| 제목 |
온도 조건을 고려한 프리우스 플러그인 하이브리드 전기 자동차의 제어특성 분석 및 모델 검증 |
| 분야 |
연료 및 윤활유/연비 |
| 언어 |
Korean |
| 저자 |
이기욱(한양대학교), 김남욱(한양대학교), 정해성(한양대학교) |
| Key Words |
Prius PHEV(프리우스 플러그인 하이브리드), Plug-in Hybrid Electric Vehicle(플러그인 하이브리드 전기 자동차), Control Analysis(제어 분석), Model development(모델 개발), Model Validation(모델 검증) |
| 초록 |
차세대 친환경 자동차 기술은 최근 강화되고 있는 연비 규제와 에너지 절감 요구를 만족시킬 수 있 는 기술로서 많은 연구가 진행되고 있다. 그 중 플러그인 하이브리드 전기 자동차(Plug-In Hybrid Electric Vehicle)는 수송분야에서 온실가스 배출량을 크게 줄일 수 있는 대안으로서 주목받고 있다. 하이브리드 전기 자동차의 경우 두가지 이상의 동력원을 활용하기 때문에 주행 패턴이나 환경에 따라 연비 성능이 크게 달라진다. 따라서 자동차 시장에 진출한 대표적인 플러그인 하이브리드 전기 자동차 의 제어 특성 분석을 통해 연비 향상 요인을 분석하고 연구 개발에 활용할 필요가 있다. 본 연구는 동 력 분기형(Power Split) 구조를 갖는 플러그인 하이브리드 전기 자동차인 도요타 프리우스 PHEV 차량 의 차량동력계(Chassis Dynamometer) 성능 시험 데이터를 분석하여 자동차의 동력원 제어 전략을 추정 하고 미 국립 아르곤 연구소(Argonne National Laboratory)에서 개발한 Autonomie 기반의 자동차 시뮬 레이션 모델을 개발하고 검증하는 것을 목표로 하였다. 상온, 저온 및 고온 조건에서 얻어진 자동차의 차량동력계 성능 시험 데이터 분석을 통해 동력원 요 소의 파라미터를 추정하는 방법을 제시하였으며 이를 활용하여 구성 요소를 모델링하였다. 배터리 모 델의 경우 저항 커패시터 병렬 편극 회로에 배터리 내부저항이 고려된 등가 회로(equivalent circuit) 로 구성되었으며 엔진 및 모터는 효율 맵 기반으로 구성하였다. 온도 조건이 자동차의 제어 특성에 미 치는 영향을 분석하여 각 온도 조건에 따른 동력원 제어 전략을 추정하고 작동 모드를 분석하였다. 이 후 엔진의 최적 토크 제어 및 배터리의 SOC(State of Charge) 관리 제어 특성을 분석하여 실제 차량의 거동을 재현하는 전방향 제어기 모델을 개발하였다. 최종적으로 개발된 모델의 시뮬레이션 결과와 시 험 데이터의 비교분석을 통해 개발된 자동차 모델의 타당성을 검증하였다. 향후 검증된 모델을 활용하여 다양한 제어 전략에 대한 동력 및 연비 성능을 평가 할 수 있고 연비 개선 연구에 활용할 수 있을 것이다. 또한 최적화이론을 바탕으로 한 최적제어기 개발 연구에도 활용 될 수 있을 것으로 기대된다. |
| 원문(PDF) |
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