초록 ▼

□ 연구개요
본 과제는 설계 공간이 획기적으로 축소된 가상의 설계공간에서 성능 평가를 수행하고 이를 물리적 설계 공간으로 매핑시킴으로써 아직 발견하지 못한 세계 최고 수준의 다중 모드 하이브리드 파워트레인 원천기술을 개발하는 과제임. 이전에는 엔지니어의 경험과 직관에 의존하여 우수한 성능의 하이브리드 파워트레인을 탐색하려 했기에 긴 시간이 소요 되었고, 최고 수준의 파워트레인을 탐색할 수 없었으나, 본 과제의 기술 개발을 통해 세계 최고 수준의 다중 모드 동력 분기형 (플러그인)하이브리드 전기 자동차의 파워트레인을 탐색 가능함

□ 연구개요
본 과제는 설계 공간이 획기적으로 축소된 가상의 설계공간에서 성능 평가를 수행하고 이를 물리적 설계 공간으로 매핑시킴으로써 아직 발견하지 못한 세계 최고 수준의 다중 모드 하이브리드 파워트레인 원천기술을 개발하는 과제임. 이전에는 엔지니어의 경험과 직관에 의존하여 우수한 성능의 하이브리드 파워트레인을 탐색하려 했기에 긴 시간이 소요 되었고, 최고 수준의 파워트레인을 탐색할 수 없었으나, 본 과제의 기술 개발을 통해 세계 최고 수준의 다중 모드 동력 분기형 (플러그인)하이브리드 전기 자동차의 파워트레인을 탐색 가능함. 우선 하이브리드 파워트레인의 연비 및 가속 성능, 등판 성능, 전기차 주행 거리 평가를 위한 최적 제어 기법을 개발함.
다음으로 유성 기어 간 연결 및 클러치 배치를 고려하여 다중 모드 하이브리드 파워트레인의 설계공간을 체계적으로 정립함. 이후 기계적으로 구현이 가능한 유효 모드의 성능을 평가하고 결합하여 다중 모드 하이브리드 파워트레인을 구현함. 또한 파워트레인의 상품성을 높이기 위해 모드 변경과 엔진 시동 시의 작동 특성을 최적화함. 마지막으로 하이브리드차와 플러그인 하이브리드차 각각에 대해 구성요소 사양을 최적화한 뒤 개념 입증 실험 장치를 통해 성능을 검증함.

□ 연구 목표대비 연구결과
가상의 설계 공간을 도입하여 다중 모드 하이브리드 파워트레인의 설계공간을 체계적으로 정립하여 중복 된 설계를 제거함으로써 방대한 다중 모드 하이브리드 파워트레인 설계 공간의 성능을 적은 계산량으로 평가한 뒤 최적의 다중 모드 파워트레인을 선정함. 본 연구의 성과로 발견한 다중 모드 동력분기식 하이브리드 파워트레인 배열은 기존 상용 하이브리드 차량의 연비와 가속성능 대비 우수함이 입증되었으므로 향후 10년 내의 차량 연비와 탄소배출량 규제에 맞춰 차량 개발을 목표로 하는 완성차 업체에 기술이전을 할 수 있을 것으로 사료됨.

□ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
본 연구를 통해 개발한 세계 최고 수준의 다중모드 하이브리드 파워트레인을 통해 산업적 및 학문적 효과를 기대할 수 있음.
첫째, 산업적 기대효과로는 하이브리드 및 플러그인 하이브리드 차량에 범용적으로 적용 가능한 파워트레인을 개발하였기 때문에 하이브리드 차량 또는 플러그인 하이브리드 차량에 필요한 파워트레인을 개별적으로 개발할 필요가 없어 개발에 소요되는 시간과 R&D 비용, 생산 단가를 획기적으로 줄일 수 있을 것으로 기대됨.
둘째, 학문적 기대효과로는 기존 연구의 한계로 지적되었던 실제 구현에 대한 우려를 해결 할 수 있는 방법을 제시함. 실제 구현에 매우 중요한 모드 변경 및 엔진 시동에 소요되는 시간과 이때의 승차감을 고려하는 방안을 제시함으로써 향후 학계가 실제 양산을 고려한 현실성 있는 연구를 수행하도록 촉진하는 토대를 마련할 것으로 기대됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 2.1. 다중 모드 하이브리드 파워트레인 성능 평가 기법 개발 (1년차) ... 5
• 2.2. 다중 모드 하이브리드 파워트레인 설계 공간 정립 및 우수한 모드 탐색 (2년차) ... 5
• 2.3. 모드 변경 및 엔진 시동 성능 최적화 및 HEV와 PHEV를 위한 최적 부품 사양 설계 (3년차) ... 7
• 2.4. 최적 다중 모드 동력 분기 하이브리드 파워트레인 검증 (4년차) ... 8
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 9
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 4.1. 학문적 기대효과 ... 13
• 4.2. 산업적 기대효과 ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 5.1. 추가연구의 필요성 ... 13
• 5.2. 기술 사업화 추진방안 ... 14
• 6. 참고문헌 ... 15
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 17
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 26
• 끝페이지 ... 37