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Kafe 바로가기주관연구기관 | 자동차부품연구원 |
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연구책임자 | 황병우 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2014-04 |
과제시작연도 | 2013 |
주관부처 | 산업통상자원부 Ministry of Trade, Industry and Energy |
등록번호 | TRKO201600017228 |
과제고유번호 | 1415129576 |
사업명 | 그린카등수송시스템산업원천기술개발 |
DB 구축일자 | 2017-09-20 |
키워드 | 교환형 배터리.휠 모터.저상 액슬.휠 모터제어기술.차량제어기술. |
최종목표
액슬 일체형 모터 구동시스템 모터/인버터 설계최적화 및 제어기술 개발
배터리 교환식 휠모터 구동시스템 적용 전기버스 차량제어기술개발
핵심부품 성능평가기술 및 개발시스템 국내 주행노선적합성 평가기술 개발
개발내용 및 결과
▣ 1차년도 개발내용 및 결과
○ 휠 모터 구동시스템 특성해석 및 설계 기술 체계화
- 대상 시스템 사양선정을 위한 선진사 구동시스템 벤치마킹 완료
- 휠 모터 모델링 및 해석 수행
- 인버터 설계특성 연구 및 구동제어 알고리즘 연구
- 모터/인버
최종목표
액슬 일체형 모터 구동시스템 모터/인버터 설계최적화 및 제어기술 개발
배터리 교환식 휠모터 구동시스템 적용 전기버스 차량제어기술개발
핵심부품 성능평가기술 및 개발시스템 국내 주행노선적합성 평가기술 개발
개발내용 및 결과
▣ 1차년도 개발내용 및 결과
○ 휠 모터 구동시스템 특성해석 및 설계 기술 체계화
- 대상 시스템 사양선정을 위한 선진사 구동시스템 벤치마킹 완료
- 휠 모터 모델링 및 해석 수행
- 인버터 설계특성 연구 및 구동제어 알고리즘 연구
- 모터/인버터 시작샘플 설계(세부 1과제 지원)
○ 차량시스템 성능예측 및 초기 설계용 시뮬레이션 기술 개발
- 대상 시스템 용량선정을 위한 전기버스 시뮬레이션 모델 개발
- Backward 해석 기반 차량 요구 성능에 따른 시스템 용량 선정
○ 제어로직 개발 플랫폼 구성
- SILS/HILS기반 제어로직 개발용 공통 플랫폼 구성 및 동조화
=Matlab Simulink 기반의 핵심 부품모델 동기화
= 비실시간(SILS) 및 실시간(HILS) 모델 상호 상관성 확보
- SILS/HILS기반 제어로직 개발용 차량 시뮬레이션 모델 개발
- Forward 시뮬레이션 기술 개발
= 차량의 동특성 및 제어 성능 평가용 Forward 시뮬레이터 개발
○ 핵심 부품기반 성능평가 플랫폼 구성
- 평가장비 연계형 HILS기반 성능평가 시스템 구성 및 검증
- HILS기반 제어로직 개발용 차량 모델 적용
- 제어/내구 신뢰성 평가기술 개발
○ 개발시스템 적용성 분석용 국내 버스노선정보 DB-I 구축 및 분석
- 서울시 버스노선 및 교통 정보 DB 구축 (2D)
- 서울시 버스노선 실 도로 주행데이터 계측 및 분석(총 10개 노선)
- 서울 시내버스 주행 도로모델 개발
▣ 2차년도 개발내용 및 결과
○ 최적효율 분포형 휠 모터 구동시스템 설계 및 제어기술 개발
- 최적 연비효율 맞춤형 최적효율 분포 모델링 도출
- 정밀 전자계해석을 이용한 고조파 철손해석기법 개발 적용
- 시험을 통한 제어정수 비선형성 측정 및 보상 알고리즘 개발완료
○ 시뮬레이션 기반 차량시스템 제어기술 개발
- 시뮬레이션 기반 차량 성능평가용 주행모드 개발
= 주행 시나리오 기반 주행 환경 특성 분석 및 기준 주행 모드 개발
- 차량시스템 구동특성 분석 및 제어로직설계
= 차량 시스템 구동 성능 분석 및 차량 제어 로직 설계
= 구동 성능 분석 기반 차량 제어로직 최적화
- 시뮬레이션(SILS) 기반 제어로직 성능평가기술 확보
= 시뮬레이터 기반 제어로직 오류 및 안정성 평가기술 적용
- SILS/HILS기반 제어로직 개발용 차량 시뮬레이션 모델 개선
○ 핵심 부품기반 성능평가 기술 개발
- 부품 성능평가장비 연계형 HILS기반 성능평가기술 개발 및 활용
- 제어/내구 신뢰성 평가기술 개발
- 1차 시제 핵심부품 안정성 평가 완료
○ 개발시스템 적용성 분석용 국내 버스노선정보 DB-I 확장 및 분석
- 서울시 버스노선 DB 확장(2D)
- 서울시 버스노선 실 도로 주행데이터 계측 및 분석(총 10개 추가)
- 실 도로 주행데이터 기반 서울시 시내버스 노선정보 DB 구축
▣ 3차년도 개발내용 및 결과
○ 구동환경을 고려한 모터 구동시스템 최적설계 및 제어기술 개발
- 최적화 기법을 적용한 휠모터 최적설계 알고리즘
- 최대 에너지 효율형 인버터 최적 제어 알고리즘
○ 시뮬레이션 기반 차량시스템 제어기술 최적화
- 모터-리덕션 기어-휠 일체형 구동시스템 및 차량 성능 최적화 기술
= 최적 구동 성능 도출을 위한 시스템 용량 및 설계 제원 결정
= 하중 조건을 고려한 구성요소 성능 최적화 기술 개발
= 설계 제원 변동에 따른 성능 특성 분석 및 최적화 기술 개발
- 차량시스템 제어로직 최적화
= 차량 제어 로직 개선 및 제어 안정성 확보 기술 개발
= 최적주행노선 기반 차량 주행성능을 분석 및 제어로직 최적화
- SILS/HILS기반 제어로직 개발용 차량 시뮬레이션 모델 개선
= SILS/HILS기반 제어로직 개발용 차량 시뮬레이션 모델 개선
○ 제어 신뢰성 평가기술 개발
- HILS 평가용 고장모드 시나리오 개발 및 적합성 평가 수행
- 고장 모드 시나리오 기반 HILS 성능평가 수행
○ 핵심 부품기반 성능평가 및 검증
- 부품 성능평가장비 연계형 HILS기반 성능평가기술 절차 수립
○ 국내 버스노선정보 DB 기반 3D 도로 모델링
- 시뮬레이션 기반 서울 시내버스 주행 도로환경 해석 모델 개발
- DEM 데이터 및 교통정보 기반 3D 도로모델 생성 및 활용
▣ 4차년도 개발내용 및 결과
○ 휠 모터 구동시스템 상세 모델링 및 운전제어 성능평가 기술개발
- 휠 모터의 비선형 제어정수 추출 및 맵기반 모델링
- RT 모델링 기반 운전제어특성 성능평가기술 개발
○ 시험차량 실주행 조건기반 주행 전략 최적화
- 실 주행조건기반 연비(전기에너지효율) 최적화 주행전략 구축
= 실제 주행 부하 조건 모델링 기반 실차 적용 주행전략 구축
- 실 주행데이터를 이용한 주행전략 오차분석
- 가상 차량 운행 시뮬레이션 시스템/버스노선정보 DB/시험차량 주행데이터 연계 시뮬레이션 플랫폼 구축 완료
○ 시험차량기반 주행전략 신뢰성 및 내구성 검증
- 주행 전략 신뢰성 검증 및 내구성 평가
= 주행전략 내구성을 위한 고장모드 시나리오 개선(안) 도출
= ISO 15037-2, 14792, 16234 기반 주행 시나리오 개선(안) 도출
= 제어로직 주행안정성 및 Fail-Safe 신뢰성 평가 수행
- 가상 차량 운행 시뮬레이션 시스템/버스노선정보 DB/시험차량 주행데이터 연계 시뮬레이션 기술 활용 차량제어로직 검증 및 최적화
= 안전성/운전성 확보를 위한 차량제어로직 최적화 수행
= 가상 차량 운행 시뮬레이션시스템과 버스노선정보 DB 및 실차량 주행데이터를 연계한 주행환경 종합시뮬레이터의 차량제어 로직의 신뢰성을 검증 및 제어로직 최적화
○ 가상 차량 해석 시스템 구축 및 인프라 연계 전략 최적화 검증
- 기 구축 버스노선 DB기반 3D 도로모델 개선
- 선정 최적 주행노선 기반 가상 주행시나리오 개발
- 가상 주행 시나리오 및 VCU HILS 기반 차량 시뮬레이션 기술 개발
- 향후 개발 시스템 확대 적용 가능성 분석 결과 도출
- 해외 주요도시 실주행 데이터 기반 전기버스 적합성 검토 수행
○ 개발차량 최종 연비 성능 실차 평가
- 대형 차대동력계 기반 실차 평가 결과(연비 성능 분석 완료)
- 서울시 시내버스 주행모드 활용
- 전기버스 시뮬레이션 실차 상관성 분석 완료
○ 배터리교환식 전기버스 핵심부품 전자파 해석 및 시험
- 휠모터 구동시스템 전자파 해석
- 배터리 팩 전자파 시험 및 결과 분석
기술개발 배경
○ 전기자동차 시스템 개발의 가속화와 국내외 시장형성의 본격화에 따른 조속하고 신뢰성 있는 휠 모터 구동시스템 제어기술 및 평가 기술 확보 필요
○ 각국의 환경규제 강화 및 고유가 추세가 지속됨에 따라 전기 자동차를 통한 미래시장 선점의 필요성이 증가
○ ’저탄소 녹색성장’의 실현을 위해서는 전기자동차 보급 확산을 통하여 국내 에너지부문 CO2 배출량의 약 20%를 차지하는 수송 분야의 에너지 효율화 시급
핵심개발 기술의 의의
○ 전기버스 시스템의 핵심기술인 휠 모터 구동시스템 제어기술 및 평가기술 개발을 위한 휠 모터/인버터 개발 및 제어기술, 전기버스 차량제어 기술, 핵심부품의 성능평가 기술 및 주행적합성 평가 기술 개발 및 보완을 통한 전기버스 시스템 개발 원천기술 확보
적용 분야
초저상 전기버스, 시리즈 하이브리드 버스, 트럭, 특장차, 군용 차량 등
(출처 : 기술개발사업 최종보고서 초록)
과제명(ProjectTitle) : | - |
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연구책임자(Manager) : | - |
과제기간(DetailSeriesProject) : | - |
총연구비 (DetailSeriesProject) : | - |
키워드(keyword) : | - |
과제수행기간(LeadAgency) : | - |
연구목표(Goal) : | - |
연구내용(Abstract) : | - |
기대효과(Effect) : | - |
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