144-145 2021 [추계학술대회]
| 제목 | 메탈 Electrically Heated 담체의 응축수에 의한 부식 가속 내구 시험법 고찰 |
|---|---|
| 분야 | 에너지 및 배기 |
| 언어 | Korean |
| 저자 | 이상호( 한국자동차연구원), 오광철( 한국자동차연구원), 장성욱( 세종공업), 정병규( 한국자동차연구원), 이경복( 한국자동차연구원) |
| Key Words | EHC(Electrically Heated Catalyst, 전기적 가열 촉매), Condensate(응축수), High-Temperature Oxidation Corrosion(고온 산화 부식), Accelerated Durability Test(가속 내구 시험) |
| 초록 |
전세계적으로 승용 자동차 뿐만 아니라 건설기계 및 농기계에 대한 대기환경 규제가 날로 강화되고 있다. 현재 국내·외 여러 제조사는 130~560kW급 건설기계/농기계의 기준 NOx 배출량 0.4 g/kWh, PM 배출량 0.025 g/kWh 이하를 만족하는 후처리 시스템을 개발을 완료하여 유럽의 Stage V 배기 규제에 대응하고 있으나, 향후 미국의 Tier 5 및 유럽의 Post Stage V 규제는 NOx, PM 등과 같은 배기가스에 대한 규제가 더욱 엄격해지며, 입자수(PN)에 대한 규제 역시 실시될 것으로 예측된다. 이러한 배기규제 강화에 대응하고, 선진국 이상의 기술 수준을 확보하기 위해 배기 열관리(Thermal Management) 기술의 적극적인 개발이 필요하다. 현재 국내의 건설기계 및 농기계의 NOx 규제는 일반적으로 암모니아를 환원제로 적용하는 SCR(선택적촉매환원) 시스템이 적용되어 대응하고 있으나, 이러한 SCR 시스템은 초기 냉간 시동 시 및 저온 운전 구간에서의 NOx 저감률이 낮다는 문제를 가지고 있다. 따라서 배기 열관리 기술 개발의 일환으로 초기 온도를 상승시켜 냉간 시동 및 저온 운전 구간에서도 NOx 저감 효율을 확보할 수 있는 EHC를 개발하고, 실차에 적용할 수 있는 신뢰성과 내구성을 확보하고자 하였다. EHC는 메탈 재질로 제작되어 전압을 가하면 열을 발생시켜 효율적으로 NOx를 저감시킬 수 있는 온도까지 배기 온도를 증가시킨다. 차량 운행 중 가열된 배기 온도는 운행 종료 후 시동이 off 되면 점차 식으면서 주변 온도와의 온도 차에 의해 응축수가 생성된다. 이러한 응축수에는 차량에서 배출되는 NOx와 같은 산성 물질이 포함되어 있기 때문에 메탈 재질인 EHC와 접촉하면 녹 발생과 부식이 진행될 수 있으며, 전압을 인가하여 가열하는 EHC 특성상 부식으로 떨어진 layer가 다른 layer와 접촉하며 쇼트를 일으켜 제품의 파손을 야기할 수 있다. 이와 같이 응축수에 의한 피해를 방지하며 제품의 신뢰성 및 내구성을 확보하기 위하여 응축수에 의한 부식 가속 내구 시험법에 대한 고찰이 이루어졌다. |
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