최근 석유자원의 고갈 및 환경오염에 대한 대안으로 친환경 자동차의 보급 확대의 필요성이 증대되고 있다. 이는 지구온난화 및 에너지 자원의 고갈 등의 당면 문제를 해결하기 위하여 공해 배출이 없고 연료 의존성이 없으며 운영비가 저렴한 전기 자동차에 대한 연구의 진행을 가속화시키고 있는 것이다. 본 논문에서는 친환경자동차인 대용량 전기자동차 구동시스템에 대한 설계 기준을 마련하여 이에 대한 성능을 검증하고, 고장운전의 문제점과 개선책을 제안하는 논문이다. 주로 전기버스와 같은 대용량의 전기자동차용 MCU(Main motor control ...
최근 석유자원의 고갈 및 환경오염에 대한 대안으로 친환경 자동차의 보급 확대의 필요성이 증대되고 있다. 이는 지구온난화 및 에너지 자원의 고갈 등의 당면 문제를 해결하기 위하여 공해 배출이 없고 연료 의존성이 없으며 운영비가 저렴한 전기 자동차에 대한 연구의 진행을 가속화시키고 있는 것이다. 본 논문에서는 친환경자동차인 대용량 전기자동차 구동시스템에 대한 설계 기준을 마련하여 이에 대한 성능을 검증하고, 고장운전의 문제점과 개선책을 제안하는 논문이다. 주로 전기버스와 같은 대용량의 전기자동차용 MCU(Main motor control unit)는 기존의 산업용 인버터에 비해 매우 가혹한 조건에서도 동작해야 하며 또한 속응 운전을 위한 유도전동기의 축 제어알고리즘과 고 신뢰성 운전기법의 적용이 필요하다. 이에 따라 대용량의 MCU 설계에 따른 파워스텍의 설계기법과 그에 따른 보호회로 대책, 주행 중에서의 신뢰성 검증과 전기적 제어회로의 고장 원인의 분석 및 개선방안에 관한 내용을 제안하였다. 제안된 연구는 배출가스의 문제 및 열적·기계적 해석의 문제 등 전기자동차의 다양한 연구 분야 중에서 특히 전기적 구성품의 주요 요소인 MCU 전장품에 한해서 연구를 진행하였다. 대용량 전기자동차의 신뢰성 향상을 위하여 다양한 성능개선을 시도하였으며 대용량 MCU의 설계를 위하여 IGBT 병렬화 기법 등을 제시하였고, 주행 중에 대하여 전기적 각 부품에 대한 고장원인의 분석과 함께 그 고장의 검증 모의실험 기법 그리고 그에 대한 개선책을 제안하여 그 검증 결과를 제시하였다. 대용량 전기자동차 구동장치인 MCU에서의 고장 및 오작동은 인명에 특히 치명적이기 때문에 안정성을 확보 할 수 있는 기술의 적용은 무엇보다 중요하다. 이러한 측면에서 본 논문에서는 대용량의 전기자동차에서 수반되는 전기적인 다양한 부품의 고장원인의 문제점 분석 및 개선대책, 실제의 필드 운전 성능에 대한 구현 실험을 수행하여 그 결과를 제시였다. 새로운 제작사의 IGBT를 적용한 대용량화를 위한 병렬화 기법, IGBT소자의 안정화 구동기법 및 트러블 슈팅기법 등 파워스텍의 고장원인과 개선기법은 물론이고, 전기적 제어 부품인 전류 검출회로와 커넥터의 불량에 대한 접촉상태와 강인한 전원회로의 설계기법 등 다양한 기술적 기법을 제안하였다. 특히 대용량 전기자동차 구동시스템에 대하여 신뢰성 제고를 위한 분석 대응의 측면에서 PSIM 시뮬레이션 및 과도상태 정밀해석을 위한 벡터제어기법을 Matlab 시뮬레이션으로 수행하여 본 제안 알고리즘의 타당성을 입증하였다. 또한 이의 검증을 토대로 시험차량에 적용하여 그 성능을 검증하여 결과를 제시하였으며 우수한 성능임을 입증 하였다. 이의 모의실험 및 성능 실험의 결과물 제시는 기존 선진국의 전기자동차 경쟁제품과의 성능비교를 수행할 수 있다는 기초 토대를 마련하였을 뿐만 아니라 고 신뢰성의 대용량 MCU기술의 보급 확대에 기여하리라 예상한다.
최근 석유자원의 고갈 및 환경오염에 대한 대안으로 친환경 자동차의 보급 확대의 필요성이 증대되고 있다. 이는 지구온난화 및 에너지 자원의 고갈 등의 당면 문제를 해결하기 위하여 공해 배출이 없고 연료 의존성이 없으며 운영비가 저렴한 전기 자동차에 대한 연구의 진행을 가속화시키고 있는 것이다. 본 논문에서는 친환경자동차인 대용량 전기자동차 구동시스템에 대한 설계 기준을 마련하여 이에 대한 성능을 검증하고, 고장운전의 문제점과 개선책을 제안하는 논문이다. 주로 전기버스와 같은 대용량의 전기자동차용 MCU(Main motor control unit)는 기존의 산업용 인버터에 비해 매우 가혹한 조건에서도 동작해야 하며 또한 속응 운전을 위한 유도전동기의 축 제어알고리즘과 고 신뢰성 운전기법의 적용이 필요하다. 이에 따라 대용량의 MCU 설계에 따른 파워스텍의 설계기법과 그에 따른 보호회로 대책, 주행 중에서의 신뢰성 검증과 전기적 제어회로의 고장 원인의 분석 및 개선방안에 관한 내용을 제안하였다. 제안된 연구는 배출가스의 문제 및 열적·기계적 해석의 문제 등 전기자동차의 다양한 연구 분야 중에서 특히 전기적 구성품의 주요 요소인 MCU 전장품에 한해서 연구를 진행하였다. 대용량 전기자동차의 신뢰성 향상을 위하여 다양한 성능개선을 시도하였으며 대용량 MCU의 설계를 위하여 IGBT 병렬화 기법 등을 제시하였고, 주행 중에 대하여 전기적 각 부품에 대한 고장원인의 분석과 함께 그 고장의 검증 모의실험 기법 그리고 그에 대한 개선책을 제안하여 그 검증 결과를 제시하였다. 대용량 전기자동차 구동장치인 MCU에서의 고장 및 오작동은 인명에 특히 치명적이기 때문에 안정성을 확보 할 수 있는 기술의 적용은 무엇보다 중요하다. 이러한 측면에서 본 논문에서는 대용량의 전기자동차에서 수반되는 전기적인 다양한 부품의 고장원인의 문제점 분석 및 개선대책, 실제의 필드 운전 성능에 대한 구현 실험을 수행하여 그 결과를 제시였다. 새로운 제작사의 IGBT를 적용한 대용량화를 위한 병렬화 기법, IGBT소자의 안정화 구동기법 및 트러블 슈팅기법 등 파워스텍의 고장원인과 개선기법은 물론이고, 전기적 제어 부품인 전류 검출회로와 커넥터의 불량에 대한 접촉상태와 강인한 전원회로의 설계기법 등 다양한 기술적 기법을 제안하였다. 특히 대용량 전기자동차 구동시스템에 대하여 신뢰성 제고를 위한 분석 대응의 측면에서 PSIM 시뮬레이션 및 과도상태 정밀해석을 위한 벡터제어기법을 Matlab 시뮬레이션으로 수행하여 본 제안 알고리즘의 타당성을 입증하였다. 또한 이의 검증을 토대로 시험차량에 적용하여 그 성능을 검증하여 결과를 제시하였으며 우수한 성능임을 입증 하였다. 이의 모의실험 및 성능 실험의 결과물 제시는 기존 선진국의 전기자동차 경쟁제품과의 성능비교를 수행할 수 있다는 기초 토대를 마련하였을 뿐만 아니라 고 신뢰성의 대용량 MCU기술의 보급 확대에 기여하리라 예상한다.
Recently, there is an increasing demand for eco-friendly cars as alternatives to oil resource depletion and environmental pollution. This is accelerating the studies on electric vehicle due to its low fuel dependency, operating cost and discharge of pollutants to solve the pending issues of global w...
Recently, there is an increasing demand for eco-friendly cars as alternatives to oil resource depletion and environmental pollution. This is accelerating the studies on electric vehicle due to its low fuel dependency, operating cost and discharge of pollutants to solve the pending issues of global warming and resource depletion. This paper suggested the design standards of high-capacity electric vehicle drive system. Moreover, this paper verified its performance, and further suggested the problem of abnormal operation and its improvements. In general, MCU(Main motor Control Unit) for high-capacity electric vehicles, such as electric buses, should be operable even in harsh conditions, compared to original industrial inverters. Also, d-q axis control algorithm of induction motor and highly reliable operation should be applied for fast responding drive. This paper discussed the design method of power stack in high-capacity MCU design and measures to protection circuit related to this issue. Further, this paper also discussed reliability verification during driving, analyzed reasons of electric control circuit failures and suggest solutions. Among various fields of study about electric vehicle such as problems on exhaust emissions, thermal and mechanical analysis, etc, this study was only done with the MCU electronic control unit, which is especially a main electrical component. In this study, many attempts were done to improve performance to enhance the reliability of high-capacity electric vehicle, and also IGBT parallelization for designing high-capacity MCU was suggested. Moreover, based on the analysis on reasons of each electrical component’s failures while driving, simulation test method for modifying these failures and their improvements will be suggested as a result. Failures and malfunctions of MCU, which is an operating equipment of high-capacity electric vehicle, can be especially fatal to life, so it is very important to apply any technology that can secure its stability. In this aspect, this study suggested analysis on problems of various reasons for electrical components’ failures which are often accompanied with high-capacity electric vehicle, and improvements for such problems through implementing experiment about its performance during actual field drive. As well as parallelization in order to increase capacity, with IGBT from new manufacturer applied, and failure reasons of power stack and its improvements such as stabilization or trouble-shooting of IGBT device, various technologies, such as examining contact between bad connector and current sensing circuit, which is a component for electrical control, and method for designing strong power circuits, were also suggested in this paper. Especially PSIM simulation in the aspect of responding to the analysis for improving reliability of high-capacity electric vehicle driving system, and vector control for high-precision analysis on transient state, were simulated through Matlab, and this verified validity of suggested algorithm. Also, based on this investigation, it was applied to a test vehicle and verified its superior performance. These simulation and performance test results not only just provided the basic foundation of possibility that it is comparable to other existing electric vehicles from advanced countries, but also were expected to contribute to expansion of highly reliable techniques for high-capacity MCU.
Recently, there is an increasing demand for eco-friendly cars as alternatives to oil resource depletion and environmental pollution. This is accelerating the studies on electric vehicle due to its low fuel dependency, operating cost and discharge of pollutants to solve the pending issues of global warming and resource depletion. This paper suggested the design standards of high-capacity electric vehicle drive system. Moreover, this paper verified its performance, and further suggested the problem of abnormal operation and its improvements. In general, MCU(Main motor Control Unit) for high-capacity electric vehicles, such as electric buses, should be operable even in harsh conditions, compared to original industrial inverters. Also, d-q axis control algorithm of induction motor and highly reliable operation should be applied for fast responding drive. This paper discussed the design method of power stack in high-capacity MCU design and measures to protection circuit related to this issue. Further, this paper also discussed reliability verification during driving, analyzed reasons of electric control circuit failures and suggest solutions. Among various fields of study about electric vehicle such as problems on exhaust emissions, thermal and mechanical analysis, etc, this study was only done with the MCU electronic control unit, which is especially a main electrical component. In this study, many attempts were done to improve performance to enhance the reliability of high-capacity electric vehicle, and also IGBT parallelization for designing high-capacity MCU was suggested. Moreover, based on the analysis on reasons of each electrical component’s failures while driving, simulation test method for modifying these failures and their improvements will be suggested as a result. Failures and malfunctions of MCU, which is an operating equipment of high-capacity electric vehicle, can be especially fatal to life, so it is very important to apply any technology that can secure its stability. In this aspect, this study suggested analysis on problems of various reasons for electrical components’ failures which are often accompanied with high-capacity electric vehicle, and improvements for such problems through implementing experiment about its performance during actual field drive. As well as parallelization in order to increase capacity, with IGBT from new manufacturer applied, and failure reasons of power stack and its improvements such as stabilization or trouble-shooting of IGBT device, various technologies, such as examining contact between bad connector and current sensing circuit, which is a component for electrical control, and method for designing strong power circuits, were also suggested in this paper. Especially PSIM simulation in the aspect of responding to the analysis for improving reliability of high-capacity electric vehicle driving system, and vector control for high-precision analysis on transient state, were simulated through Matlab, and this verified validity of suggested algorithm. Also, based on this investigation, it was applied to a test vehicle and verified its superior performance. These simulation and performance test results not only just provided the basic foundation of possibility that it is comparable to other existing electric vehicles from advanced countries, but also were expected to contribute to expansion of highly reliable techniques for high-capacity MCU.
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