초록 ▼

3. 개발결과 요약
□ 최종목표
• 구동 드라이버가 내장된 상용 디젤 자동차용 EGR 밸브&터보차저 제어용 액추에이터 개발

□ 개발내용 및 결과
• 1차년도
- 고효율/고전달율 BLDC 모터 기술 자료 분석
- BLDC 모터 적용 선진사 제품 벤치마킹
· 국내외 BLDC 모터 적용 제품에 대한 기술 동향 분석
· 선진사 BLDC 모터 구조 분석
- BLDC 모터 관련 특허 분석을 통한 회피 설계 방안 도출
- BLDC 모터 최적화 설계

3. 개발결과 요약
□ 최종목표
• 구동 드라이버가 내장된 상용 디젤 자동차용 EGR 밸브&터보차저 제어용 액추에이터 개발

□ 개발내용 및 결과
• 1차년도
- 고효율/고전달율 BLDC 모터 기술 자료 분석
- BLDC 모터 적용 선진사 제품 벤치마킹
· 국내외 BLDC 모터 적용 제품에 대한 기술 동향 분석
· 선진사 BLDC 모터 구조 분석
- BLDC 모터 관련 특허 분석을 통한 회피 설계 방안 도출
- BLDC 모터 최적화 설계
· 자기장 해석 및 진동 해석 수행
· 해석 결과를 반영한 모터 권선 방법 및 형상 최적화 설계
→기존 양산 사양 대비 소형화 구조 설계
→마그넷 형상 및 재질 선정
→액추에이터 Lay-out을 고려한 BLDC 모터 형상 최적화
- BLDC 모터 시제품 제작
- BLDC 모터 성능평가 지그 제작
- BLDC 모터 시제품에 대한 기본 성능 평가
· 기존 양산 사양 대비 성능 비교 검토
· 기본 성능 평가 기준 검토 및 검증(정격 RPM, 정격 토크, 정격 효율, 최대 토크 등)
- 사용 환경 분석을 통한 가속 수명시험법 연구
- 필드 사용 환경 분석 결과를 통한 내구 수명 시험 조건 DATA 확보
- 최종 BLDC 모터 사양 확정
• 2차년도
- 상용 디젤 자동차용 EGR 및 터보 시스템 구조 및 작동 특성 분석
- 국내외 상용 디젤 자동차용 액추에이터 기술 동향 분석
· 국내외 상용 디젤 자동차용 액추에이터 특허 분석을 통한 기술 동향 분석
· 선진사 제품 벤치마킹을 통한 설계 컨셉 선정
- EGR 및 터보 시스템 제어 전용 소프트웨어 개발
- BLDC 모터를 적용한 1차 시제품 설계 및 제작
· 구조 해석을 통한 기구부 형상 설계
· 동특성 해석을 통한 기어트레인 설계
- 기본 성능 및 신뢰성 평가를 통한 설계 검증
- EGR 밸브 & 터보차저 제어용 액추에이터 가속 인자 설정 및 가속 수명 시험법 개발
- 2차년도 시제품 개선안 도출
• 3차년도
- BLDC 모터 내장형 최종 사양 선정 및 제작
· 모터 사이즈, 설계 변수 최적화 등
- BLDC 모터 내장형 액추에이터 최종 시제품 설계
· 하우징 및 기어트레인 커버 최적화 설계
· 내부 구조 Lay-out 최적화
- 열해석을 통한 모터 내장형 구조 열특성 검토
· 열발생에 따른 열방출 효과 검토 및 설계 지원
- 구조 진동 해석을 통한 내진동성 분석
· 진동 환경에 따른 내진동성 분석 및 신뢰성 검토
- BLDC 모터 내장형 적용에 따른 제어기 최적 설계
· 모터 내장형 구조 방열 성능 저하→제어기 온도 검토
· 내부구조 간섭을 고려한 제어기 형상 최적화
- 최종 시제품 제작 및 신뢰성 평가
· 실차 주행 거동 평가
· 엔진 고온 열해 평가 및 진동 평가
· 기본 성능 및 신뢰성 시험
· 실차 ECU 제어 정합성 평가
- 가속 수명 시험법 적용을 통한 최종 시제품 내구 수명 확보
· B₁ 기준 15년 50만km 수명 검증

□ 기술개발 배경
• BLDC 모터 적용 상용 액추에이터 국산화 필요
- 국내 업체에서 양산 중인 액추에이터는 DC 모터를 적용한 소형 액추에이터로 BLDC 모터를 적용한 대형 액추에이터는 양산사례가 없고 전량 수입에 의존함
- 해외 선진 업체에서는 소형 액추에이터뿐만 아니라 BLDC 모터를 적용한 대형 액추에이터를 양산 중이며 2세대 대형 액추에이터 개발 진행 중
• 내장형 스마트 구동 드라이브 적용 액추에이터 개발을 통한 구조 단순화 필요
- 현재 양산 중인 상용 자동초용 EGR 밸브와 터보차저 제어용 액추에이터는 제어를 위한 별도의 외부 장치(EDU)가 필요한 NON Smart Type으로 구조가 복잡함
- 개발 대상 제품은 내장형 스마트 구동 드라이브 적용으로 외부 장치 없이 자체 제어가 가능하여 기존 양산품 대비 단순한 구조
• 개발 기술 적용 분야의 다양성
- 기존 브러시가 있는 DC 모터 대비 저소음, 수명 증대, 고효율, 고내구성의 특징을 갖는 BLDC 모터의 응용 분야와 중요성이 지속적으로 확대되는 추세
- BLDC 모터의 구동회로 기술에 대한 요구가 증가되어 대상 제품 뿐만 아니라 다양한 분야에 적용 가능 기술

□ 핵심개발 기술의 의의
• 현재 양산중인 상용 자동차용 대형 액추에이터는 국내 양산 사례가 없는 제품으로 국산화 개발이 필요함
• DC 모터를 적용한 소형 액추에이터는 다수의 양산 경험이 있으나 BLDC 모터 적용 액추에이터는 양산 경험이 없어 신규 개발 수준임
• 해외 선진 업체에서 개발하여 국내 완성차 업체에 적용되고 있는 제품은 제어기가 별도로 외부에 있어 구조가 복잡하여 수요기업에서 제어기 내장형 구조로 개발을 요구하고 있음
• BLDC 모터 적용 액추에이터의 경우 DC 모터 적용 액추에이터 대비 제어 구조가 복잡하여 BLDC 모터 적용 액추에이터 제어 전용 소프트웨어 개발이 필요함

□ 적용 분야
• EGR 및 터보 시스템 적용 상용 디젤 자동차

(출처 : 최종보고서 초록 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 10
• 목차 ... 14
• 제1장 서론 ... 15
• 제1절 과제의 개요 ... 15
• 제2장 과제 수행의 내용 및 결과(기술개발 내용 및 방법) ... 20
• 제1절 최종 목표 및 평가 방법 ... 20
• 제2절 단계 목표 및 평가 방법 ... 23
• 제3절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 26
• 제4절 수행 결과의 보안등급 ... 35
• 제5절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리현황 ... 35
• 제3장 결과 ... 36
• 제1절 연구개발 최종 결과 ... 36
• 제2절 연구개발 추진 체계 ... 144
• 제3절 고용 창출 효과 ... 146
• 제4절 자체보안관리진단표 ... 147
• 제5절 안전관리 이행 현황 ... 148
• 제4장 사업화 계획 ... 151
• 제1절 시장 현황 및 전망 ... 151
• 제2절 사업화 추진 현황 및 계획 ... 155
• 제3절 향후 추가 기술 개발 계획 ... 157
• 끝페이지 ... 159