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전륜 인라인 후륜 인휠 모터 적용 전기자동차의 최적 동력 분배
Optimal Power Distribution for an Electric Vehicle with Front In-line Rear In-wheel Motors 원문보기

한국자동차공학회논문집 = Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers, v.22 no.2, 2014년, pp.76 - 82  

김정민 (안동대학교 기계자동차공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, an optimal power distribution algorithm is proposed for the small electric vehicle with front in-line and rear in-wheel motors. First, it is assumed that the vehicle driving torque and velocity are given conditions. And, an optimal problem is defined that finding the front and rear mo...

주제어

#전기자동차   #인라인모터   #인휠모터   #차량 시뮬레이션   #동력분배  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 3,4) 이에 이 연구에서는 전륜은 기존 전기자동차와 동일한 인라인 모터가 장착되고, 후륜에는 인휠모터가 장착된 전기자동차를 대상으로 연구를 진행하고자 한다. 또한, 인라인 모터의 경우 모터 크기에 대한 제한이 비교적 작기 때문에, 영구자석이 사용되지 않고 코일로 구성된 유도전동기가 주로 사용된다.
  • 본 연구에서는 전후륜의 동력분배를 최적화 하여 에너지 소비를 최소화 하는 것이 목적이며, 다음과 같이 배터리 동력 Pb를 최소화 하는 것으로 최적화 문제의 목적함수를 설정할 수 있다.
  • 9,10) 하지만, 기존 연구는 큰 부하에서 전후륜 모터를 모두 사용하고, 작은 부하에서는 전륜 모터만 사용하는 기초적인 방법이었다. 이에 이 연구에서는, 주행상황에 따라 최적화된 전후륜 구동력 분배 로직을 개발하여 전기자동차의 에너지 소비를 최소화 하고, 시뮬레이션을 통하여 그 성능을 검증하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
인휠 모터가 장착된 전기자동차의 장점은? 1(b)는 이 인휠 모터가 장착된 전기자동차를 도시한 것이다. 인휠 모터가 휠 안에 장착되어 있기 때문에 인휠(in-wheel)이라고 부르며, 인휠 모터가 휠을 직접 구동하므로써 향상된 동력전달 효율과 증가된 차량 공간을 확보할 수 있다.5) 또한, 전후좌우 휠의 구동 및 제동력을 독립 제어함으로써, 향상된 승차감과 선회시 차량 안정성을 확보할 수 있다.6,7) 인휠 모터가 후륜에 장착되어 선회시 차량 안정성 확보 제어를 수행 하였을 경우, 기존 차량의 차량 안정성 제어 대비 20%에서 40%향상된 성능을 확보할 수 있다고 보고된 바 있다.
최근 개발되는 인휠모터 연구 추세는 어떠한가? 최근 개발된 인휠모터의 경우, 전후륜에 모두 장착하기 보다는후륜에 장착하여 전기자동차의 동력을 보조하고, 우수한 차량의 동적 거동 성능을 확보 하는 방향으로 진행되고 있다.3,4) 이에 이 연구에서는 전륜은 기존 전기자동차와 동일한 인라인 모터가 장착되고, 후륜에는 인휠모터가 장착된 전기자동차를 대상으로 연구를 진행하고자 한다.
인라인(in-line) 구조의 전기자동차의 단점은? 여기서 구동축은 직선(line)으로 볼 수 있고, 전기모터가 이 구동축을 통하여 동력을 전달하기 때문에, 이와 같은 구조를 인라인(in-line) 구조라고 부른다. 이 구조는 기존의 내연기관과 유사한 구조를 보이기 때문에, 차량 무게 배분 및 내부 구조 설계의 자유도가 부족한 단점이 있다. 이에 전기모터를 각 구동 휠에 장착한 인휠(in-wheel) 모터가제안되었다.
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참고문헌 (11)

  1. Y. Kageyama, K. Hisada and H. Misawa, "Technology for Distinctive Handling Performance of the Newly Developed," SAE 2011-39-7207, 2011. 

  2. M. Kamachi and T. Hosokawa, "Study on Practicality of Electric Vehicle "i-MiEV" under Severe Weather," SAE 2011-39-7241, 2011. 

  3. J. Kim, I. Kim, C. Lee, S. Park, K. Park, I. Jo, K. Park and H. Moon, "Development of In-wheel Traction System for Electric Vehicle," KSAE Spring Conference Proceedings, pp.2259-2263, 2011. 

  4. D. Kim, K. Shin, S. Lee and T. Yeo, "Development of In Wheel Motor System on Rear Wheels for Small Electric Vehicle," KSAE Annual Conference Proceedings, pp.1350-1354, 2010. 

  5. J. Kim, C. Park, S. Hwang, Y. Hori and H. Kim, "Control Algorithm for an Independent Motor-drive Vehicle," IEEE Transactions on Vehicular Technology, Vol.59, No.7, pp.3213-3222, 2010. 

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  6. S. Kim, C. Kim, D. Kim, J. Choi, M. Choi and C. Han, "A Study on Traction and Yaw-rate Control for the Rear In-wheel Independent Drive Electric Vehicle," KSAE Spring Conference Proceedings, pp.1015-1019, 2011. 

  7. Y. Kim, C. Park and G. Wang, "A Fundamental Study on the Control of Ride Comfort and Attitude for In-wheel Motor Vehicles," Transactions of KSPSE, Vol.16, No.1, pp.91-97, 2012. 

    원문보기 상세보기 crossref

  8. B. Jacobsen, "Potential of Electric Wheel Motors as New Chassis Actuators for Vehicle Maneuvering," Proc. Inst. Mech. Eng., Part D: J. Automobile Eng., Vol.216, No.8, pp.631-640, 2002. 

    상세보기 crossref

  9. N. Mutoh, "Front and Rear Wheel Independent Drive Type Electric Vehicle (FRID EV) with Compatible Driving Performance and Safety," World Electric Vehicle Journal, Vol.3, No.1, pp.1-10, 2009. 

  10. H. Song, Y. Lee, J. Baek, J. Park and S. Hwang, "Driving Force Distribution Algorithm for Improved Driving Efficiency of 4-Wheel-drive In-wheel Electric Vehicles," KSAE Spring Conference Proceedings, pp.1846-1850, 2013. 

  11. J. Santiago, H. Bernhoff, B. Ekergard, S. Eriksson, S. Ferhatovic, R. Waters and M. Leijon, "Electrical Motor Drivelines in Commercial All-electric Vehicles: A Review," IEEE Transactions on Vehicular Technology, Vol.61, No.2, pp.475-484, 2012. 

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