초록 ▼

□ 연구개요
○ 연료전지자동차는 구동모터, 인버터, 연료전지 등의 전기구동 장치로 인하여 상당한 발열이 발생하므로 적절한 냉각을 통한 열관리가 매우 중요함.
○ 고출력 밀도와 고효율을 갖는 영구자석 모터(BLAC, BLDC)의 경우 최근 자동차 전동부품에 적용이 확대되고 있는 추세이나 영구자석 모터의 주요 재료인 희토류계 영구자석의 경우 온도에 매우 취약하며 가격이 비싼 단점이 있음.
○ 대표적 비희토류 모터인 SRM은 영구자석을 사용하지 않으므로 근본적으로 고온고열 환경에 대한 내구성 및 신뢰성이 매우 뛰어날 뿐만

□ 연구개요
○ 연료전지자동차는 구동모터, 인버터, 연료전지 등의 전기구동 장치로 인하여 상당한 발열이 발생하므로 적절한 냉각을 통한 열관리가 매우 중요함.
○ 고출력 밀도와 고효율을 갖는 영구자석 모터(BLAC, BLDC)의 경우 최근 자동차 전동부품에 적용이 확대되고 있는 추세이나 영구자석 모터의 주요 재료인 희토류계 영구자석의 경우 온도에 매우 취약하며 가격이 비싼 단점이 있음.
○ 대표적 비희토류 모터인 SRM은 영구자석을 사용하지 않으므로 근본적으로 고온고열 환경에 대한 내구성 및 신뢰성이 매우 뛰어날 뿐만 아니라 기존의 영구자석형모터(BLDC, PMSM)에 비해 가격이 매우 저렴한 장점이 있음.
○ SRM은 회전자에 브러쉬, 자석, 권선이 없고 고정자에만 권선이 있는 매우 간단한 구조를 갖기 때문에 제작비가 저렴하고 내구성이 우수함.
○ SRM은 인버터로 구동되는 기존의 영구자석형 모터에 비해 인버터 브리지의 shoot-through 고장이 원천적으로 없어 우수한 신뢰성을 가짐.
○ 본 연구에서는 국내최초로 연료전지차량 냉각용 EWP에 적용한 SRM을 개발하고 제어기 및 제어기법을 연구하여 SRM의 미래자동차전장 분야의 적용가능성에 대하여 선행연구를 하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
○ 국내최초의 SRM 을 적용한 차량용 EWP 구동 모터 설계 및 시제품 제작 완료
○ 시제품 SRM의 파라미터 측정을 위한 전압적분법 확립
○ EWP 구동용 SRM 용 일체형 설계 및 시제품 제작 완료
○ 모터- 제어기 연동 동적시뮬레이션 모델링을 통하여 동적성능특성검증 완료
○ EWP용　SRM 의 최적제어 기법 ( MTPA control, DB control) 확립
○ 소음, 진동, 토크리플을 고려한 설계기법 체계화 및 제어 알고리즘 최종 튜닝
○ 시제품 12/8 SRM 의 단품시험 및 모터연동 시험평가기법 확립

□ 연구개발결과의 중요성
○ 고신뢰성, 고내환경을 갖는 SRM을 최초로 EWP에 적용하여 방수구조 전장부의 동작온도 유지를 통하여 관련 장치들의 기계적 수명을 늘릴 뿐만 아니라 이를 통해 차량의 구동 효율을 높일 수 있음
○ 전압적분법을 사용한 SRM의 파라미터 측정법은 기존의 측정방법에 비해 우수한 정확도로 인하여 시제품의 제작오차 확인 및 제어알고리즘 튜닝에 활용
○ SRM의 최적효율을 위한　MTA 기법 및 DB 제어 기법을 적용하여 SRM의 제어성능 튜닝에 활용 가능
○ 수소연료전지자동차 및 기존 내연기관 자동차에 확대 적용 가능성
○ 상업용 자동차 및 건설기계 용 디젤/하이브리드 엔진 시장에 적용 개발
○ 차세대 고효율 일체형 EWP 구동 모터 및 드라이브 시스템 설계, 제작, 제어 관련 기술개발 노하우 및 지적재산권 습득
○ SRM의 자동차 전장부품 적용 및 전기자동차 분야에 확대 적용 가능성 높임
○ 시제품 개발 기술 통하여 관련기업과 연속적인 공동기술개발 추진가능성 확대

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• (1) 연구의 필요성 ... 4
• (2) 연구의 목표 및 범위 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• (1) 전동식 워터펌프 (EWP) 용 SRM 설계 및 제작 ... 6
• (2) EWP용 SRM 구동을 위한 제어기 설계 및 제작 ... 9
• (3) EWP 구동 모터 최적 제어 알고리즘 ... 10
• (4) EWP 구동 모터 및 제어기 시제품 성능 시험 ... 11
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 12
• 4. 참고문헌 ... 12
• 5. 연구성과 ... 12
• 끝페이지 ... 14