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Kafe 바로가기주관연구기관 | 자동차부품연구원 |
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연구책임자 | 이춘범 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2017-12 |
과제시작연도 | 2016 |
주관부처 | 산업통상자원부 Ministry of Trade, Industry and Energy |
등록번호 | TRKO201800040155 |
과제고유번호 | 1415149573 |
사업명 | 자동차산업핵심기술개발 |
DB 구축일자 | 2018-10-13 |
키워드 | 디젤엔진.연소제어전략.플러그인 하이브리드자동차.하이브리드동력 제어전략.마찰손실저감. |
□ 핵심기술
디젤엔진기반 플러그인 하이브리드 시스템 설계/통합제어/효율 최적화 및 디젤엔진 연소 제어 기술과 마찰손실 저감 기술
□ 최종목표
기존 일반차량 대비 70%이상의 연비개선이 가능한 디젤 하이브리드 시스템 및 제어기술을 기반으로, 플러그인화를 통한 외부충전기능 적용으로 획기적인 1리터당 100km 주행 목표를 달성할 수 있는 초고효율 디젤 플러그인 하이브리드 시스템 설계 및 제어기술 분야 원천기술 확보
□ 개발내용 및 결과
본 연구를 통해 실차 모사 가상 환경 기반의 모듈 플러그-앤
□ 핵심기술
디젤엔진기반 플러그인 하이브리드 시스템 설계/통합제어/효율 최적화 및 디젤엔진 연소 제어 기술과 마찰손실 저감 기술
□ 최종목표
기존 일반차량 대비 70%이상의 연비개선이 가능한 디젤 하이브리드 시스템 및 제어기술을 기반으로, 플러그인화를 통한 외부충전기능 적용으로 획기적인 1리터당 100km 주행 목표를 달성할 수 있는 초고효율 디젤 플러그인 하이브리드 시스템 설계 및 제어기술 분야 원천기술 확보
□ 개발내용 및 결과
본 연구를 통해 실차 모사 가상 환경 기반의 모듈 플러그-앤-플레이 실시간 통합 시뮬레이션 기술과 가상 엔진 과도모델 개발 기술이 융합된 차량 시스템 개발/평가 프로세스가 구축되었으며, 개발 제어로직 탑재를 위한 VCU HW 및 SW가 개발됨
신구조 디젤 플러그인 하이브리드 시스템을 도출하고 전기 구동계 설계 및 제어 전략 최적화 기술과 엔진 연소제어기술의 융합을 통해 기준차량 대비 89.0%의 연비 향상을 달성함
마찰 저감 기술은 하이브리드 시스템의 적용시 과도 운전 조건에서의 내구성 향상 및 응답성 향상을 위한 기초 요소 기술로 저마찰 표면처리 기술을 개발하여 엔진의 마찰 토크 0.44Nm 감소시켜 연비 1.2% 저감을 달성함.
□ 기술개발 배경
지구 온난화로 인한 기후 변화 방지를 위한 온실가스 감축을 위해 코판하겐 유엔 기후 변화 협약에 따라 세계 각국은 온실가스 감축을 위해 노력중이며 우리나라는 2020년까지 배출전망치 대비 30%의 온실가스 저감을 목표로 감축을 진행하고 있음
국내 온실가스 총배출량은 688.3백만톤(CO2Eq.)이며 도로 수송분야는 82.1 백만톤으로 12%의 비율을 나타내고 있음(‘2012년), 각국의 정부 및 자동차 업계에서는 온실가스 배출량을 줄이기 위해 친환경 자동차 개발, 고효율 타이어 개발 및 보급, 중대형차 연비제도 도입, 친환경 운전습관 활성화 등의 다양한 노력을 경주하고 있음
자동차 동력시스템 분야에서 글로벌 이슈와 변화의 중심에는 공통적으로 인간중심의 고효율 친환경 동력시스템 기술개발이라는 포괄적 비전을 암시하고 있음
미래에 요구되는 획기적인 고연비 및 CO2 배출량 달성을 위해서는 혁신적인 동력원 및 차량시스템 기술이 요구되며, 하이브리드 시스템에 최적화된 고효율 디젤엔진 기반의 플러그인 하이브리드 시스템이 목표달성을 위한 현실적인 대안으로 기술 개발이 요구됨
□ 핵심개발 기술의 의의
하이브리드 통합제어기술은 국가적 보안기술로 인식되어 관리되고 있으며, 기존의 내연기관과 전기동력시스템이 조합되는 하이브리드 기술의 특성상 시스템 통합제어기술이 혁신적 목표 성능을 결정짓는 중요한 핵심기술로 인식되며, 이를 위해 차량시스템 및 서브시스템이 고려된 고도화된 모델기반 하이브리드 제어 원천기술 개발 필요
또한, 단독 동력원으로 활용되는 디젤엔진과는 상이한 동작환경이 예상되는 하이브리드용 디젤엔진의 경우, 최적 흡배기,연료분사 및 후처리 기술 기반의 연소제어기술이 요구되며, 하이브리드 시스템의 특성과 장점을 활용한 추가적인 에너지 손실저감 및 회수기술 등의 선행적인 발굴이 필요
플러그인 하이브리드화에 따른 디젤엔진의 획기적인 다운사이징 및 운전전략에 의한 엔진 동작점 변화는 회전계통의 비정상적인 마찰증가, 진동/소음 증가 요인으로 작용할 수 있으며,앞서 언급한 시스템 및 엔진기술 이외에도 추가적으로 마찰운동부 손실저감을 대응기술 또한 중요한 원천기술 분야로 인식됨
□ 적용 분야
본 연구를 통해 실차모사 가상환경 모듈 플러그-앤-플레이 실시간 통합 시뮬레이션 기술과 엔진 모델 개발 기술을 융합된 차량 및 평가 프로세스 및 개발환경(HW/SW)이 개발됨.
개발된 프로세스 및 개발환경은 자동차 및 핵심 부품 제작사에서 활용을 통해 내연기관 차량과 친환경 자동차(HEV, PHEV,xEV)대상으로 신개념/신구조 하이브리드 시스템, 요소부품 및 제어알고리즘에 대한 성능 검증 및 개발지원이 가능하며, 이를 통해 개발 기간 단축 및 최적화 개발이 가능함
또한, 본 연구에서 개발된 가상 엔진 모델 개발 기법은 엔진의 요소 부품 개발에 필수적으로 요구되는 가상 엔진 모델의 개발에 활용 가능하며, 이를 통한 신뢰성 높은 엔진 요소 부품 개발에 대한 지원이 가능함.
마찰운동부 손실저감을 대응기술을 통해 개발된 저마찰 표면처리 기술 및 공정기술은 하이브리드 자동차 뿐 아니라, 다양한 자동차의 요소 부품의 습동부의 마찰 저감에 활용 가능하며, 이를 통해 열효율 향상 및 내구성 향상에 기여가 가능함.
본 연구를 통해 양성된 연구인력은 자동차 제작사 및 핵심부품 제작사에서 하이브리드 시스템 개발과 관련된 업무에서 활용되고 있음
( 출처 : 최종보고서초록 - 3. 개발결과 요약 5p )
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연구책임자(Manager) : | - |
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