기계로봇공학부

 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 3분 20(*)초 이내로 단축이 가능합니다. 

* 100kWh 전기차 배터리(테슬라 모델S, 기아 EV9 급 고성능 전기차 배터리)를 80%까지 충전하는 데 소요되는 시간으로, 800Vdc 전압과 7m 길이의 충전 케이블을 사용해 케이블 표면 온도를 안전 온도(80℃)로 유지하는 조건에서 예측된 충전 시간. 배터리 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 기대된다”고 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 2024년 9월 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(제1저자, GIST), 노현석(공동저자, GIST), 이승현 (교신저자, GIST)