently, the exhaust gas pressure difference between the inlet and the outlet of the heat exchanger is determined according to the flow rate of the exhaust gas. When the mass flow rate of the exhaust gas increased, the pressure difference between the inlet and the outlet of the heat exchanger increased, but the exhaust gas pressure difference between the inlet of the heat exchanger and the outlet did not vary with the exhaust gas temperature. Therefore, in order to obtain the maximum surface temperature from the heat exchanger, the exhaust gas mass flow rate should be lower, and the exhaust gas temperature should be higher.

고주파 열처리 코일과 피가열물 사이 간극에 따른 SCM440 강의 고주파 열처리 특성에 관한 연구

김대완(Dae-Wan Kim),최지석(Jee-Seok Choi),한창원(Chang-Won Han),이무연(Moo-Yeon Lee) 한국산학기술학회 2017 한국산학기술학회논문지 Vol.18 No.10

본 논문에서는 자동차에서 사용되는 부품 중 Sway bar link에 사용되는 볼 스터드의 고주파 열처리 시 고주파 열처리 코일과의 사이 간극에 따른 고주파 열처리 특성에 관하여 연구하였다. 오늘날 세계 완성차 업체는 소비자의 요구와 각 국가의 환경정책에 따라 연비향상 및 배기가스 감축함과 동시에 고성능의 자동차를 개발하기 위하여 많은 연구를 하고 있다. 그러나 고주파 열처리에 대한 대부분의 연구가 실험적으로 이루어지고 있어 특정 제품에 맞는 열처리 조건을 구하기가 매우 어렵다. 이러한 문제로 인하여 본 연구에서는 고주파 열처리 조건 중 고주파 열처리 코일과 피가열물 사이 간극을 제외한 모든 조건은 동일하게 유지하여 열처리를 하고, 표면경도와 유효경화깊이 및 전경화깊이를 측정하여 최적의 고주파 열처리 코일과 피가열물 사이 간극은 1~2 mm 임을 알아내었다. 또한 고주파 열처리 코일과 피가열물 사이 간극이 3 mm 이상일 때는 유효경화깊이 및 전경화깊이의 기준 값을 만족하지 못하였다 This study investigatesthe high-frequency heat treatment characteristics with the distance between a coil and SCM440 parts for an automobile. Global automobile makers are focusing on research to develop high-performance automobiles with improved fuel efficiency and lower emissions in accordance with consumer demand and environmental policies. However, most research onhigh-frequency heat treatment has been experimental, and it is very difficult to obtain high-frequency heat treatment conditions for a specific product. Therefore, all the conditions of high-frequency heat treatment except the distance between a coil and SCM440 parts were kept the same. As a result, the optimized distance between the coil and SCM440 parts was observed to be 1-2 mm. When the distance between the coil and SCM440 parts was over 3 mm, the effective case hardness depth and total case hardness depth did not satisfy the standards..

고주파 유도경화 거리에 따른 볼 스터드의 고주파 유도경화 특성에 관한 연구

김대완(D. W. Kim),최지석(J. S. Choi),한창원(C. W. Han),이무연(H. H. Lee) 한국생산제조학회 2017 한국생산제조시스템학회 학술발표대회 논문집 Vol.2017 No.12

수평진동이 있는 용기내 자성유체 액면 동요 현상에 관한 연구

김대완(Dae-Wan Kim),박정우(Joung-Woo Park),서이수(Lee-Soo Seo) 한국자기학회 2012 韓國磁氣學會誌 Vol.22 No.5

In this paper, fluid movement of magnetic fluid which has free surface is investigated in a container subjected to a horizontal oscillation. Here, the vertical magnetic field is applied from the bottom of this container. The experiment is performed on the magnetic fluid in a rectangular and a cylindrical container and the effects of magnetic force exerted on the magnetic fluid are investigated on the resonance frequency and liquid surface displacement. The increase of magnetic field affects on the maximum resonance point and the liquid surface displacement. In result, it changes the amplitude of the surface wave and the period of sloshing fluid movement.

전기구동 자동차용 리튬이온 배터리의 고효율 운전을 위한 냉방 및 난방 시스템 설계에 대한 이론적 접근법

김대완(Kim, Dae-Wan),이무연(Lee, Moo-Yeon) 한국산학기술학회 2014 한국산학기술학회논문지 Vol.15 No.5

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 종류 에 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. This study is aiming to suggest the effective thermal management system design technologies for the high voltage and capacity battery system of the electricity driven vehicles and introduce the theoretical designing methods. In order to investigate the effective operation of the battery system for the electricity driven vehicles, the heat generation model for Li-ion battery system using the chemical reaction while charging and discharging was suggested and the thermal loads of the heat sources (air or liquid) for cooling and heating were calculated using energy balance. Especially, the design methods for the cooling and heating of the battery system for maintaining the optimum operation temperature were investigated under heating, cooling and generated heat (during charging and discharging) conditions. The battery thermal management system for the effective battery operation of the electricity driven vehicles was suggested reasonably depending on the variation of the season and operation conditions. In addition, at the same conditions under summer season, the cooling method using the liquid and active cooling technique showed a relatively high capacity, while cooling method using the passive cooling technique showed a relatively low capacity.

구형 용기 내 자성유체의 슬로싱 특성에 관한 실험적 연구

김대완(Dae-Wan Kim),이무연(Moo-Yeon Lee),서이수(Lee-Soo Seo) 한국자기학회 2013 韓國磁氣學會誌 Vol.23 No.5

This work describes the experimental investigations on sloshing characteristics of water and ferrofluid as working fluids in the spherical container with the horizontal oscillation motion and compared the results obtained by two working fluids. In order to Investigate the sloshing characteristics of the sphere container with the horizontal oscillation, experiments are performed with the magnetic intensities from 0 mT to 50 mT and horizontal oscillation motions from 5 mm to 15 mm. As results, Ferrofluid without magnetic field in the sphere container showed a similar liquid surface movement with water. The resonance point of the ferrofluid in the sphere container happened at higher value than that of the theoretical resonance frequency with the rise of the magnetic field. In addition, the sloshing characteristics of the ferrofluid in the sphere container can be controlled with the resonance frequency with the magnetic intensity and the liquid surface displacement could be also controlled.

우퍼 스피커 유닛의 열전달 특성에 대한 실험적 연구

김형진(Kim Hyung-Jin),김대완(Kim, Dae-Wan),이무연(Lee, Moo-Yeon) 한국산학기술학회 2014 한국산학기술학회논문지 Vol.15 No.5

본 연구의 목적은 우퍼 스피커 유닛의 열전달 특성 고찰하기 위하여 입력신호를 500Hz,1000Hz,2000Hz그리고 3000Hz로 변화시키면서 실험을 수행하였다.이를 위하여,우퍼 스피커 유닛의 더스트 캡을 제거하고 보빈 내부에 열전대를 부착하여 보이스 코일에서 발생되는 온도를 측정하였고 주변으로의 열전달 특성을 파악하였다.결과적으로,입력신호가 감소 할수록 보이스 코일 온도가 증가하였고,입력신호가 증가할수록 스피커 유닛 각 부품의 온도편차가 증가하는 것을 확인하였 다.또한 1800sec및 입력신호 500Hz에서 보이스 코일 온도는 3000Hz에 비하여 48.4% 감소하였다. The objective of this study is to experimentally investigate the heat transfer characteristics of 200W woofer speaker unit with the input voice signals such as 500 Hz, 1000 Hz, 2000 Hz, and 3000 Hz. The temperature and heat transfer characteristics of the woofer speaker unit were evaluated with the input signals. As results. the temperature of the voice-coil for woofer speaker unit increased with a decrease of the input signals and the temperature differences between parts of the tested speaker unit increased with the decrease of the input voice signals. In addition, the voice-coil temperature for the input signal of 500 Hz showed 48.4 % lower than that of 3000 Hz during 18000 sec.