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[국내논문] 전기자동차의 회생제동에 따른 배터리 SOC 추정방법에 대한 연구
A Study on Battery SOC Estimation by Regenerative Braking in Electric Vehicles 원문보기

한국자동차공학회논문집 = Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers, v.20 no.1, 2012년, pp.119 - 123  

정춘화 (서울대학교 기계항공공학부) ,  박영일 (서울과학기술대학교 기계설계자동화공학부) ,  임원식 (서울과학기술대학교 자동차공학과) ,  차석원 (서울대학교 기계항공공학부)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In traditional vehicles, a great amount of energy is dissipated by braking. In electric vehicles (EVs), however, electric motors can be controlled to operate as generators to convert kinetic and potential energy of vehicles into electrical energy and store it in batteries. In this paper, the relatio...

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  • 본 연구에서는 이 두 가지 량의 관계를 분석하고 정리하였으며 이 관계로부터 얻은 배터리 SOC의 최종 값을 시뮬레이션에서 얻은 값과 비교하였다. 또한 두 가지 제동 알고리즘을 전기자동차 시뮬레이션에 적용하여 각각의 회생제동량과 배터리 SOC의 최종 값을 얻었으며 이를 회생제동과 배터리 SOC의 최종 값의 관계에서 얻은 결과와 비교하였다.
  • 본 연구에서는 차량이 주행 중에 회생한 에너지를 차량에 필요한 에너지에 연관시켜 회생제동과 SOC의 관계를 수식으로 정리하였으며 이 관계로부터 얻은 배터리 SOC의 최종 값을 시뮬레이션에서 얻은 값과 비교해 보았다. 또한 이상적인 제동력 분배곡선을 적용한 제동 알고리즘과 비례적 분배를 적용한 제동 알고리즘을 전기자동차 시뮬레이션에 적용하여 각 각의 회생제동량과 배터리 SOC의 최종 값을 확인하였으며 이를 수식에서 얻은 결과와 비교해 보았다. 결과적으로 이 두 가지 제동 알고리즘에서는 수식에서 얻은 결과가 모두 시뮬레이션 결과를 낮은 오차로 예측할 수 있었다.
  • 이는 전기자동차의 큰 장점이라고 할 수 있는데 주행 중에 얼마만큼의 에너지를 회수하는가에 따라 배터리 SOC의 최종 값도 다르게 된다. 본 연구에서는 이 두 가지 량의 관계를 분석하고 정리하였으며 이 관계로부터 얻은 배터리 SOC의 최종 값을 시뮬레이션에서 얻은 값과 비교하였다. 또한 두 가지 제동 알고리즘을 전기자동차 시뮬레이션에 적용하여 각각의 회생제동량과 배터리 SOC의 최종 값을 얻었으며 이를 회생제동과 배터리 SOC의 최종 값의 관계에서 얻은 결과와 비교하였다.
  • 전기자동차에서 회생제동과 배터리 SOC는 밀접한 관계를 가지고 있다. 본 연구에서는 차량이 주행 중에 회생한 에너지를 차량에 필요한 에너지에 연관시켜 회생제동과 SOC의 관계를 수식으로 정리하였으며 이 관계로부터 얻은 배터리 SOC의 최종 값을 시뮬레이션에서 얻은 값과 비교해 보았다. 또한 이상적인 제동력 분배곡선을 적용한 제동 알고리즘과 비례적 분배를 적용한 제동 알고리즘을 전기자동차 시뮬레이션에 적용하여 각 각의 회생제동량과 배터리 SOC의 최종 값을 확인하였으며 이를 수식에서 얻은 결과와 비교해 보았다.
  • 이 부분에서는 두 가지 제동 알고리즘을 전기자동차에 적용하여 각 각의 회생제동량과 배터리 SOC의 최종 값을 확인하고 이를 Fig. 2에서 얻은 결과와 비교하였다. 이 두 알고리즘 중 하나는 앞 뒤 바퀴 축에 이상적인 제동력 분배를 적용한 것이고 다른 하나는 앞 뒤 바퀴 축의 제동력을 비례적으로 분배한 것이다.

대상 데이터

  • 과 같은 차량 파라미터들을 선정하였다. 배터리는 70Ah를 선택하였고 배터리 전압은 대략 72V 그리고 모터의 평균 효율은 95%이다. Fig.
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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
전기 자동차가 많은 업체와 연구자들 사이에서 이슈가 되고있는 이유? 구온난화와 화석연료 자원의 위기로 인해 전기 자동차가 많은 업체와 연구자들 사이에서 이슈가 되고 있다. 하지만 전기자동차의 핵심 부품인 배터리에는 아직도 여러 가지 문제가 존재하고 있으며 주행과정에서 배터리의 에너지 소모량을 최대한 줄이는 것이 중요한 문제로 되고 있는데 회생제동이 그 한 가지 해결책으로 될 수 있다.
전기자동차에서 회생제동이 배터리 문제의 해결책이 될 수 있는 이유는? 하지만 전기자동차의 핵심 부품인 배터리에는 아직도 여러 가지 문제가 존재하고 있으며 주행과정에서 배터리의 에너지 소모량을 최대한 줄이는 것이 중요한 문제로 되고 있는데 회생제동이 그 한 가지 해결책으로 될 수 있다. 전기 차량은 기존의 차량과 달리 주행 중에 전기모터를 발전기로 작동하도록 제어할 수 있어 감속과정이나 내리막 주행시 차량의 운동에너지나 위치에너지를 전기에너지로 변환시켜 배터리에 저장할 수 있다. 이는 전기자동차의 큰 장점이라고 할 수 있는데 주행 중에 얼마만큼의 에너지를 회수하는가에 따라 배터리 SOC의 최종 값도 다르게 된다.
전기자동차의 가장 중요한 문제는? 지구온난화와 화석연료 자원의 위기로 인해 전기 자동차가 많은 업체와 연구자들 사이에서 이슈가 되고 있다. 하지만 전기자동차의 핵심 부품인 배터리에는 아직도 여러 가지 문제가 존재하고 있으며 주행과정에서 배터리의 에너지 소모량을 최대한 줄이는 것이 중요한 문제로 되고 있는데 회생제동이 그 한 가지 해결책으로 될 수 있다. 전기 차량은 기존의 차량과 달리 주행 중에 전기모터를 발전기로 작동하도록 제어할 수 있어 감속과정이나 내리막 주행시 차량의 운동에너지나 위치에너지를 전기에너지로 변환시켜 배터리에 저장할 수 있다.
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참고문헌 (5)

  1. M. Ehsani, Y. Gao and A Emadi, Modern Electric, Hybrid Electric and Fuel Cell Vehicles, 2nd Edn., CRC Press, UK, pp.115-120, 2010. 

  2. C. Zheng, Y.-I. Park, W. S. Lim and S. W. Cha, "A Simulation Study for the Performance of Electric Vehicles," The 25th World Battery, Hybrid and Fuel Cell Electric Vehicle Symposium and Exhibition, 2010. 

  3. C. Zheng, Y. Park, W. Lim and S. W. Cha, "A Simulation Study for the Performance of Electric Vehicles," The 25th World Battery, Hybrid and Fuel Cell Electric Vehicle Symposium & Exhibition, 2010. 

  4. M. Ehsani, Y. Gao and A. Emadi, Modern Electric, Hybrid Electric, and Fuel Cell Vehicles, 2nd Edn., CRC Press, UK, pp.53-65, 2010. 

  5. H. B. Jin, J. W. Huh, J. H. Shin and S. H. Hwang, "Development of Brake Control Algorithm for Hybrid Electric Vehicles to Improve Regenerative Braking Performance," Fall Conference Proceedings, KSAE, pp.2308-2313, 2007. 

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