전기자동차 화재로 발생하는 독성가스 위험성 분석
Consequence analysis of toxic gas generated by electric vehicle fire
- 주제(키워드) computational fluid dynamic , lithium ion battery , consequence analysis , electric vehicle
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 정승호
- 발행년도 2019
- 학위수여년월 2019. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 환경안전공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000028389
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
휴대용 전자기기의 시장이 성장함에 따라서 Lithium Ion Battery(LIB)의 수요 또한 증가하고 있다. LIB는 다른 2차 전지에 비해 높은 효율성을 보이지만 열 폭주(Thermal runaway)로 인한 폭발/화재의 위험성이 있다. 특히나 대용량 LIB cell을 탑재한 Electric Vehicle(EV)의 경우 화재로 발생하는 대량의 독성 가스로 인한 위험성 또한 존재한다. 따라서 사고 피해를 최소화하기 위한 EV 화재로 발생하는 독성 가스의 위험성 분석이 필요하다. 이 연구에서는 EV의 화재로 발생하는 독성 가스의 유동을 전산유체역학(Computational Fluid Dynamic; CFD)을 이용하여 해석하였다. 문헌 조사 결과와 국내 EV 자료를 기반으로 EV 버스 사고로 인한 화재 발생 시나리오를 설정하였다. 독성 가스는 EV 화재로 발생 가능한 독성 가스 중 위험도가 가장 높은 불화수소를 선택하여 시나리오 발생 경과에 따른 확산을 수치 해석하였다. 해석 결과는 다음과 같다. 일반 시민의 경우 사고 발생 10분 기준으로 사고 발생 장소로부터 94 m까지 대피해야 하고 사고 발생 시간 30분 기준으로 사고 발생 장소로부터 200 m까지 대피해야 한다. 시나리오 발생 가능성이 높은 시가지의 경우 도로 방향으로 공기 유동이 형성되므로 도로를 따라 대피하는 것을 피해야 한다. 또한 주수를 이용한 소화 작업 시 화재 경과 정도에 따라서 LIB의 화학 반응으로 더 많은 불화수소가 발생할 수 있으므로 이를 고려하여 소화 방법을 선택해야 한다. 이 연구는 EV 화재로 인한 독성 가스의 위험성을 분석하여 사고 발생에 의한 인명, 재산피해를 최소화하는데 의의가 있다.
more목차
I. 서 론 1
1. LIB 화재 위험 1
2. LIB의 독성 위험성에 대한 선행 연구 3
3. EV 보급 현황 및 전망 5
4. 연구의 목적 9
Ⅱ. 방 법 론 10
1. LIB 열 폭주 10
2. 시나리오 13
3. Data plotting 14
4. 독성 기준 16
Ⅲ. 수치해석 17
1. 지배방정식 18
2. 경계조건 20
3. 대기안정도 22
Ⅳ. 결 과 23
V. 결 론 34
참고문헌 36
영문요약 39
