초록 ▼

1. 기술개발개요
○ 적용 기술
- 2.3kW/kg 이상의 출력밀도를 갖는 전기자동차용 120kW급 구동모터와 인버터, 다판클러치 방식 싱크로나이저의 2단 변속기가 결합된 전기자동차용 후륜 파워트레인 모듈 개발

○ 적용 개요
- 현재까지 개발된 자동차용 변속기 중 동력전달 효율이 가장 높은 수동변속기 방식을 기반으로 하여 전기모터의 고 회전에 대응하고 자동변속이 가능한 기술을 추가하여 단순하면서 전기자동차에 최적화된 제품을 구현
- 수동변속기 방식을 기반으로 하여 기존의 개발 인프라 활용 및 제품

1. 기술개발개요
○ 적용 기술
- 2.3kW/kg 이상의 출력밀도를 갖는 전기자동차용 120kW급 구동모터와 인버터, 다판클러치 방식 싱크로나이저의 2단 변속기가 결합된 전기자동차용 후륜 파워트레인 모듈 개발

○ 적용 개요
- 현재까지 개발된 자동차용 변속기 중 동력전달 효율이 가장 높은 수동변속기 방식을 기반으로 하여 전기모터의 고 회전에 대응하고 자동변속이 가능한 기술을 추가하여 단순하면서 전기자동차에 최적화된 제품을 구현
- 수동변속기 방식을 기반으로 하여 기존의 개발 인프라 활용 및 제품 가격을 낮추고, 변속충격을 줄일 수 있는 새로운 방식의 클러치 장치가 추가된 변속기를 개발하고, 이를 일반화하여 다양한 전기자동차에 활용될 수 있는 것을 목표

2. 개발내용 및 결과
(1) 주관기관 ((주)삼현)
○ 헤어핀 권선을 적용한 헤어핀 타입 구동모터 설계
- 구동모터 사양 분석 완료
- 구동모터 전자계회로 설계 및 개선 완료
- 헤어핀 타입 구동모터 기구설계 및 개선 완료
- 구동모터 열·유동 해석 완료
○ 헤어핀 타입 구동모터 제작 기술 및 지그 / 치구 개발
- 구동모터 조립절차서 및 지그 개발 및 개선 완료
○ 구동모터 구동용 인버터 설계
- 인버터 부품 선정 완료 (전력반도체, IPM(Intelligent Power Module) 모듈 채택, DC-link 커패시터 형상 설계 및 제작, 커넥터, 전류센서)
- 인버터 구조 설계 및 제작 완료 (PCB 아트웍 및 제작, 인버터 Layout 설계, 인버터 하우징 설계)
○ 구동모터 및 인버터 시제품 제작
- 구동모터 부품 개발 및 시제품 제작 완료
- 인버터 부품개발 및 시제품 제작 완료
○ 구동모터 및 인버터 시제품 특성 및 성능평가
- 구동모터 및 인버터 시작품 단품 특성 검증 완료
- 구동모터 및 인버터 통합 성능평가 완료
○ 변속 엑츄에이터 개발
- 변속 엑츄에이터 기구부 및 구동부 사양 도출 완료
- 변속 액츄에이터 구동모터 전자계 및 기구 설계 완료
- 변속 액츄에이터 구동모터 부품개발 및 시제품 제작 완료
- 변속 액츄에이터 구동모터 단품 및 모듈 성능평가 완료
(2) 참여기관 1 (티아이씨(주))
○ 2단 변속기 적용 소요기술 분석
- 변속기 소요기술 분석 완료
- 요구조건 및 소요기술 분석 완료
○ 2단 변속기 최적화 설계
- 변속기 하우징 설계 완료
- GEAR 설계 완료
- BEARING & SHAFT 수명 설계 완료
- 중량 최소화 설계 완료
○ 변속기 가공용 TOOL/JIG 개발
- 최적 전위 CUTTER 설계/제작 완료
- 최적화된 전용 JIG 설계/제작 완료
○ 2단 변속기 시제품 제작
- 금형 제작 완료
- 최적 가공 방안 수립 완료
- 변속기 하우징 및 내부 기어류 제작 완료
- 치공구 유격 최소화 정밀 가공 완료
○ 2단 변속기 시제품 시험 검증
- 동력전달 효율 검증 완료
- 내구시험 후 기어 치형 분석 완료
(3) 참여기관 2 (한국자동차연구원)
○ 전기자동차 변속기용 대용량 싱크로나이저 개념 설계 완료
○ 대용량 싱크로나이저 시제품 설계 및 개선 완료
○ 싱크로나이저 시제품 작동시험용 시험장치 설계 및 시험방법 개발 완료
○ 최적의 변속 시퀀스 도출 완료
○ 싱크로나이저 시제품 제작 완료
○ 변속기 내구시험 모드 선정 및 도출 완료
○ 2단 변속기의 성능 및 내구 신뢰성 평가 완료
(4) 참여기관 3 (국민대학교)
○ Gate Driver 회로 설계 완료
○ 설계한 회로 기반 PCB Artwork 설계 완료
○ Gate Driver 회로 디버깅 및 PCB 기능 Test 완료
○ 고속 제어 알고리즘 개발 완료
○ Fail-Safe 고장 진단 로직 개발 완료
○ 자속-토크 전류맵 생성 및 약자속 제어 알고리즘 개발 완료
○ 온도에 따른 최적 전류 제어 알고리즘 개발 완료

3. 기술 및 경제적 성과
○ 본 사업을 통해 구동 모터 및 인버터의 독자 설계 및 제작 기술 기반 마련
○ 산학연 연구개발을 통한 저변기술의 성장, 확대를 위한 기반 마련
○ 기존 수동변속기에 사용되고 있는 싱크로나이저 기술을 전기자동차 맞춤형으로 개선하여 변속에 필요한 부품 수 최소화 달성 예상
○ HEV, EV, FCEV 등 수요가 증가 중인 환경차 핵심부품인 구동용 모터, 구동용 제어기, 변속용 액츄에이터, 상위제어기, 변속알고리즘에 대한 개발 기술 확보
○ 정밀가공 기술개발 및 전장기술 융합기술의 성장에 따라 다양한 협력업체와의 동반성장의 기틀 마련 기대

(출처 : 초록 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출서 ... 2
• 제출문 ... 3
• 초록 ... 4
• 기술개발사업 주요 연구 성과 ... 7
• 목차 ... 10
• 제 1 장 서론 ... 11
• 제 1 절 개발기술의 개요 및 ... 11
• 제 2 절 국내·외 관련 기술의 현황 ... 14
• 제 3 절 기술개발 시 예상되는 기술적·경제적 파급 효과 ... 18
• 제 2 장 기술개발 내용 및 방법 ... 20
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 20
• 제 2 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 25
• 제 3 장 기술개발결과 및 사업화 계획 ... 27
• 제 1 절 기술개발 결과 ... 27
• 가. 총 연구개발 추진 일정 ... 27
• 나. 총 연구개발 추진 실적 ... 29
• 다. 주관 및 참여기관별 추진 내역 ... 31
• 제 2 절 사업화 실적 및 계획 ... 154
• 제 3 절 안전관리 이행 현황 ... 157
• 가. 안전조치 이행 현황 ... 157
• 제 4 장 사업성과관리 ... 164
• 제 1 절 연구성과(지재권, 논문, 고용 등 유·무형 성과전체 기재) ... 164
• 제 2 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리현황 ... 165
• 끝페이지 ... 166