초록 ▼

연구의 목적 및 내용
○ 철도 차량에 적용된 기존 냉각시스템을 보완하고, 높은 냉각 효율(시스템 공간 차지 대비 냉각 성능)을 가지는 PCM(Phase Change Material) 복합소재를 적용한 철도차량용 냉각장치의 요소기술 개발
- PCM 나노복합소재 적용 냉각장치 적용기술 개발
- 개발 냉각장치 성능 평가기술 개발
- PCM 나노복합소재 합성 공정기술 개발

연구개발성과
○ 철도차량용 급속·고발열 전장품의 열환경 분석기법 정립과 국내 최초로 시도된 PCM기반 복합소재를 적용한 능동냉각시

연구의 목적 및 내용
○ 철도 차량에 적용된 기존 냉각시스템을 보완하고, 높은 냉각 효율(시스템 공간 차지 대비 냉각 성능)을 가지는 PCM(Phase Change Material) 복합소재를 적용한 철도차량용 냉각장치의 요소기술 개발
- PCM 나노복합소재 적용 냉각장치 적용기술 개발
- 개발 냉각장치 성능 평가기술 개발
- PCM 나노복합소재 합성 공정기술 개발

연구개발성과
○ 철도차량용 급속·고발열 전장품의 열환경 분석기법 정립과 국내 최초로 시도된 PCM기반 복합소재를 적용한 능동냉각시스템의 설계기술 정립
○ 철도 현장에서 효용성, 효과성이 있는 능동냉각 기술을 적용하기 위한 PCM 기반 복합소재 냉각장치의 요소기술 개발 및 성능평가 기술 개발
○ 밀폐구조 내 급속·고발열 특성을 가진 전장품 냉각 시 열성능지수 20% 이상 향상, 설치공간 10% 축소 가능한 PCM 적용 냉각장치 요소기술 개발
○ PCM 기반 복합소재 요소기술을 급속·고발열 전장품 냉각장치에 적용 및 성능 확인을 통해 실제 현장 적용이 가능한 냉각모델(시작품 포함) 개발
○ 다품종 소량생산 특성 상 해외 전장품 제조공급사의 설계에 의존해온 철도차량용 히트싱크 장치의 독자적 핵심 설계기술 개발 및 경험 축적

연구개발성과의 활용계획(기대효과)
【철도차량 및 철도 전력설비용 냉각장치 기술 분야】
○ 장착공간/중량 제약을 받고 충격적 열로 인한 열 소손, 성능저하 방지가 필수로 요구되는 급속·고발열 전장품의 가혹환경 냉각장치 설계에 활용
○ 급속·충격 발열(Impact Heat)로 고가·고기능 전장품의 열 소손, 기능 저하방지가 필수인 철도 전력설비의 급속 열충격 완화·냉각장치 설계에 활용

【철도 관련산업 또는 타 산업계의 냉각장치 기술 분야】
○ ESS(Energy Storage System；에너지 저장장치) Stack 등 밀폐구조 내에 급속·과발열형 전장품 충격열의 완화 또는 발화를 막을 냉각장치에 활용
○ 수소 철도차량, 수소 전기자동차의 밀폐공간 탑재조건을 가진 고발열 전장품·배터리 등 급속·충격열 완충이 요구되는 능동냉각장치에 활용
○ 산업용 터보 블로워 인버터, 태양광발전 시스템 인버터 및 UPS 무정전 전원시스템, 인버터 전력변환형 엘리베이터, 대형 변압기용 냉각장치에 활용

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 가. 연구개발의 필요성 ... 6
• 나. 연구개발 대상의 국내·외 현황 ... 7
• 다. 연구개발의 중요성 ... 14
• 라. 선행 연구 내용 및 결과 ... 16
• 마. 연구개발의 목표 및 내용 ... 19
• 2. 연구수행내용 및 성과 ... 23
• 가. 수요처(철도운영기관/철도차량제작사) 요구사항 조사 및 분석 ... 23
• 나. 철도차량 주요 발열부 열환경 분석 및 적용방안 도출 ... 25
• 다. PCM 나노복합소재 기반 냉각장치 설계 및 제작 ... 34
• 라. 냉각 성능 평가 ... 55
• 마. 상용화를 위한 시스템 보완 방안 ... 75
• 3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 82
• 가. 연구 목표 ... 82
• 나. 목표 달성여부 ... 83
• 다. 목표 미달성 시 원인(사유) 및 차후 대책(후속연구의 필요성) ... 89
• 4. 연구개발 성과의 활용 계획 등 ... 90
• 가. 성과활용을 위한 성능 최적화 및 제품화·실용화 관련 추가 연구의 필요성 ... 90
• 나. 성과 활용·제품화 대비 기술 기준 및 KS 국가 산업표준 규격 제정 검토 ... 92
• 붙임. 참고문헌 ... 94
• 끝페이지 ... 96