초록 ▼

3. 개발결과 요약

최종목표
- 시스템 신뢰도 할당 및 고장모드 분석
- 가속수명시험 모델개발 및 스트레스 요인별 최적시험설계
- 하이브리드 굴삭기 핵심부품 신뢰성평가
- 가변부하의 누적등가부하 산출 및 수명예측기술 개발
- 하이브리드 동력전달 Unit 신뢰성평가 및 시제차량 DOE 지원
- 부품 신뢰도 B₁₀ 10,000 Hr, CL 90 %
- 시스템 신뢰도 B₁₀ 10,000 Hr, CL 90 %

개발내용 및 결과
- 시

3. 개발결과 요약

최종목표
- 시스템 신뢰도 할당 및 고장모드 분석
- 가속수명시험 모델개발 및 스트레스 요인별 최적시험설계
- 하이브리드 굴삭기 핵심부품 신뢰성평가
- 가변부하의 누적등가부하 산출 및 수명예측기술 개발
- 하이브리드 동력전달 Unit 신뢰성평가 및 시제차량 DOE 지원
- 부품 신뢰도 B₁₀ 10,000 Hr, CL 90 %
- 시스템 신뢰도 B₁₀ 10,000 Hr, CL 90 %

개발내용 및 결과
- 시스템 신뢰도 할당기술 개발
- 핵심부품 고장모드 분석(FMECA, QFD, FTA 등 개발)
- 핵심부품 신뢰성 평가기준 수립
- 핵심부품 가속수명시험모델 개발
- 필드조건 고려한 누적등가부하 산출
- Weibull 수명분포 규명 및 수명예측기법 개발
- 핵심부품 내환경성평가
- 핵심부품 가속수명시험 및 신뢰성평가
․ 선회전동기, 선회감속기, Inverter/Converter, Ultra Capacitor,엔진보조전동기, HCU, 붐 회생용 펌프/모터, 하이브리드 동력전달 시스템

기술개발 배경
하이브리드 굴삭기는 기존 굴삭기에 비해서 전기부품이 상대적으로 많이 적용되어 고객들로 하여금 제품의 품질문제에 대한 의문을 가지게 할 수 있고 이는 하이브리드 굴삭기의 시장 진입을 가로막는 가장 큰 허들로 인식되고 있음.
또한, 건설중장비 고객은 매우 보수적이기 때문에 하이브리드 굴삭기의 핵심 성공요인은 일차적으로 신뢰성으로 판단되어 하이브리드 굴삭기의 핵심 부품 및 시스템에 신뢰성 평가 기술은 하이브리드 굴삭기 개발에 있어서 매우 필요한 기술이라 할 수있음.

핵심개발 기술의 의의
기존 굴삭기에 대한 필드클래임 현황 및 각 핵심부품에 대한 가중치와 고장의 등급을 결정하고 신뢰도를 할당하여 개발될 시제품의 목표 신뢰도 구현가능성을 파악하고 이를 설계에 반영하여 신뢰성 기반 최적설계가 수행되도록 함으로써 궁극적으로 시스템의 목표 신뢰도를 달성할 수 있도록 추진.
신뢰도를 할당함에 있어서 고장모드에 대한 분석이 선행되어야 하며 이 과정에서 FMECA, FTA, DRBFM 등의 고장분석기술을 활용하고 신뢰도 할당에 있어서는 Enhanced AGREE 기법 등을 활용.
가속수명시험의 설계를 위하여 핵심부품에 대한 가속모델을 개발하고 이에 기반하여 다구찌 방법과 같은 최적시험설계 기법을 활용하여 가속수명시험을 설계하며, Allowable Limit 을 찾기 위한 Step Stress Test와 가용된 시간에서의 부하수준을 결정할 수 있는 Calibrated Accelerated Life Test 기법 등을 적용.
하이브리드 굴삭기의 핵심부품에 대하여 종합성능, 내환경성 및 안전성 그리고 가속수명시험 등을 통하여 확보된 시험결과 DATA BASE 를 활용하여 Weibull 수명분포를 구하고 그 결과를 통합하여 모듈 수준과 시스템 수준의 수명분포 예측기술 개발.
핵심부품에 대한 수명분포가 확보되면 필드에서 발생하는 변동 부하를 Road Load Data Aquisition 기법을 활용하여 획득하고, 이에 대한 누적등가부하를 산출하여 Virtual Qualification 알고리즘 개발에 활용하고 모듈 및 시스템의 수명예측에 적용.

적용 분야
휠 로더 등 건설 중장비, 상용차, 농기계, 철도 차량, 방산 차량 등 타 분야 적용 가능

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 9
• 목차 ... 13
• 제 1 장 서 론 ... 15
• 제 1 절 과제의 개요 ... 15
• 1. 국내ㆍ외 관련 기술의 현황 ... 16
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과 (기술개발 내용 및 방법) ... 23
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 23
• 1. 최종 목표 ... 23
• 2. 개발기술의 평가 방법 및 평가 항목 ... 23
• 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 25
• 1. 2단계 개발목표 및 평가 방법 ... 25
• 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 27
• 1. 2단계 1차년도 ... 27
• 2. 2단계 2차년도 ... 28
• 3. 2단계 3차년도 ... 29
• 제 4 절 수행 결과의 보안등급 ... 31
• 제5절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리현황 ... 32
• 제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 34
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 34
• 1. 연구개발 추진 일정 ... 34
• 2. 연구개발 추진 실적 ... 37
• 3. 정량적 목표 항목 ... 39
• 4. 주요 유형/무형 성과 ... 40
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 41
• 1. 기술개발 추진 체계 ... 41
• 2. 상세 추진 내용 ... 43
• 제 3 절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 127
• 1. 시장 현황 ... 127
• 2. 사업화 전망 ... 130
• 제 4 절 고용 창출 효과 ... 131
• 제 5 절 자체보안관리진단표 ... 132
• 부 록 ... 133
• B. 논문 ... 133
• C. 지식재산권 ... 139
• 끝페이지 ... 143