[학위논문]EMI Optimization Analysis을 통한 전기차 무선충전컨트롤모듈의 EMI 저감 기술에 관한 연구 A Study on EMI Reduction Technique of Electric Vehicle Wireless Charging Control Module using EMI Optimization Analysis원문보기
본 논문에서는 전기자동차 무선전력전송시스템 중 충전소에서 차량으로 전기에너지를 무선으로 충전할 때 이를 제어를 하는 ECU(Electronic Control Unit)에서 발생하는 EMI(Electromagnetic Interference)를 저감시키기 위해 시뮬레이션을 이용한 ...
본 논문에서는 전기자동차 무선전력전송시스템 중 충전소에서 차량으로 전기에너지를 무선으로 충전할 때 이를 제어를 하는 ECU(Electronic Control Unit)에서 발생하는 EMI(Electromagnetic Interference)를 저감시키기 위해 시뮬레이션을 이용한 EMI 저감 기술을 연구하였다. 전기차 무선충전컨트롤모듈 시스템은 무선전력전송시스템을 통해 전기에너지가 공급되면 PLC(Power Line Communication)를 이용하여 충전소와 차량 간 통신으로 충전을 제어하는 시스템이다. 모든 전장부품은 CISPR 25 및 OEM의 EMI규격인증을 획득해야 하며 차량시스템의 전자화로 EMI스펙은 강화되고 있다. 본 논문에서는 전기차 무선충전 컨트롤모듈의 EMI를 고려한 설계와 EMI를 저감하는 최적화기술을 제안하였다. 전기차 무선충전컨트롤모듈의 EMI 저감을 위해 노이즈 소스가 되는 전원단 스위칭 부품들과 마이크로컨트롤러, 통신부품간의 설계검증을 강화학습기반의 최적화 시뮬레이션으로 모듈에서 발생하는 EMI 노이즈를 개선하였다.. 본 논문에서는 강화학습을 통해 전기차 무선충전컨트롤모듈의 사전 설계검증과 EMI를 저감하는 최적화기술을 검증한다. 강화학습기반의 EMI 시뮬레이션은 무선충전컨트롤모듈에서 DC-DC컨버터 및 전력소자부품의 동작 시 발생하는 스위칭 주파수가 전자파 노이즈의 소스가 된다. 이 노이즈소스가 지나가는 전원선의 설계에 따라 발생하는 EMI에 영향을 주기에 전원무결성 검증을 위해 시뮬레이션 소프트웨어에 스크립트코딩으로 자동화검증 프로그램을 설계하여 전원단의 EMI 저감 효과를 얻었다. 마이크로컨트롤러와 PLC 통신 부품간의 데이터통신으로 발생하는 전자파 노이즈에 대한 신호무결성 검증을 하였다. 무선충전컨트롤모듈의 통신단 신호무결성 검증을 위해 시뮬레이션을 통해 신호라인의 50옴 임피던스설계와 신호라인에 대해 TDR(Time Domain Reflect)해석을 통해 문제점을 확인하고 통신단 신호라인의 설계자동화 스크립트를 설계하여 EMI 저감 효과를 얻었다. 제안한 EMI 최적화 시뮬레이션을 통한 EMI 저감 기술은 전기자동차와 무선충전소간의 통신을 통해 전기충전과 충전상태, 충전세이프티 등 무선충전에 대한 모니터링진단역할을 하는 무선충전컨트롤모듈시스템의 EMI를 줄일 수 있는 연구를 하였으며 연구된 기술을 통해 다양한 전장부품에 적용하여도 큰 효과를 얻을 수 있다.
본 논문에서는 전기자동차 무선전력전송시스템 중 충전소에서 차량으로 전기에너지를 무선으로 충전할 때 이를 제어를 하는 ECU(Electronic Control Unit)에서 발생하는 EMI(Electromagnetic Interference)를 저감시키기 위해 시뮬레이션을 이용한 EMI 저감 기술을 연구하였다. 전기차 무선충전컨트롤모듈 시스템은 무선전력전송시스템을 통해 전기에너지가 공급되면 PLC(Power Line Communication)를 이용하여 충전소와 차량 간 통신으로 충전을 제어하는 시스템이다. 모든 전장부품은 CISPR 25 및 OEM의 EMI규격인증을 획득해야 하며 차량시스템의 전자화로 EMI스펙은 강화되고 있다. 본 논문에서는 전기차 무선충전 컨트롤모듈의 EMI를 고려한 설계와 EMI를 저감하는 최적화기술을 제안하였다. 전기차 무선충전컨트롤모듈의 EMI 저감을 위해 노이즈 소스가 되는 전원단 스위칭 부품들과 마이크로컨트롤러, 통신부품간의 설계검증을 강화학습기반의 최적화 시뮬레이션으로 모듈에서 발생하는 EMI 노이즈를 개선하였다.. 본 논문에서는 강화학습을 통해 전기차 무선충전컨트롤모듈의 사전 설계검증과 EMI를 저감하는 최적화기술을 검증한다. 강화학습기반의 EMI 시뮬레이션은 무선충전컨트롤모듈에서 DC-DC컨버터 및 전력소자부품의 동작 시 발생하는 스위칭 주파수가 전자파 노이즈의 소스가 된다. 이 노이즈소스가 지나가는 전원선의 설계에 따라 발생하는 EMI에 영향을 주기에 전원무결성 검증을 위해 시뮬레이션 소프트웨어에 스크립트 코딩으로 자동화검증 프로그램을 설계하여 전원단의 EMI 저감 효과를 얻었다. 마이크로컨트롤러와 PLC 통신 부품간의 데이터통신으로 발생하는 전자파 노이즈에 대한 신호무결성 검증을 하였다. 무선충전컨트롤모듈의 통신단 신호무결성 검증을 위해 시뮬레이션을 통해 신호라인의 50옴 임피던스설계와 신호라인에 대해 TDR(Time Domain Reflect)해석을 통해 문제점을 확인하고 통신단 신호라인의 설계자동화 스크립트를 설계하여 EMI 저감 효과를 얻었다. 제안한 EMI 최적화 시뮬레이션을 통한 EMI 저감 기술은 전기자동차와 무선충전소간의 통신을 통해 전기충전과 충전상태, 충전세이프티 등 무선충전에 대한 모니터링진단역할을 하는 무선충전컨트롤모듈시스템의 EMI를 줄일 수 있는 연구를 하였으며 연구된 기술을 통해 다양한 전장부품에 적용하여도 큰 효과를 얻을 수 있다.
The objective of this study was to develop an EMI (Electro-Magnetic Interference) reduction technology using simulation method to reduce EMI generated from ECU (Electronic Control Unit) known to control charging operation when charging electric energy for a vehicle at a charging station using a wire...
The objective of this study was to develop an EMI (Electro-Magnetic Interference) reduction technology using simulation method to reduce EMI generated from ECU (Electronic Control Unit) known to control charging operation when charging electric energy for a vehicle at a charging station using a wireless power transmission system. The electric vehicle wireless charging control module system is a system in which the charging operation is controlled by using communication between the charging station and the vehicle through PLC (Power Line Communication) when electric energy is supplied through the wireless power transmission system. All electric components should obtain CISPR25 and OEM’s EMI standard certifications. EMI specification is strengthened as the vehicle system is electronized. In this paper, we proposed a design considering the EMI of the electric vehicle wireless charging control module and an optimized technology to reduce the EMI. EMI noise generated from the electric vehicle wireless charging control module was reduced and improved by performing a reinforcement learning based optimization simulation for design verification among power stage switching components, micro controllers, and communication components as noise sources. In this paper, we performed a pre-design verification for the electric vehicle wireless charging control module and the optimization technology to reduce EMI through reinforcement learning. In the reinforcement learning based EMI simulation, switching frequency was generated when the DC-DC converter and the power device parts in the wireless charging control module became the source of electromagnetic wave noise. Since the design of the power line through which the noise source was propagated might affect the EMI, an automated verification program was designed by script coding using the simulation software for power integrity verification. As a result, the EMI reduction effect was obtained at the power stage. Signal integrity was verified against the electromagnetic noise generated by data communication between the microcontroller and PLC communication parts. To verify the signal integrity of the communication terminal of the wireless charging control module, the problem was confirmed using a 50 ohm impedance design of the signal line and TDR (Time Domain Reflect) analysis of the signal line. Furthermore, EMI reduction effect was obtained by designing the automated design script for the signal line of the communication terminal. In this paper, the proposed EMI reduction technology using a reinforcement learning based simulation could reduce the EMI of the wireless charging control module system, which plays a role in monitoring and diagnosing the wireless charging operation such as the electric charging process, the charging status, and the charging safety using the communication between the electric vehicle and the wireless charging stations. When this technology is applied to various electronic parts, great effects can be obtained.
The objective of this study was to develop an EMI (Electro-Magnetic Interference) reduction technology using simulation method to reduce EMI generated from ECU (Electronic Control Unit) known to control charging operation when charging electric energy for a vehicle at a charging station using a wireless power transmission system. The electric vehicle wireless charging control module system is a system in which the charging operation is controlled by using communication between the charging station and the vehicle through PLC (Power Line Communication) when electric energy is supplied through the wireless power transmission system. All electric components should obtain CISPR25 and OEM’s EMI standard certifications. EMI specification is strengthened as the vehicle system is electronized. In this paper, we proposed a design considering the EMI of the electric vehicle wireless charging control module and an optimized technology to reduce the EMI. EMI noise generated from the electric vehicle wireless charging control module was reduced and improved by performing a reinforcement learning based optimization simulation for design verification among power stage switching components, micro controllers, and communication components as noise sources. In this paper, we performed a pre-design verification for the electric vehicle wireless charging control module and the optimization technology to reduce EMI through reinforcement learning. In the reinforcement learning based EMI simulation, switching frequency was generated when the DC-DC converter and the power device parts in the wireless charging control module became the source of electromagnetic wave noise. Since the design of the power line through which the noise source was propagated might affect the EMI, an automated verification program was designed by script coding using the simulation software for power integrity verification. As a result, the EMI reduction effect was obtained at the power stage. Signal integrity was verified against the electromagnetic noise generated by data communication between the microcontroller and PLC communication parts. To verify the signal integrity of the communication terminal of the wireless charging control module, the problem was confirmed using a 50 ohm impedance design of the signal line and TDR (Time Domain Reflect) analysis of the signal line. Furthermore, EMI reduction effect was obtained by designing the automated design script for the signal line of the communication terminal. In this paper, the proposed EMI reduction technology using a reinforcement learning based simulation could reduce the EMI of the wireless charging control module system, which plays a role in monitoring and diagnosing the wireless charging operation such as the electric charging process, the charging status, and the charging safety using the communication between the electric vehicle and the wireless charging stations. When this technology is applied to various electronic parts, great effects can be obtained.
Keyword
#EMI EMC Simulation WPT Electric Vehicle Electric Vehicle Wireless Charging Control Module
학위논문 정보
저자
김양현
학위수여기관
숭실대학교 대학원
학위구분
국내박사
학과
전자공학과(일원)
지도교수
서철헌
발행연도
2021
총페이지
100
키워드
EMI EMC Simulation WPT Electric Vehicle Electric Vehicle Wireless Charging Control Module
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.