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만도 회생제동 시스템의 제어방법(안전성 향상)

하이브리드자동차특론 특허 분석 보고서제출일 :성 명 :특허 분석EV 특허회생 제동 시스템 ( 안정성 측면 )출원국가대한민국등록번호10-1131088출원일2008.02.21출원인주식회사 한라홀딩스등록일2012.03.21법적상태등록(권리 변동 있음)발명의 명칭회생 제동 시스템의 제어방법기술 요약독립항 1- 본 발명은 회생 제동 시스템에 관한 것으로, 차량의 코너링 제동 시 횡가속도 계측값에 따라 회생 제동 수행 여부 및 최대 회생제동량을 적절하게 제한함으로써 차량의 동적 상태를 안정화시킬 수 있는 회생 제동 시스템의 제어방법을 제공함.- 차량의 횡가속도 계측값을 측정하고 이를 이용하여 차량이 코너링 제동하는지 판단하고, 차량이 코너링 제동할 경우, 측정된 횡가속도 계측값이 미리 설정된 제1 횡가속도값보다 크고 제2 횡가속도값보다 작을 경우에는 미리 설정된 최대 회생 제동량을 소정의 최대 회생 제동량으로 제한하며, 측정된 횡가속도 계측값이 제2 횡가속도값보다 클 경우에는 회생제동 수행을 중지하도록 한다.【청구항1】차량의 횡가속도 계측값을 측정하고, 상기 측정된 횡가속도 계측값을 이용하여 차량이 코너링 제동하는지 판단하고, 상기 차량이 코너링 제동할 경우, 상기 측정된 횡가속도 계측값이 미리 설정된 제1 횡가속도 값보다 크고 제2 횡 가속도 값보다 작을 경우에는 미리 설정된 최대 회생 제동량을 소정의 최대 회생 제동량으로 제한하여 감소시키는 회생 제동 시스템의 제어방법.상세 분석 및 고찰- 도 1에 도시된 바와 같이, 회생 제동 시스템(100)은 브레이크 장치의 동작 여부를 검출하기 위한 브레이크 작동검출기(110), 전륜 휠의 휠 속도를 검출하는 전륜 휠 속도센서(120), 후륜 휠의 휠 속도를 검출하는 후륜 휠 속도센서(130), 횡가속도 계측값을 검출하는 횡가속도 센서(140), 메모리(150), 각 검출기 및 센서로부터 검출되는 신호를 이용하여 구동모터의 회생 제동량과 유압 제동량을 결정하고 제어하는 컨트롤러(160), 구동 휠에 구동력 및 회생제동력을 발생시키기 위한 구동모터(170)로 구성되어 있다. 휠 속도센서(120a, 120b, 130a, 130b)는 일예로 톱니 링(toothed ring) 및 마그네틱 센서(magnetic sensor)로 구현될 수 있다. 횡가속도 센서(140)는 횡가속도 계측값을 측정하는데, 측정된 횡가속도 계측값으로 차량의 코너링(Cornering) 제동여부를 판단할 수 있다. 컨트롤러(160)는 설정된 프로그램에 의해 동작하는 하나 이상의 마이크로프로세서로 구현될 수 있으며, 이러한 설정된 프로그램은 후술하는 본 발명의 실시예의 회생제동 시스템의 제어방법에 포함된 각 단계를 수행하기 위한 일련의 명령을 표현하는 것으로 할 수 있다.- 도 2는 횡가속도 계측값에 따른 최대 허용 회생제동량을 보여주는 그래프로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 컨트 롤러(160)는 횡가속도 센서(140)에서 검출된 횡가속도 계측값이 미리 설정된 제1 횡가속도보다 크고 제2 횡가속 도보다 작을 경우에는 미리 설정된 최대 회생 제동량을 소정의 최대 회생 제동량으로 감소시키고, 제2 횡가속도 보다 클 경우에는 회생제동을 중지한다.여기서, 최대 회생 제동량이란 차량의 구동모터 용량, 배터리 충방전 효율 및 제동 상황 등에 따라 임의로 설정 된 회생제동 허용 최대값으로 앞서 설명한 구동모터 용량, 배터리 충방전 효율 및 각종 제동상황에 따라 변화할 수 있다. 또한, 소정의 최대 회생 제동량이란 횡가속도 계측값이 미리 설정된 제1 횡가속도보다 크고 제2 횡가 속도보다 작을 경우, 차량의 동적 상태를 안정화시키기 위하여 설정되는 값으로서 제2 횡가속도는 제1 횡가속도 보다 큰 것이 바람직하다. 횡가속도 계측값이 제1 횡가속도보다 크고 제2 횡가속도보다 작을 경우에는 회생제동량이 횡가속도 계측값에 반비례하여 제동하게 되며 횡가속도 센서(140)에서 측정된 횡가속도 계측값이 제2 횡가속도보다 클 경우에는 컨트롤러(160)는 회생 제동이 정지되도록 제어한다.- 도 3은 본 발명에 일실시예에 따른 회생 제동 시스템을 제어하는 과정을 도시한 제어흐름도로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 횡가속도 계측값을 측정한다(300). 횡가속도 계측값과 브레이크의 작동 여부를 이용하여 차량이 코너링 제동하는지 판단한다(301). 차량이 코너링 제동할 경우, 횡가속도 계측값이 미리 설정된 제1 횡가속도값보다 큰 지 판단(302)하여 횡가속도 계측값이 미리 설정된 제1 횡가속도값보다 클 경우, 횡가속도 계측값이 미리 설정된 제2 횡가속도값보다 큰 지 판단한다(303). 횡가속도 계측값이 제2 횡가속도값보다 클 경우에는 회생제동을 중지시킨다(304). 만약, 301단계에서 차량이 코너링 제동하지 않으면, 정상 작동을 수행한다(305). 또한, 302단계에서 횡가속도 계측값이 제1 횡가속도값보다 크지 않을 경우에는 회생제동을 정상 작동한다(306). 그리고, 303단계에서 측정된 횡가속도 계측값이 미리 설정된 제2 횡가속도값보다 크지 않을 경우에는 최대 회생 제동량을 미리 설정한 소정의 최대 회생제동량으로 제한하여 감소시킨다(307).

공학/기술| 2021.04.25| 4페이지| 2,000원| 조회(148)

하이브리드자동차, 숭실대학교, 특허과제

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만도 전기차량의 회생제동 제어방법(연비 향상)

하이브리드자동차특론 특허 분석 보고서제출일 :성 명 :특허 분석EV 특허회생제동 제어방법 ( 연비 향상 )출원국가대한민국등록번호10-0937854출원일2007.10.29출원인주식회사 한라홀딩스등록일2010.01.13법적상태등록(권리 변동 있음)발명의 명칭전기 차량의 회생제동 제어방법기술 요약독립항 1- 본 발명은 전기 차량의 회생제동 제어방법에 관한 것으로, 특히 전자제어 유압브레이크장치는 차량이 제동중이면, 제어장치를 통해 회생제동 제어를 수행하고, 회생제동 중에 상기 전자제어 유압브레이크장치는 ABS 제어가 필요한지를 판단하여 ABS 제어가 필요하면, 제어장치를 통해 수행중인 회생제동을 일시 정지시킴과 함께 주행노면이 고 마찰노면인지 저 마찰노면인지를 판단하여 판단된 노면조건에 따른 ABS 제어를 수행한다.- ABS 제어를 수행하는 중에 전자제어 유압브레이크장치는 노면조건에 따른 회생제동 제어를 재수행하는 것을 포함함으로써 ABS 작동중이더라도 노면상태에 따라 회생제동 토크량을 조절하여 회생제동을 수행할 수 있어 차량의 제동 안정성을 해치지 않으면서도 에너지 회수율을 높여 연비를 향상 시킬 수 있다.【청구항1】마스터실린더로부터 각 휠 실린더에 전달되는 유압을 조절하여 차량을 제동시키는 전자제어 유압브레이크장치와 상기 전자제어 유압브레이크장치에 연결되어 회생제동 제어를 수행하는 제어장치를 포함하는 전기 차량의 회생 제동 제어방법에 있어서, 상기 전자제어 유압브레이크장치는 차량이 제동중이면, 상기 제어장치를 통해 회생제동 제어를 수행하고, 상기 회생제동 중에 상기 전자제어 유압브레이크장치는 ABS 제어가 필요한지를 판단하여 ABS 제어가 필요하면, 상기 제어장치를 통해 상기 수행중인 회생제동을 일시 정지시킴과 함께 주행노면이 고 마찰노면인지 저 마찰노면인지를 판단하여 판단된 노면조건에 따른 ABS 제어를 수행하고, 상기 ABS 제어를 수행하는 중에 상기 전자제어 유압브레이크장치는 상기 제어장치를 통해 상기 판단된 노면조건 에 대응하도록 미리 설정된 회생제동 토크량을 발생시키도록 노면조건에 따른 회생제동 제어를 재수행하는 것을 포함하는 전기 차량의 회생제동 제어방법.상세 분석 및 고찰- 발명의 목적은 ABS가 작동중이더라도 차량의 제동 안정성을 해치지 않으면서 노면상태에 따라 회생제동을 수행함으로써 연비를 향상시키는 것이다.- 도 1은 본 발명이 적용되는 전자제어 유압브레이크장치의 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 브레이크 페달(BP)의 압박에 의한 부스터(B)의 작동에 의해 브레이크 압력을 발생시키는 마스터실린더(MC)를 구비하고 있다.마스터실린더(MC)는 두 개의 챔버(MCP, MCS)를 가지며, 마스터실린더(MC)로부터 휠 실린더(WFR, WRL)에 전달 되는 브레이크 액압을 제어하기 위해 첫 번째 챔버(MCP)와 전륜 우측 바퀴(FR)와 후륜 좌측 바퀴(RL)에 각각 설 치된 휠 실린더(WFR, WRL) 사이의 액압라인에는 노멀오픈형 컷밸브(TC1)가 마련된다. 그리고, 이 노멀오픈형 컷 밸브(TC1)와 각 휠 실린더(WFR, WRL) 사이의 유압라인에는 노멀오픈형 입구밸브(PC1, PC2)가 마련된다.또한, 각 휠 실린더(WFR, WRL)의 출구 측에는 노멀클로즈형 출구밸브(PC5, PC6)가 마련된다. 이 노멀클로즈형 출구밸브(PC5, PC6)의 출구 측에는 각 휠 실린더(WFR, WRL)에서 배출되는 브레이크액을 일시 저장하는 저압 어큐뮬레이터(RS1) 및 이 저압 어큐뮬레이터(RS1)에 저장된 브레이크액을 펌핑하여 각 휠 실린더 측으로 강제 환류시키는 두 개씩 한 쌍을 이루는 4개의 유압펌프(HP1,HP2)와, 이 유압펌프들에 접속된 한 개의 모터(M)가 마련된다.한편, 유압펌프(HP1,HP2)의 흡입측과 마스터실린더(MC)의 첫 번째 챔버(MCP)사이의 보조액압라인 사이에는 노멀클로즈형 출구밸브(SUC1,SUC3)가 마련되고, 유압펌프(HP1,HP2)의 흡입측과 레저버(LRS)사이의 보조액압라인에는 노멀클로즈형 출구밸브(SUC2, SUC4)가 마련된다. 이에 따라, 출구밸브(SUC1,SUC3)가 개방되면, 마스터 실린더 (MC)와 유압펌프(HP1)사이의 보조액압라인이 개방되고, 출구밸브(SUC1,SUC3)가 폐쇄되면, 마스터 실린더(MC)와 유압펌프(HP1, HP2)사이의 보조액압라인이 폐쇄된다. 한편, 출구밸브(SUC2,SUC4)가 개방되면, 레저버(LRS)와 유압펌프(HP1,HP2)사이의 보조액압라인이 개방되고, 출구밸브(SUC2,SUC4)가 폐쇄되면, 레저버(LRS)와 유압펌프 (HP1, HP2)사이의 보조액압라인이 폐쇄된다. 전륜 좌측 바퀴(FL)와 후륜 우측 바퀴(RR)의 유압회로에서는 각각의 부품들이 상술한 전륜 우측 바퀴(F R)와 후륜 좌측 바퀴(RL)의 유압회로와 동일하게 구성된다.컷밸브(TC1, TC2), 출구밸브(SUC1,SUC2,SUC3,SUC4), 그리고 각 휠 실린더(WFR, WRL, WFL, WRR)에서의 입구밸브(PC1~PC4)와 출구밸브(PC5~PC8), 유압펌프(HP1,HP2, HP3, HP4)를 작동시키는 모터(M)는 ESP 모드 등의 제어모드를 수행하는 전자제어유닛(ECU)에 의해 작동된다. 전륜 좌우측 바퀴(FL, FR)와 후륜 좌우측 바퀴(RL, RR)에 각각 마련된 휠 속도센서( WS1~WS4)와, 핸들을 조향각 을 감지하는 조향각센서(11), 차량의 요레이트를 감지하는 요레이트센서(12), 차량의 횡가속도를 감지하는 횡가 속도센서(13)가 전자제어유닛(ECU)에 전기적으로 연결된다. 본 발명의 회생제동시스템은 기존 ESP 시스템의 유압제어장치에 성능 향상과 회생 제동을 수행하기 위한 요소 추가 및 성능 업그레이드된 시스템이다. 즉, 각 휠 실린더의 휠 압력을 측정하기 위해 4개의 압력 센서와, 마스터실린더의 압력을 측정하기 위해 1개의 압력센서가 장착된다. 이는 보다 정밀한 휠 압력제어를 수행하기 위한 것이다.본 발명의 회생제동시스템은 회생제동량만큼의 브레이크 유액을 레저버(LRS)로 배출하고, 또한 브레이크 유압을 상승시켜줄 필요성이 있을 때 레저버로부터 유량을 펌핑해오기 위한 추가적인 유압회로를 가진다. 이 유압회로 중간에는 유량을 단속할 수 있는 개폐밸브(SUC2,SUC4)를 가진다. 유압 상승 시에 제어 오차 및 페달감 개선을 위해서 전기모터에 4개의 유압펌프(HP1,HP2,HP3,HP4)를 위치시켰다.- 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 회생제동시스템의 간략화한 개념도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 전자제어 유압브레이크장치(100)에서 운전자 요구제동력을 계산한다. 일예로, 하이브리드 제어장치(200)에서 가능한 회생 제동토크를 연산하고, 회생제동을 수행하게 된다. 전기모터에 의한 회생 제동토크에 해당하는 양을 제외한 나머지 양만큼만 전자제어 유압브레이크장치(100)의 제어를 통해 각 휠 압력을 조절하게 한다. 전자제어 유압브레이크장치(100)와 하이브리드 제어장치(200)는 필요한 정보들은 캔 통신을 이용하여 주고받게 된다.일반적으로, 휠 슬립율이 크게 발생하여 첫 번째 덤프(유액 버림)이 발생하는 시점이 발생하고 바로 휠 슬립율 이 커지는 시간을 측정하여 주행노면이 고 마찰노면인지 저 마찰노면인지를 알 수 있다. 즉, 휠 슬립율이 적은 기울기로 커지는 경우에는 휠 속도가 천천히 떨어지기 때문에 이를 근거로 하여 주행노면을 고 마찰노면으로 판단한다. 또한, 휠 슬립율이 고 마찰노면에서보다 더 빠른 기울기로 휠 속도가 느려지는 경우에는 주행노면을 저 마찰노면으로 판단한다. 앞서 설명한 노면 판단법을 이용하여 ABS 작동이 시작되면 회생제동을 금지하거나 서서히 감소시킨다. 노면의 마찰계수 정도에 따라 발생시킬 회생 제동 토크의 양을 결정하고 ABS가 작동한 후 소정시간 경 과 후(일예로, 두 번째 싸이클 이상부터) 회생제동토크를 미리 정해진 양만큼을 발생시켜 에너지 회수율을 증가 시킨다.- 도 3은 고 마찰노면에서 발생시키는 회생제동토크량에 대해 나타낸 것이고, 도 4는 저 마찰노면에서 발생시키는 회생제동토크량에 대해 나타낸 것이다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 저 마찰노면에서 발생시키는 회생제동토크량은 고 마찰노면에서 발생시키는 회생제동토크량보다 적은 양이거나 안정성이 훼손될 가능성이 존재하면 전혀 발생시키지 않을 수 있다.

공학/기술| 2021.04.25| 6페이지| 2,000원| 조회(194)

하이브리드자동차, 숭실대학교, 특허 분석, 특허과제

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HEV특론 논문과제물

Paper No. : Vol.33, No.1, 2019.6산화철/탄소나노튜브 복합섬유의 리튬 이차전지 적용Fe2O3-CNT composite nanofiber as anodes for lithium ion batteries박지수, 박승민, 오세환, *조증상1)1)충북대학교1. 연구자 소속 연구기관 특징 (홈페이지를 통해 조사)2. 연구 배경학술지 명칭 : 논문 심화학습 (작성자: ---)리튬 이차 전지에 사용되는 상용의 흑연 음극소재는 372mAh/g의 낮은 이론 용량 때문에 ESS 및 전기차 등과 같은 고용량, 고출력을 요구하는 전지의 특성을 만족시키기 어렵다. 따라서 다양한 전이 금속 산화물이 음극소재로 연구되고 있다. 그러나 금속 산화물 기반의 음극 소재는 충방전 중 구조체 내 리튬이온의 삽임 및 탈리에 따른 큰 부피 변화가 수반되며 산화물 특유의 낮은 전기전도도로 인해 전자의 이동이 어려운 단점이 존재한다. 이는 전지의 성능을 감소시키는 주 원인으로 작용 한다. 이를 해결하기 위해 탄소계 물질인 흑연, CNT, 그래핀을 금속산화물과 복합화한 다양한 연구가 진행 중이다.3. 연구 필요성산업과학기술연구 논문집 : 논문 심화학습 (작성자: )이차전지 음극소재 개발에 있어, 충/방전 시 부피변화에 대한 응력 수용 및 전기전도도의 향상을 위한 연구는 필요하다 생각한다.4. 연구 방법(해석방법 또는 실험방법/장치 설명)4-1) 실험재료금속산화물 전구물질로 iron acetylacetonate [Fe(C5H7O2)3, 99%, STREM]을 사용하였고, MWCNT (Cheapnanotube, OD=20-30 nm, Length=20-40 μm)와 폴리아크릴로나이트릴(polyacrylonitrile, (C3H3N)n, average Mw=150,000, Sigma?Aldrich)를 사용하였다. 용액 내에서 금속염과 고분자 재료가 균일하게 분산될 수 있도록 N,N-디메틸포름아미드(N, N-dimethylformamide, DMF, 99.5 %,SAMCHUN)를 용매로 사용하였다.4-2) 실험방법CNT를 DMF에 분산시키기 위해 CNT를 진한질산/진한황산 (1:3 v/v%)용액에 산 처리했다. 산 처리된 CNT는 증류수 와 에탄올로 수세 후 동결 건조했다. 동결 건조된 0.5 g의 CNT는 10 mL의 DMF에 첨가 후 70 oC, 5 시간 초음파 처리 했다. 그 후, 1.5 g의 Iron acetylacetonate와 0.75 g 의 폴리아크릴로나이트릴을 CNT가 분산된 DMF에 첨가하여 하루 동 안 교반하여 전기방사 용액을 준비했다. 전기방사 용액은 실린지에 옮긴 후 21 gauge의 steel 니들을 통해 전기 방사를 진행했다. 실린지와 집전 판 사이의 거리는 15 cm, 토출 유량 은 1.5 mL/h, 인가전압은 20 kV의 조건하에서 방사를 진행했다. 전기방사 후 얻어진 섬유는 100 oC 에서 12 h 동안 안정화 시켰다. 안정화된 섬유는 박스 로에서 공기분위기 하 에서 350 oC 로 3 h 동안 산화함으로써 Fe2O3-CNT 섬유를 얻었다.Scheme 1. Flowchart of the procedure for the preparation of acid treated CNTs.4-3) 분석방법합성된 Fe2O3-CNT 복합 섬유의 형태 확인을 위해 전개방사형 주사전사현미경 (FE-SEM)과 에너지 여과형 투과전자현미경 (FE-TEM)을 사용하였다. 시 편의 상 분석은 X선 회절분석기(XRD), 시편의 성분 및 조성 분석을 위해 X선 광전자분석기 (XPS)가 사용되었다. Fe2O3-CNT 복합섬유 내 탄소의 결정 구조는 Raman 분광법을 통해 분석했으며, 비표면적 및 시편 내 기공은 N2 흡착가스를 사용한 BET를, 열 중량 분석은 TGA를 이용하여 대기 중에서 분당 10 oC의 승온 속도로 700 oC까지 진행하여 측정하였다. Fe2O3-CNT 복합 섬유는 리튬 금속을 상대전극으로 하는 2032 형 코인 셀을 사용하여 용량 및 사이클 특성을 측정했다. Fe2O3-CNT 복합 섬유 / Super P / CMC는 7: 2: 1 비율 로 혼합하여 슬러리를 제조했다. 리튬 금속 및 미세 다공성 폴리프로필렌 필름을 각각 상대 전극 및 분리막으로 사용했다. 전해질은 플루오로에틸렌카보네이트와 디메틸카보네이트 (FEC / DMC, 1 : 1 v/v %)의 혼합물에 1M LiPF6를 용해시켜 제조했다. 전체 셀은 아르곤 분위기의 글러브 박스 내에서 조립했으며 충 방전은 0.001 ~ 3.0 V의 전압 범위에서 0.1 A/g 전류 밀도로 분석을 진행했다.5. 주요 연구 결과전기방사공정을 통해 합성된 iron acetylacetonate?CNT-PAN 섬유의 FE-SEM과 XRD 결과를 Figure 1 에 나 타냈다. Figure 1a에서 균일한 직경을 갖는 1차원 구조체의 모습이 관찰되었다. 이는 CNT를 산 처리함으로써 CNT 표면 에 -COOH기가 형성되어 전기 방사 시 안정적으로 jet이 형성되었기 때문이다. 섬유의 직경은 약 500 nm이었으며 방사 된 섬유의 XRD 분석 결과 (Figure 1b), iron acetylacetonate 에 해당하는 피크들이 관찰되었으며 25 o부근의 넓은 피크는 CNT와 PAN에 의한 피크이다.Fig. 1. (a) FE-SEM image and (b) XRD pattern of as-spun nanofibers방사된 iron acetylacetonate?CNT?PAN 섬유를 350 oC에 서 3시간 동안 열처리한 후 시편의 형상을 Figure 2에 나타냈다. Figure 2a에서, 열처리 후 얻어진 섬유의 직경은 전구체 물질의 열분해로 인해 열처리 전보다 감소하여 약 100 nm로 측정되었다. Figure 2a의 단면 관찰 결과, 다량의 CNT가 섬유 내부에 고집적 되어 있음을 확인했다. 또한, Figure 2b에서 섬유 표면에 노출된 CNT 또한 확인되었다. Figure 2c의 FE-TEM 이미지에서 CNT의 돌출에 의한 기공이 관찰 되었다. Fe2O3-CNT 섬유의 FE-TEM 이미지를 Figure 2d에 나타냈다.Fig. 2. (a,b) FE-SEM images and (c,d) FE-TEM images of Fe2O3-CNT nanofibers obtained after heat-treatment at 350 ℃.Fe2O3-CNT 섬유 내 포함 된 탄소의 결정구조 평가를 위 해 1000 ~ 1800 cm-1에서 라만 분석 결과를 Figure 5a에 나타 냈다. Fe2O3-CNT 섬유는 ID/IG의 값이 1.28로서 구조체 내 포함된 CNT의 산처리 및 열처리 과정 중 생성된 결함으로 인해 ID/IG 값이 높아진 것을 확인했다. Fe2O3?CNT 섬유의 탄소함량에 대한 정보를 얻기 위한 TGA 분석 결과를 Figure 5b에 나타냈다. 420 oC 부근에서의 큰 질량 감소는 CNT에 의한 것이고, 이를 통해 Fe2O3?CNT 섬유에 포함된 CNT의 양은 38 wt% 임을 알 수 있다. Fe2O3 ?CNT 섬유의 비표면적과 발달된 기공의 크기를 측정하기 위해 실시한 BET 결과를 Figure 5c에 나타냈다. BET surface area는 160 m2/g 이었으며, 흡착-탈착 등온선 type 1과 4 가 혼재된 모습을 나타내었다. 이를 통해서 Fe2O3?CNT 섬유가 마이크로 기공과 메조기공을 포함하는 계층적 다공 구조임을 확인할 수 있다.Fig. 5. (a) Raman spectrum of Fe2O3-CNT nanofibers. (b) TGA curve of Fe2O3-CNT nanofiber. (c) adsorption-desorption isotherms measured at 77 K of Fe2O3-CNT nanofibers.Fe2O3?CNT 섬유를 리튬 이차전지의 음극으로 적용하여 리튬이온 저장 특성을 평가했다. 이를 위해 음극활물질을 코인 셀로 구성 후 0.001-3.0 V 의 전압범위에서 100 mA/g 의 전류 밀도로 충/방전 테스트를 진행한 결과를 Figure 6에 나타냈다. α-Fe2O3와 리튬이온의 전기화학 반응 기전은 아래의 식으로 정리된다.방전 과정 (1st)Fe2O3+xLi++xe- → LixFe2O3 ①LixFe2O3(hexagonal) → LixFe2O3(cubic) ②LixFe2O3+(6-x)Li++(6-x)e- → 2Fe+3Li2O ③충전 과정2Fe + 3Li2O → Fe2O3+6Li++6e- ④Figure 6a의 충/방전 곡선에서 첫 방전 시 평탄 전위구간 은 1.5 V, 1.0 V, 및 0.8 V에서 각각 관찰되었으며 이는 각각 Li+이온이 α-Fe2O3로의 삽입 ①과, LixFe2O3의 결정구조변화 ②, 그 후 Fe 나노 결정 및 Li2O의 생성 ③에 기인한다. 충전 과정 시 1.7 V에서 관찰된 평탄 전위구간은 Fe 금속의 산화 에 의해 생성된 Fe2O3결정에 기인한다 ④. 시편의 첫 방전 용량은 1137 mA h/g 이었으며, 이에 해당하는 첫 쿨롱 효율은 70 % 이었다. 첫 사이클 과정 중 전해질의 분해, solid-electrolyte-interface (SEI) layer의 형성은 초기 쿨롱효율을 저하시키는 원인으로 작용했다. Fe2O3-CNT 섬유의 수 명 특성은 0.1 A/g의 전류밀도에서 충/방전을 진행하여 Figure 6b에 나타내었다. 초기 충/방전에서 불안정한 물질로 인해 용량이 감소되었으나, 여러 번의 충/방전을 거치며 안정 화되어 용량이 증가한 후 유지되었다. 그 결과, 300 사이 클 동안 850 mA h /g로 가역적인 방전 용량을 유지했다. 이는 시편에 포함된 CNT가 Fe2O3의 충/방전동안 발생하는 부피팽창에 의한 응력을 수용했으며 우수한 전기전도성을 갖는 CNT로의 전자의 이동이 수월했기 때문이다.

공학/기술| 2021.04.25| 4페이지| 2,000원| 조회(180)

하이브리드자동차, 과제, 숭실대학교, 논문리뷰

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Microbend sensor, torque sensor, liquid level sensor

Examples of Optomechanical Sensors with Optic Fiber Sensor ActuatorContents 2 /7 Introduction Background Applications Applications in the textbook Current application Q A Sensor Actuator1. Introduction 3 /7 Background Sensor Actuator Sensing mechanism Optic fiber sensor ( 광섬유 센서 ) 광섬유의 광신호를 분석하여 측정 원격 감지에 많이 사용 전자기 간섭에 영향을 받지않고 , 전기를 전도하지않아 고전압 또는 인화성 물질이 있는 장소에 적합 외력에 의한 물질의 변형이 발생할 경우 빛의 진폭 , 파장 , 위상 , 주파수등의 변화를 계산하여 물질의 변형 정도를 알 수 있음 . 외부의 매질에 따른 빛의 굴절의 변화에 따른 측정4 /7 Micro-bend sensor 2. Applications Sensor Actuator Micro bending(deformation) 에 의하여 빛의 이동을 방해하여 빛 에너지 손실 발생 Recent application *Fiber 확대 Textbook example5 /7 Torque sensor 2. Applications Sensor Actuator Sensing mechanism Cam 회전 optic fiber bending 발생 Source 와 output 값 차이 발생 Sensing torque 측정 Textbook example Recent torque sensor 부하에 대한 torque 측정 공구사용시 걸리는 토크 측정 Optic fiber source Output6 /7 Liquid level sensor 2. Applications Sensor Actuator Textbook example Recent liquid level sensor U 자 모양의 광섬유 액체가 없다면 source 와 return 값 일치 액체가 있다면 , 빛이 물속으로 탈출하여 source 값 이랑 return 값 일치 X  Sensing Source Output 물 대기 (cladding)Q A Thank you for Attention Sensor Actuator 7 /7{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2021.04.25| 7페이지| 2,500원| 조회(122)

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Resonant Transducer Using Piezoelectric element

Examples of Resonant Transducers Using a Single Piezoelectric Element or Element Stack 2020.10.28 수요일 Soongsil University Department of Mechanical Engineering Multi-functional Nanocomposite Lab 허오녕 (Oh- Nyoung Hur ) Sensor ActuatorContents 2 /12 Introduction Background Applications Applications in the textbook Current application Q A Sensor Actuator1. Introduction 3 /12 Background Sensor Actuator Ultrasonic wave ( 초음파 ) 초음파는 소리의 일종으로 고주파 진동에너지 의 형태 . 인간의 가청진동수 (20~20kHz) 보다 높은 진동수를 갖는 소리 . Piezoelectric ( 압전효과 ) 압전 재료 에 압력 ( 교류 전기 ) 을 ( 를 ) 가하였을 때 재료의 분극 현상에 의해 전기 ( 진동 ) 가 ( 이 ) 발생하는 현상 . Resonant ( 공진 ) 특정 진동수 ( 고유 진동수 ) 를 가진 물체에 같은 진동수의 힘 이 외부에서 가해질 때 진폭이 커지면서 에너지가 증가 하는 현상 가진 주파수 가 물체의 고유진동수보다 커질수록 안정한 운동 을 보여줌 . ~20Hz 20Hz~20kHz 20kHz 이상4 /12 Ultrasonic Cleaner 2. Applications Ultrasonic cleaning device Sensor Actuator 교재 그림 설명 (171pg Fig, 5.31) Ceramic discs( PZT disks)  교류전류  Piezoelectric effect  공진 발생  탱크안의 유체 격렬하게 교반 . 클램프와 반응질량은 지지대를 위아래로 움직이는데 모든 에너지가 소비되도록 하는 역할 PZT 재료  적은 감쇠특징 , 강렬한 공진특징 영상 : https://www.youtube.com/watch?v=ivRlbXHASp0 feature=youtu.be 초음파 세척기의 원리5 /12 Ultrasonic Cleaner 2. Applications Sensor Actuator 현재 판매되고 있는 상품들 식재료 초음파 세척기 (42,420 원 ) 새한 초음파세척기 (131,000 원 , 28kHz) 가정용 초음파 세척기 (59,000 원 , 48kHz)6 /12 초음파 가습기 2. Applications Sensor Actuator 에어로졸 생성 의료기기7 /12 Flextensional sound source 2. Applications Sensor Actuator 교재 그림 설명 (171pg Fig, 5.32) 1996 년도 미국 특허 유체 매체 에서 소리 를 감지하거나 생성 하고 방출하는 용도로 제작됨 . 가운데 중심축이 Ceramic 소재  교류전기에 의한 Piezoelectric effect  진동 발생 ( 공진 ) 타원형 테두리 진동 증폭 확대 확대 확대 https://patents.google.com/patent/US3277433A/en8 /12 압전 세라믹 음향장치 2. Applications Sensor Actuator 압전 세라믹을 이용한 음향장치 (2019.09.27 뉴스자료 ) 두께 3.8mm , 지름 80mm 압전 세라믹 교류전류  Piezoelectric effect  공진발생  날개를 진동 시켜 소리 발생 모든 주파수에 대해 균형 잡힌 음성 표현가능 http://www.naeil.com/news_view/?id_art=326894 * 주파수별 음압 측정 데이터 * 제품 사진9 /12 Ultrasonic source 2. Applications Sensor Actuator 교재 그림 설명 (1990 년도 논문 ) 로봇의 끝점 위치를 정확하게 결정할 수 있도록 설계된 시스템의 일부  초음파 소스를 로봇 엔드 포인트에 배치 작업 공간의 고정 된 마이크 (1,2,3,4 dot) 존재  소스에서 방출되는 사운드 펄스의 도달 시간을 감지  소스 위치를 결정 중앙 Disk  Piezoelectric ceramic 사용  공진 발생 콘 모양이 한 포인트로 소리를 집중시켜 공진의 예리함을 상승시켜 줌 . 왼쪽 막혀있는 콘은 증폭시스템을 강화해주는 역할 . 오른쪽 콘은 대기중으로 소리를 방출 . Reinforce Release Piezoelectic10 /12 Ultrasonic source 활용 2. Applications Sensor Actuator 조난 수중 음향 발신기 Sound Navigation and Ranging (SONA)11 /12 Ultrasonic source 활용 2. Applications Sensor Actuator 비파괴 검사 ( 초음파 활용 ) 초음파 검사Q A Thank you for Attention Sensor Actuator 12 /12{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2021.04.25| 12페이지| 2,000원| 조회(131)

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