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내연기관 차량의 전기에너지 변화에 따른 연비 영향성 분석
Analysis of influence of fuel consumption on change of electric energy of internal combustion engine 원문보기

전력전자학회 2019년도 춘계학술대회, 2019 July 02, 2019년, pp.471 - 472  

고다솜 (자동차부품연구원) ,  김태훈 (자동차부품연구원) ,  정진범 (자동차부품연구원)

초록
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자동차 산업은 친환경 규제 대응과 함께 운전자의 안전성, 편의성 등 운전자의 가치 증대에 초점을 맞추어 IT기술이 융합된 전장기술의 필요성이 증가하고 있으며, 기술 개발이 활발히 진행되고 있다. 이는 하이브리드 자동차나 전기자동차에 사용되는 인버터, 컨버터, 충전기 등의 전력변환장치뿐만 아니라 기존의 내연기관 자동차의 전자 샤시(electronic chassis), 지능형 자동차, 48V 전력시스템 등 다양한 부문의 전장품 개발을 포함한다. 전장품의 증가는 필수적으로 전력부하의 증가를 의미한다. 이러한 전기에너지 소모량 증가에 따른 대안으로 태양광 자동차 같은 친환경 에너지를 보조 전원으로 활용하는 자동차들이 개발되기도 한다. 하지만 이러한 차량 전기에너지의 감소 또는 증가가 연비에 미치는 영향을 판단할 수 있는 관련 연구를 찾기 어려울 뿐만 아니라 현장의 차량 설계자들은 실제 차량을 구현하기 전까지 전기 에너지 변화에 따른 연비 영향성을 판단하기 어려운 실정이다. 이에 따라, 본 논문에서는 내연 기관 차량의 전기에너지 변화에 따른 연비 영향성을 분석하여 보다 효율적인 에너지 사용 방안에 대해 고찰한다. 상용 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 전기에너지 사용별 연비에 미치는 영향을 분석한다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 내연기관 차량의 소비 부하량이 연비에 미치는 영향성을 알아보고자 하였으며, 상용 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 모델을 구성하고 동일한 주행 패턴을 적용하여 결과를 분석하였다. 소비 부하량을 변수로 하여 동일한 주행거리 적용한 결과, 차량이 소비하는 전기에너지량이 증가할수록 연비가 줄어드는 것을 확인하였으며, 부하량이 클수록 그 차이가 줄어드는 경향을 확인하였다.
  • 본 연구에서는 이러한 연비 개선에 대한 정보 제공을 위해 전자 샤시(electronic chassis), 지능형 자동차, 48V 전력시스템 등 기술 개발이 활발히 진행되고 있는 전장품 증가에 초점을 맞추었다[2]. 현재는 차량 전기에너지의 증감이 연비에 미치는 영향을 분석한 연구 사례가 부족할 뿐만 아니라 실제 차량을 구현하기 전까지 전기에너지 변화에 따른 연비 영향성을 분석하기 어렵다.
  • 현재는 차량 전기에너지의 증감이 연비에 미치는 영향을 분석한 연구 사례가 부족할 뿐만 아니라 실제 차량을 구현하기 전까지 전기에너지 변화에 따른 연비 영향성을 분석하기 어렵다. 이에 따라 본 논문에서는 내연기관 차량의 전기 에너지 변화에 따른 연비 영향성을 분석하였다. 이때 실차를 이용한 전기에너지 사용량에 따른 연비를 분석하는 것은 현실 적인 한계가 있기 때문에 상용 시뮬레이션 툴을 활용하여 전기 에너지량별 연비에 미치는 영향을 정량적으로 분석하였다.

가설 설정

  • 전기소비량에 따른 연비를 확인하기 위해 소비 부하량을 변수로, 동일한 상태의 차량을 공통 변인으로 하는 모델을 구성하여 시뮬레이션을 수행하였다. 이때 소비 부하량은 일정한 상수 값으로 소비된다고 가정하였으며, 그림 1의 하위 블록에 있는 accelec에서 변경가능하다. 소비 부하량은 기준에 되는 0W를 기준으로 100W, 200W, 500W, 1000W, 2000W 순으로 변경하였다.
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