안녕하세요 설효훈 전문가입니다.
전기·전자
Q. 전지 내에서 발생하는 열화 현상을 방지하는 방법은?
안녕하세요. 설효훈 전문가입니다. 전지 내에서 발생되는 열화 현상은 내부 전해질이 분해되거나 불안정해지면서 내부 저항이 증가하게 되면서 전류가 흐르면 저항이 증가하면서 열화가 발생되기도 하고 과한 전압차이가 날경우 즉 과충전과 과 방전등으로 인해서 전압차가 커질셩우에도 열화가 발생될수 있습니다. 또한 양극과 음극제의 소재에 따라서도 열화 현상이 심화되기도 합니다. 또한, 외부 충격에 의해서도 열화 현상이 발생 가능합니다. 따라서 전지 설계시 더 안정적인 전해질과 양극, 음극제를 사용하고 온도와 외부 충격 그리고 충전 상태나 속도등을 모니터링해서 사전에 문제가 되지 않게 하는 것이 좋습니다. 또한 열화 발생에 따라서 문제가 될수 있는 부분에 대해서는 온도를 분산하기 위한 냉각시스템이 필요합니다.
전기·전자
Q. 음극재와 양극재가 배터리 성능에 미치는 영향은?
안녕하세요. 설효훈 전문가입니다. 음극재와 양극재가 배터리의 성능에 미치는 영향이 매우 큽니다. 양극제의 경우 리튬화합물로 리튬이온의 이온량을 결정해 전압을 결정합니다. 그래서 전압이 높을 수록 더 많은 에너지를 빠르게 저장이 가능합니다. 또한 소재에 따라서 반응에 따른 열이 발생되어서 안전성과 수명에도 영향이 미칩니다. 음극재는 리튬이온을 저장하고 방출하면서 충전과 방전이 이루어지는데요. 이런 이온을 저장 능력이 높을 수록 더 많은 에너지가 저장이 가능합니다. 또한 음극제도 화학 반응에 대한 열이 발생되어서 안전성과 수명에 영향을 미칩니다.
전기·전자
Q. 서미스터는 어떻게 온도를 감지할 수 있나요?
안녕하세요. 설효훈 전문가입니다. 서미스터는 온도에 따라서 저항이 변하는 반도체 소자를 활용한 온도계입니다. 보통 2가지 종류가 있는데요. 온도가 상승함에 따라서 저항이 감소하는 NTC서미스터가 있고 온도가 증가함에 따라서 저항이 상승하는 PTC서미스터가 있습니다.
전기·전자
Q. 기체는 눈에 보이지 않는데 기체가 빛을 어떻게 산란시켜요?
안녕하세요. 설효훈 전문가입니다. 기체는 결국 온도에 의해서 물질들의 분자가 운동하면서 퍼지게 되는 것을 말합니다. 즉 분자들이 넓게 분포되어 있는데 이런 분자들이 빛과 부딪히면서 산란이 일어나는 것입니다. 또한 대기중에 불순물인 먼지나 수분등 다른 이물질에 의해서도 산란이 됩니다. 그런데 이런 빛의 산란도 모든 빛이 아니라 짧은 파장의 빛이 강하게 산란되고 긴파장은 산란이 잘되지 않습니다. 즉 짧은 파장인 파란색이 더 많이 산란되어서 우리눈에 더 많이 비추게 되면서 하늘이 파랗게 보이고 빨간색계열은 산란되지 않아서 우리 눈에 하늘이 파랗게 보이는 것입니다.
전기·전자
Q. 압전재료와 웨어러블 디바이스에 관하여 궁금합니다.
안녕하세요. 설효훈 전문가입니다. 압전 재료는 외부에서 힘을 가하면 그 힘에 의한 압력이 전해지면서 전기를 생성할수 있는 재료를 말합니다. 그래서 이런 압전 재료가 웨어러블 디바이스에 적용되면 제일 먼저 사용 가능한것이 에너지 하베스팅입니다. 웨어러블 디바이스의 경우 낮은 전원으로 작동하는 것으로 압전 재료를 통해서 외부 압력이나 힘을 가해서 전기를 생성해서 이런 웨어러블 디바이스의 전원을 공급할수 있습니다. 또한 배터리가 들어가지 않아도 되서 웨어러블 디바이스가 더욱 경량화 및 소형화가 가능합니다.
전기·전자
Q. 고주파 회로에서 발열을 줄이기 위한 설계 방법??
안녕하세요. 설효훈 전문가입니다. 고주파 회로에서 발열을 줄이기 위한 설계방법은 제일 먼저 소자 선택에 있습니다. 고주파수에 활용되는 소자들을 먼저 고주파에 낮은 손실을 가진 소자들을 선택해야합니다. 낮은 손실이라는 것이 결국은 열발생을 최소화하는 것이기 때문에 고주파수에 낮은 손실을 갖는 특성을 가진 소자들로 회로를 구성해야합니다. 또한 신호 처리에 있어서 경로를 최소화하도록 설계해야합니다. 신호가 더 많은 곳을 거칠경우 결국 열이 발생되는 경로가 더 많아져서 더 많은 열이 발생되기 떄문입니다. 또한 발열이 발생대비해서 방열판이나 히트 싱크등을 설계해서 발생되는 열도 줄여주는 것이 좋습니다. 또한 과도한 전압이 인가되지 않도록 전압인가도 최소화해야지만 열이 발생되지 않습니다.
전기·전자
Q. 전기자동차의 충전속도와 이를 높이는 방법은?
안녕하세요. 설효훈 전문가입니다. 전기차의 차종과 사용되는 배터리 및 제조사 설계등에 따라서 충전되는 속도가 다르고 충전소에 충전 전압에 따라서도 다릅니다. 보통 공공장소에서 사용되는 고속 충전기의 경우 50~350KW까지 출력이 가능해서 보통 30~60분정도면 약 80%까지 충전이 가능하고 집에서 사용되는 충전기는 3~7KW정도여서 보통 8~12시간정도 소요됩니다. 결국 충전소에서 전력을 얼마나 공급이 가능한지에 따라서 속도가 결정되기도 하고 또한, 그 높은 전력을 받아 들일수 있는 소프트웨어와 하드웨어가 되야지만 떠 빠르게 충전이 가능합니다. 또한 충전에 따른 열발생되는데 이 열을 냉각시스템을 통해서 잘 분산 시켜줘야지 충전이 빠르게 됩니다.
전기·전자
Q. 우리 주변에서 있는 정전기로는 전기를 만들어낼 수 없는 건가요?
안녕하세요. 설효훈 전문가입니다. 정전기의 경우 높은 전압이여서 지속성만 있으면 그 전기로 사용이 가능하긴하지만 정전기의 경우 높은 전압에 비해 전류가 흐르는 시간이 매우 짧아서 이것을 전기로 사용하기는 어려움이 있습니다. 대개 많은 정전기는 소량으로만 전기로 변환해서 가능하지 대량으로는 현재 기술로는 어렵습니다.
전기·전자
Q. 주파수 변환기는 전력 시스템에서 어떤 역할을 하나요?
안녕하세요. 설효훈 전문가입니다. 주파수 변환기는 전력시스템에서 필요한 전자기기에 맞는 주파수로 변환해서 그 전자기기의 성능과 효율을 극대화 해주고 일정한 주파수를 만들어 주어서 품질적으로도 안전한 에너지를 공급해주게 됩니다. 또한 주파수 변환을 통해서 더 멀리 보낼때는 주파수를 높여서 멀리 보내야지 전력 손실이 적고 필요한 곳에 다달으면 다시 필요한 주파수로 변환해서 사용할수 있습니다.
전기·전자
Q. 배터리의 수명을 연장하기 위한 열 관리 시스템 설계
안녕하세요. 설효훈 전문가입니다. 배터리의 수명을 연장하기 위한 열관리 시스템 설계는 여러가지 방법으로 설계됩니다. 먼저 배터리의 BMS 시스템에 의해서 온도가 모니터링되고 그 온도에 따른 시스템이 작동됩니다. 제일 먼저 냉각수나 공기 순환으로 열을 분산하여서 열관리를 하고 기타 히트싱크나 열전도체를 직접 부착해서도 열을 분산 시킵니다. 그리고 배터리의 과전류와 과방전등을 사전에 알람을 주어서 배터리의 열관리를 하기도 합니다.