초록 ▼

□ 연구개요
■ 미래 모빌리티 시장에서는 자동차 사용시간 및 사용거리의 증가가 예상되고, 이에 따라 기존 전장품에 가해지는 스트레스 가중치와 종류를 변화시킴. 특히, 기계적/열적 스트레스(고온 노출, 열충격, 진동/충격)가 마일리지 증가에 따라 직접적으로 증가할 것으로 예상됨. 또한, 전장제품의 고장모드가 Wear-out Failure의 영역으로 확대될 것으로 예상됨.
■ 따라서, 미래 Mobility 시장에서는 지금까지는 크게 문제되지 않았던 HCF(High Cycle Fatigue), LCF(Low Cycle Fati

□ 연구개요
■ 미래 모빌리티 시장에서는 자동차 사용시간 및 사용거리의 증가가 예상되고, 이에 따라 기존 전장품에 가해지는 스트레스 가중치와 종류를 변화시킴. 특히, 기계적/열적 스트레스(고온 노출, 열충격, 진동/충격)가 마일리지 증가에 따라 직접적으로 증가할 것으로 예상됨. 또한, 전장제품의 고장모드가 Wear-out Failure의 영역으로 확대될 것으로 예상됨.
■ 따라서, 미래 Mobility 시장에서는 지금까지는 크게 문제되지 않았던 HCF(High Cycle Fatigue), LCF(Low Cycle Fatigue)과 같은 wear-out mechanism이 운용중인 자동차 전장품에 발생해 신뢰성 문제를 초래할 수 있을 것으로 예상되며, 이는 제조사의 비즈니스 모델과 모빌리티 사용고객의 안전에 심각한 위험을 초래함.
■ 이를 사전에 방지하고 자동차 시장의 지속적 비즈니스 모델 유지를 위해 전장품의 wear-out mechanism에 대한 모니터링 및 건전성 예지 관리, 혹은 PHM(Prognostics and Health Management), 기술개발이 필요함.

□ 연구 목표대비 연구결과
■ 본 연구에서는 미래 자동차용 전자시스템의 보드레벨 건전성예지 기술을 개발함.
1. 전장품의 인터커넥션 설계 분석 수행: Lap 타입과 Tension 타입 DTM 설계 및 해석 수행, Tension 타입으로 시제품 제작
2. 인터커넥션에 대한 수명모델 연구: 비선형 손상모델 조사 분석, 솔더 수명 예측에 적합한 손상모델 분석 및 선정
3. 인터커넥션에 대한 수명예측 연구: Sherlock 등의 방법을 이용한 솔더부위 수명 예측 수행, PCB내에서 상대적위치 효과 분석
4. MPF(Monitoring Precursor-to-Failure) 방법을 통한 전장품 건전성 예지 연구: 제작된 DTM 모듈의 진동 및 온도 사이클 시험, 시험결과 분석
5. MES(Monitoring Environmental Stress) 방법을 통한 전장품 건전성 예지 연구: 비선형 손상모델과 선형 모델의 비교 연구, 비선형 손상모델의 선정 및 검증 시험 설계
6. 건전성 예지를 위한 SoD 모델 및 RUL 모델 개발 연구: SoD 영역 정의 및 모델 개발, Shape Factor를 도입한 SoD 제안, 증명 실험 수행

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
■ 연구결과 성과는 자동차 제조사에 전장시스템 설계에 적용될 수 있음. 미래자동차에 의해 발생할 수 있는 새로운 유형의 고장을 미연에 방지할 수 있어서 제조사의 비용을 감소시키며, 모빌리티 산업의 지속가능성을 보장함. 또한 자동차 사고에 의한 사회적 및 경제적 손해를 감소시킬 수 있음.
■ 2040년 기준으로 66%의 자율주행 자동차 운행이 예상되는 상황에서, 본 과제의 성공적 수행은 자율주행 자동차의 예상 문제를 선제적으로 제거하여 모빌리티 산업의 성공적 시장 안착에 필수적인 요소가 될 것임.
■ 또한, 본 과제에서 개발되는 기술은 다른 산업분야에서도 적용될 수 있음. 특히 Air Mobility 및 미래 항공분야, 장비 산업 및 Smart Factory, 무인지하철 등 전자 제품이 핵심적 역할을 하는 모든 산업 분야에 적용할 수 있음.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1.1 연구배경 ... 4
• 1.2 연구목표 및 내용 ... 4
• 1.3 연구전략 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행과정 및 수행내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 12
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 12
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련분야에 대한 기여 정도 (연구개발결과의 중요성) ... 12
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 13
• 7. 참고문헌 ... 14
• 끝페이지 ... 31