151-151 2018 [추계학술대회]
| 제목 | 폰트리아긴 최소 원리를 기반으로 한 플러그인 하이브리드 차량의 적응형 에너지 관리 전략 |
|---|---|
| 분야 | 연료 및 윤활유/연비 |
| 언어 | Korean |
| 저자 | 이웅(한양대학교), 박도현(한양대학교), 김남욱(한양대학교), 정해성(한양대학교) |
| Key Words | Adaptive Energy Management Strategy(적응형 제어전략), Pontryagin’s Minimum Principle(폰트리아긴 최 소 원리), Plug-in Hybrid Vehicle(플러그인 하이브리드 자동차), Optimal Control(최적 제어), Equivalent Consumption Minimiza |
| 초록 |
각종 환경문제 및 이산화탄소 배출 문제 등을 해결하기 위한 방안으로 친환경자동차에 대한 관심이 높아지고 있다. 친환경자동차는 대표적으로 전기차, 하이브리드 전기차, 플러그인 하이브리드 전기차 등이 있으며 그 중 플러그인 하이브리드 전기차와 하이브리드 전기차는 엔진과 모터 각각 두개의 동력 원을 갖는다. 하이브리드 전기차는 두개의 동력원을 활용하여 각각 동력원의 동력분배 방식에 따라 주 행 중 소모되는 에너지를 최소화할 수 있으며, 다양한 연구기관에서 동력분배 제어전략에 대한 연구를 활발히 진행 중이다. 올해 초, IEEE Vehicular Technology Society(IEEE VTS)에서 GM Volt1 차량의 주 행 에너지 소모량을 최소화하는 동력분배 제어전략을 개발하는 대회를 개최하였다. 본 대회에는 20개 국, 92개의 연구기관에서 52개의 팀을 구성해 참가하였으며, 실제차량에 적용할 수 있는 제어전략 개 발을 목표로 하여 참가자들은 주행정보를 모르는 상황속에서 차량의 정보만을 활용해 에너지 소모량을 최소화해야 한다. 본 저자는 이러한 문제를 해결하기 위해 폰트리아긴 최소 원리를 기반으로하는 적응 형 에너지 관리전략을 개발하였으며, IEEE VTS Challenge 2018에서 우승을 차지했다. 폰트리아긴 최소 원리는 최적제어 이론 중 하나로, 최소화하고자 하는 것을 목적함수로 정의하고 시 스템의 상태방정식을 라그랑즈 계수를 사용하여 하나의 식으로 결합 후 이를 최소화하는 이론이다. 본 논문에서는 연료소모량을 목적함수로 정의하고 차량 배터리의 SOC에 대한 상태 방정식을 활용하여 다 음과 같은 해밀토니안 식을 도출하였다. (1) 위 식에서 m는 연료소모량, SOC 은 소모되는 전기에너지를 나타내고 λ는 연료소모량과 전기에너지를 등가화 하는 등가상수이다. 본 논문에서는 차량 배터리의 SOC를 실시관으로 관찰하여 SOC에 따라 등가 상수를 결정하는 적응형 제어전략을 개발하였으며, 개발된 적응형 제어전략은 미래 주행정보를 필요로 하지 않아 본 제어전략이 보다 더 고도화된다면 실제 차량에 적용할 수 있는 여지가 있다. |
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