초록 ▼

핵심기술
차량 대 차량, 차량 대 기물 등의 차량 사고 발생시 2차 사고를 방지하기 위한 전원자동차단장치 개발
최종목표
사고로 인한 차량내 대전류 발생, Short 발생에 의한 간헐적 대전류 발생, 암전류 발생 등에 따른 위험 방지 및 2차 사고발생을 없애기 위한 대전류차단장치 시스템 개발
개발내용 및 결과
- 배터리 전원제어 시스템 모듈 구성
배터리 상태 분석을 위한 센서부
● 입력 정보를 분석하여 차단 및 정보 전달을 수행하기 위한 제어부
● 차단기능 수행을 위한 동작부 (Relay 및

핵심기술
차량 대 차량, 차량 대 기물 등의 차량 사고 발생시 2차 사고를 방지하기 위한 전원자동차단장치 개발
최종목표
사고로 인한 차량내 대전류 발생, Short 발생에 의한 간헐적 대전류 발생, 암전류 발생 등에 따른 위험 방지 및 2차 사고발생을 없애기 위한 대전류차단장치 시스템 개발
개발내용 및 결과
- 배터리 전원제어 시스템 모듈 구성
배터리 상태 분석을 위한 센서부
● 입력 정보를 분석하여 차단 및 정보 전달을 수행하기 위한 제어부
● 차단기능 수행을 위한 동작부 (Relay 및 구동 회로)
● 외부 입력(Air-Bag, ACC, IGN) 처리부
● CAN 통신을 위한 회로부
- 센서 설계
● 센서 회로 설계 (HALL-IC)
● Core 해석 및 설계
- 장착을 위한 기구물 설계
● Body, Case(Top, Bottom)
● Post Terminal, Bus-Bar 등
- 차량 운행 환경 신뢰성 검증
● 차량 장착성 검증
● 운행 환경 동작 및 성능 검증
- 기구물 제작(외주처리)
● 사출물 프레스물 금형 제작
● 금속류 프레스 및 가공
● 치공구, Jig 제작
● Mock-up 제작 (필요시)
- 암전류의 판단 및 배터리 상태에 따른 차단 알고리즘 개발
-배터리 잔량 판단을 위한 전원 분석 알고리즘 개발 (OCV, 전류 적산법 등)
- 배터리 모델링 및 성능개선 알고리즘 개발
- S/W 검증 및 기능의 유효성 검증
기술개발배경
시대가 거듭될수록 자동차는 기계, 전자, 통신, 제어기술을 기반한 스마트화가 급속화 되고 있으며 이런 기술발전에 따라 안전성, 편의성을 획기적으로 향상시킴으로 안전하고 쾌적한 운전환경을 제공하는 한편 교통사고를 줄이고자 노력하는 중에 있다.
흔히 자동차의 지능화가 이루어지고 있는 실적이며, 그로 인해 자동차 전장 시스템과 부품의 수가 증가하고 배터리 전원소비율이 날이 갈수록 증대되고 있는 실정이다. 이에 배터리에서 공급되는 전원을 효율적으로 관리하는 것은 중요한 개발 모토로 자리 잡았다.
국내외 완성차 업체에서도 이런 배터리 전력소비율을 줄이기 위해 암전류 규격을 내놓았으며 그를 기반한 전원관리 체계가 수립되고 배터리의 수명연장 및 효율향상을 위한 발전제어시스템의 적용을 강조하고 있다.
암전류 감시 및 발전제어시스템을 구현하기 위해서는 배터리로부터 공급되는 전원전류를 관리할 수 있는 Battery Sensor(BS)나 Intelligent Battery Sensor(IBS)가 사용되고 있으며, 배터리 잔량 예측 및 운행 중 발전제어를 위해 ECU 등 차량의 제어유닛에서 배터리 전압, 전류, 온도 및 배터리 잔량수치인 State Of Charge(SOC)를 관리하는 기술이 개발되었다.
배터리 자체의 전원 안정화 뿐만 아니라 비정상 부하에 기인한 과전류의 방지기술이 차량의 안전성 개선과 사고방지를 위한 중요한 기술로 부각되기 시작했으며, 주요 과전류 발생의 요인을 찾아 대전류발생을 방지하고 시스템적으로 전원 쇼트, 충돌 사고로 인한 과부하 발생을 억제/차단하는 전원차단장치시스템 개발의 필요성이 확대되고 있다.
핵심개발기술의 의의
- 암전류 검출 및 SOC 기반의 배터리 관리 시스템이 적용된 전원차단장치는 국내외 최소 신규개발품.
- 현재 시장에 형성된 제품군의 경우 작양방식의 1회성 전원차단장치인데에 반해 본 과제를 통해 개발한 시스템은 다회성 사용이 가능한 Latch Relay를 적용하여 이전 모델대비 활용도 및 기능, 시스템적으로 업그레드가 이루어짐.
- 기초적인 차량의 시스템에 대해 이해하고, 배터리 센서를 통해 전압전류 및 온도를 검출하는 알고리즘을 구축하여 모듈에 적용하고 회로구현을 통한 통합제어시스템을 개발하여야 하기에 기반기술이 없이는 개발에 어려움이 따름.
당사의 경우는 배터리 센서를 개발하여 양산에 적용중이며 관련 알고리즘 및 기술을 다량 보유하고 있는 실적임.
- 본 과제를 통해 개발한 전원차단장치는 주요 부속품인 Latch Relay의 개발비용 및 개발시간을 줄이기 위해 수입품으로 대체되고 있으며 그 외의 시스템 회로구현, 기능의 활성화, 알고리즘 개발 및 기구물 제작에 있어서 100% 국산화가 가능함.
- 해외의 여타 개발 완료된 전원차단장치 및 관련 기술의 도입성은 아직 미비하며 해외 유수의 제품군의 경우 Explosive Type의 작약방식을 사용하고 있기 때문에 릴레이의 사용이 되지 않는 제품에 대해서는 기술도입에 다소 어려움이 따름.
국내 기술만으로도 충분히 개발이 완료될 수 있다고 판단.
- 해당 전원차단장치의 개발모듈 및 배터리 관리 시스템의 회로, 성능 외 신뢰성 시험을 통해 제품검증이 완료되어 기술수출에도 어려움이 없을 것으로 예상되며, 실차 적용을 통해 개발기술이 입증될 수 있기에 해외 완성차 업체로의 기술수출 가능성이 높음.
적용분야
- 선박용, 군수용, 항공용 외 응용분야 확대 적용가능.
- 기존 차량용 전원차단장치 시스템에서 해결할 수 없었던 암전류차단, 실시간 배터리 모니터링 기능을 통해 신뢰성 높은 전원 Management System 적용이 가능.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 기술개발사업 보고서 초록 ... 3
• 연구개발사업 주요 연구성과 ... 11
• 목 차 ... 15
• 제 1 장 서론 ... 16
• 제 1 절 기술개발 개요 ... 16
• 1. 기술개발의 필요성 및 동향 ... 16
• 2. 기존기술의 문제점 및 개선방향 ... 17
• 3. 개발기술의 우수성 및 사업화 ... 19
• 제 2 절 국내외 관련기술 현황 ... 20
• 1. 사전준비 경과 및 주요 내용 ... 20
• 2. 과제 추진 관련 사전조사 내용 ... 21
• 제 2 장 기술개발 내용 및 방법 ... 24
• 제 1 절 추진내용 및 방법 ... 24
• 1. 최종목표 및 개발내용 ... 24
• 2. 개발목표 및 추진내용 ... 27
• 3. 기술개발 목표 ... 29
• 제 3 절 기술개발 내용 ... 40
• 1. 알고리즘 개발(Algorithm & Logic Development) ... 40
• 2. Hardware 개발 ... 53
• 3. 시제품 제작 ... 81
• 4. 성능 시험 ... 88
• 5. 신뢰성 시험 ... 102
• 제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 116
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 116
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 122
• 제 3 절 시장현황 및 사업화전망 ... 124
• 제 4 절 향후계획 ... 130