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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 양순용
- 발행연도
- 2013
- 저작권
- 울산대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수20
이 논문의 연구 히스토리 (9)
2012
회생제동을 이용한 사륜전기자동차 자세제어에 관한 연구
양해림
,
정찬세
,
양순용
한국자동차공학회 추계학술대회 및 전시회
2012.11
학술대회자료
회생제동을 이용한 사륜전기자동차 자세제어에 관한 연구
양해림
,
정찬세
,
양순용
한국자동차공학회 지회 학술대회 논문집
2012.11
학술대회자료
사륜 구동형 전기자동차의 VDC 구현에 관한 연구
양해림
,
양순용
한국자동차공학회 춘계학술대회
2012.05
학술대회자료
사륜 독립 구동형 전기자동차의 차체자세제어장치 구현에 관한 연구
양해림
,
양순용
한국자동차공학회 지회 학술대회 논문집
2012.05
학술대회자료
사륜 구동형 무인 자율주행 전기자동차의 주행안정성 제어에 관한 연구
양해림
,
김학선
,
양순용
제어로봇시스템학회 국내학술대회 논문집
2012.04
학술대회자료
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초록· 키워드
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내연기관 자동차의 배기가스와 소음은 전 세계적으로 가장 큰 사회적, 환경적 문제이다.
전기자동차(EV)는 대기오염을 개선하고 화석 연료에 대한 의존도를 줄이는데 최상의 해결책을 제공한다.
대부분의 전기자동차는 기존의 내연기관 자동차와 구조적으로 흡사하다. 구조적으로 비슷하게 구성된 전기자동차는 개발비용이 저렴하고 쉽게 생산이 가능하지만, 모터 구동 시스템만이 갖는 장점들을 완벽하게 구현하기 힘들다. 따라서 전기자동차가 갖는 장점들을 극대화할 수 있는 구조가 필요하다.
전기자동차의 장점들을 구현할 수 있는 혁신적인 구조 중 하나는 In-Wheel System을 적용한 All-Wheel-Drive 시스템 이다. 모터는 각 바퀴에 설치된 감속기를 통해 동력을 전달하거나, In wheel 모터와 같이 바퀴에 직결된다. 모터와 바퀴가 직결된 In Wheel 모터는 중요한 장점들을 갖고 있으며, 기존의 전기자동차와 모터가 갖는 단점들을 해결할 수 있다.
In Wheel 모터는 구조적으로 파워트레인 구성요소와 드라이브 샤프트, 유니버셜 조인트 등 기존의 동력전달 시스템들을 제거할 수 있기 때문에 차량의 전체 무게를 줄일 수 있다.
그리고 회생 제동 시스템을 통해 회수할 수 있는 전기에너지의 양이 증가하기 때문에 전기자동차의 주행 거리를 연장할 수 있다. 또한 파워트레인과 중앙모터를 제거하면 탑승객의 공간이나 화물 적재공간을 늘일 수 있다.
무엇보다 가장 중요한 장점은 Distribute Control System과 Direct Control System을 구현할 수 있기 때문에, 기존의 내연기관 차량보다 더 효과적으로 ABS와 TCS를 적용시킬 수 있다. 각 모터의 토크를 개별적으로 제어하면 차량의 주행 안전성을 향상시키는데 효과적이다. 하지만 제어시스템이 복잡해지기 때문에 In-Wheel System이 적용된 AWD EV를 구현하기 힘들다.
본 학위 연구에서는 각 구동 모터의 회생제동을 이용하여 AWD EV에 차량 자세제어 장치인 VDC를 구현하였으며, 이를 위한 VDC-회생제동 협조제어 알고리즘을 개발하였다. 또한 사륜전기자동차 모델에 적용된 회생제동을 통하여 기대되는 효과와 효율성을 입증하였다. 마지막으로 Real-Time Simulation을 적용하여 저마찰 노면에서 일반 운전자도 쉽게 차량제어가 가능한지 확인하였다.
전기자동차(EV)는 대기오염을 개선하고 화석 연료에 대한 의존도를 줄이는데 최상의 해결책을 제공한다.
대부분의 전기자동차는 기존의 내연기관 자동차와 구조적으로 흡사하다. 구조적으로 비슷하게 구성된 전기자동차는 개발비용이 저렴하고 쉽게 생산이 가능하지만, 모터 구동 시스템만이 갖는 장점들을 완벽하게 구현하기 힘들다. 따라서 전기자동차가 갖는 장점들을 극대화할 수 있는 구조가 필요하다.
전기자동차의 장점들을 구현할 수 있는 혁신적인 구조 중 하나는 In-Wheel System을 적용한 All-Wheel-Drive 시스템 이다. 모터는 각 바퀴에 설치된 감속기를 통해 동력을 전달하거나, In wheel 모터와 같이 바퀴에 직결된다. 모터와 바퀴가 직결된 In Wheel 모터는 중요한 장점들을 갖고 있으며, 기존의 전기자동차와 모터가 갖는 단점들을 해결할 수 있다.
In Wheel 모터는 구조적으로 파워트레인 구성요소와 드라이브 샤프트, 유니버셜 조인트 등 기존의 동력전달 시스템들을 제거할 수 있기 때문에 차량의 전체 무게를 줄일 수 있다.
그리고 회생 제동 시스템을 통해 회수할 수 있는 전기에너지의 양이 증가하기 때문에 전기자동차의 주행 거리를 연장할 수 있다. 또한 파워트레인과 중앙모터를 제거하면 탑승객의 공간이나 화물 적재공간을 늘일 수 있다.
무엇보다 가장 중요한 장점은 Distribute Control System과 Direct Control System을 구현할 수 있기 때문에, 기존의 내연기관 차량보다 더 효과적으로 ABS와 TCS를 적용시킬 수 있다. 각 모터의 토크를 개별적으로 제어하면 차량의 주행 안전성을 향상시키는데 효과적이다. 하지만 제어시스템이 복잡해지기 때문에 In-Wheel System이 적용된 AWD EV를 구현하기 힘들다.
본 학위 연구에서는 각 구동 모터의 회생제동을 이용하여 AWD EV에 차량 자세제어 장치인 VDC를 구현하였으며, 이를 위한 VDC-회생제동 협조제어 알고리즘을 개발하였다. 또한 사륜전기자동차 모델에 적용된 회생제동을 통하여 기대되는 효과와 효율성을 입증하였다. 마지막으로 Real-Time Simulation을 적용하여 저마찰 노면에서 일반 운전자도 쉽게 차량제어가 가능한지 확인하였다.
목차
목 차1. 서 론 ·······················································································11.1. 연구배경 ··············································································11.2. 연구목표 및 방법································································32. 사륜 독립구동형 전기자동차 모델······································43. VDC (Vehicle Dynamics Control System)·····················73.1. VDC 알고리즘 구성 ···························································83.1.1. Vehicle Speed Calculator ·········································· 93.1.2. Wheel Slip Controller··················································· 103.1.3. Ay Controller ································································ 123.1.4. Beta_dot Calculator & Beta Controller ··················· 134. 회생제동·················································································164.1. 회생제동 알고리즘 구성 ···················································164.1.1. Regen Torque Calculator ·········································· 174.1.2. Charging Current/Consume Current ······················ 174.1.3. 배터리 모델 ·····································································195. VDC-회생제동 협조제어 알고리즘······································235.1. 모터 구동 및 제동 신호 ·····················································235.2. VDC 개입 조건 ····································································245.3. 구동력 분배 ·········································································256. CarSim & Simulink Co-Simulation ··································266.1. Co-Simulation 조건 ··························································286.2. Co-Simulation 결과 ··························································297. Real Time Simulator ···························································357.1. 조향각 센서 ·········································································367.2. 가속페달 센서 ·····································································407.3. 브레이크 페달 센서 ····························································407.4. Host PC & Target PC 실시간 통신 ································418. CarSim & Simulink & RT-Lab Co-Simulation ···············448.1. SM_(Master Subsystem) ·············································· 448.2. SS_(Slave Subsystem) ················································· 458.3. SC_(Console Subsystem) ············································ 468.4. Real Time Simulation 결과 ·············································479. 결 론··························································································51
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