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이승현 교수 연구팀, 전기차 충전시간 3분 20초로 단축하는 초고속 케이블 냉각 기술 개발

작성자기계로봇공학부  조회수289 Date2024-10-17
그림1_전기차+급속+충전+시+절연유체를+활용한+과냉각+비등유동+냉각+컨셉+이미지.jpg [623.6 KB]
[보도자료]+241015+GIST,+전기차+충전+3분+20초+이내로+단축하는+초고속+케이블+냉각+기술+개발+-+게시1.pdf [2,388.7 KB]

 우리 학부의 이승현 교수 연구팀에서 전기차 충전 시간을 대폭 단축하는 기술을 개발했습니다. 전기차 충전 시스템 뿐만 아니라 초저온 냉각 케이블, 고속 열차, 모노레일, 송전선 등 고전류를 전송하는 다양한 분야에 활용될 수 있는 이 초고속 케이블 냉각 기술은 전기차 배터리 충전 시간을 내연기관 차량의 주유 시간인 3 20(*)초 이내로 단축이 가능합니다

100kWh 전기차 배터리(테슬라 모델S, 기아 EV9 급 고성능 전기차 배터리) 80%까지 충전하는 데 소요되는 시간으로, 800Vdc 전압과 7m 길이의 충전 케이블을 사용해 케이블 표면 온도를 안전 온도(80)로 유지하는 조건에서 예측된 충전 시간배터리 용량이 작은 경우 충전 시간이 더 단축될 수 있음

기존의 충전 기술은 충전 케이블의 절연 피복이 열전도도가 낮아 내부 열을 외부에 잘 방출하지 못하는데다, 급속 충전 시 발생하는 과도한 열을 효과적으로 냉각하지 못해 충전 시간이 길어진다는 문제가 있었습니다. 연구팀은 이를 해결하기 위하여 충전기 내부 도체 케이블에 냉각액 루프를 적용하고 발열 케이블 표면에 기포 생성을 촉진하여 상 변화에 의한 효율적인 열 전달을 통해 과열과 고장을 방지하도록 했습니다

이승현 교수는 “이번 연구 성과는 전기차 충전 시간을 크게 단축할 수 있는 기술적 토대를 마련했다는 점에서 전기차 사용의 편의성을 획기적으로 향상시킬 것으로 기대된다고 밝혔습니다.

본 연구는 이승현 교수의 지도하에 정해인 박사과정생과 노현석 석사과정생이 수행했으며, 연구 결과는 열전달 분야의 저명한 국제학술지 《International Communications in Heat and Mass Transfer》에 2024 9 19일 게재되었습니다.

보다 자세한 연구 결과는 아래 논문에서 확인할 수 있습니다.

저널명 : International Communications in Heat and Mass Transfer (Impact Factor: 6.4)
논문명 : Experimental and photographic investigation into horizontal subcooled flow boiling in concentric annuli for cooling system of ultra-fast electric vehicle charging cables.

저자 정보 : 정해인(1저자, GIST), 노현석(공동저자, GIST), 이승현 (교신저자, GIST)