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문제 정의
- 병렬형은 자동차의 구동력이 전동기와 엔진 두 군데에서 공급받을 수 있으므로 전동기나 ESS의 크기를 줄일 수 있지만 엔진의 최대 효율점 운전이 어렵기 때문에 연비는 크게 향상시킬 수 없다.[2],[3],[4] 본 논문에서는 직렬형 하이브리드 전기 자동차 구조를 기반으로 자동차 요구 성능에 따른 각 구성요소별 파워 정격을설계하였다.
- 본 논문은 하이브리드 전기 자동차의 운전 특성 분석을 위해 에너지 개념을 이용한 PSIM 시뮬레이터를 구성하였다. 시뮬레이션 결과 직렬형 하이브리드 자동차는 기존의 자동차 엔진이 낮은 효율점에서 운전되던 것을 최대 효율점 부근에서 운전이 가능하게 함으로써 연료소비 효율을 늘리고 제동시 마찰에 의해 소비되던 제동 에너지의 일부를 회생하여 연비를 향상시키는 것을 알 수 있었다.
- 직렬형 하이브리드 자동차에서 엔진/발전기는 배터리가 완전 방전되는 것을 막기 위해 안정된 파워를 공급하는데 그 목적이 있다. 엔진/발전기의 정격설계에서 고려되어야할 사항은 두 가지가 있다.
가설 설정
- 시뮬레이터는 PSIM을 사용하여 DLL파일로 구성하였으며 시뮬레이션 흐름도는 그림 10과 같다. 시뮬레이션에 사용된 자동차 운행 사이클은 빈번한 가속과감속이 존재하는 도시형 운행패턴을 가정하여 임의로 설계하였다. 자동차 운행 사이클로부터 각 시간별 자동차 속도 정보가 입력되면 전단계의 시뮬레이션 스텝에서 계산되어진 자동차 속도 출력과의 비교를 통해서 가속과 감속 조건을 결정하게 된다.
- 만약 (19)에 의해서 구동륜으로 분배된 제동력이 회생 가능한 최대 파워보다 크다면 제동력 분배는 (19)를 따라 이상적 분배가 되도록 하고 회생 가능한 최대 파워보다 작다면 제동력 분배는 (20)에 따라 그 감속비에서 최대의 회생이 되도록 가능한 많은 제동력을 구동륜으로 분배하게 된다. 전륜이 구동 륜이라는 가정 하에 전륜으로 분배된 제동력이 회생 가능한 최대 파워보다 작다면 전륜의 모든 제동력은 전동기를 통하여 에너지저장장치로 회생되며 전륜의 제동력이 회생 가능한 최대 파워보다 크다면 회생제동 제한 값 이상의 제동력은 후륜의 제동력과 함께 기계적 제동으로 소비된다. 에너지저장장치의 SOC는 (12) 와 같이 각 스텝마다 에너지저장장치의 입ž출력 파워를 적분하여 에너지 변화를 계산하고 단계별 에너지저장장치의 에너지 상태와 에너지 용량의 비를 통하여 구할 수 있다.
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