전장 부하의 소모 전력을 고려한 48V 마일드 하이브리드 차량의 등가 소모량 최소화 전략

Abstract

현재 하이브리드 차량의 동력분배제어를 위한 연구에는 대부분 전장 부하가 소모하는 전력이 무시되거나 작은 상수로 반영되어 있다. 하지만 최근 차량의 전장화가 급속히 진행되고 있으며 이로 인해 전력 사용량 또한 급격히 증가하고 있다. 따라서 48V 마일드 하이브리드 자동차에 대한 동력 분배 제어에 있어서 전장 부하의 소모 전력은 더 이상 무시할 수 없는 요소이다. 이러한 현 연구의 한계점을 개선하기 위해 차량의 전장 부하를 고려한 하이브리드 자동차의 동력 분배 제에 대한 연구를 진행한다. 본 논문에선 다양한 동력 분배 제어 기법 중 실시간에 적용 가능한 등가 소모량 최소화 전략을 대상으로 연구하였다. 본 논문에서는 전장 부하 모델을 포함한 48V 마일드 하이브리드 차량 모델을 개발하였으며 이를 기반으로 다이나믹 프로그래밍(비 실시간 환경에서 사용되는 전역 최적화 기법)을 수행한다. 수행 결과를 통해 차량의 전장 부하가 소모하는 평균 전력량에 따른 최적의 동력 분배 경향성을 분석한다. 다이나믹 프로그래밍을 기반으로 한 최적 등가 인자(등가 소모량 최소화 전략의 핵심 튜닝 파라미터) 계산 방법을 소개하였으며 해당 방법을 사용하여 전장 부하의 소모 전력량에 따른 최적 등가 인자의 계산 및 결과 분석을 진행했다. 본 논문에서는 다이나믹 프로그래밍으로부터 도출한 전장 부하의 소모 전력에 따른 최적 등가인자의 경향성을 등가 소모량 최소화 전략에 반영하는 방법을 제안한다. MATLAB/Simulink 환경에서 제안한 등가 소모량 최소화 전략을 구현하였으며 다양한 시나리오를 선정하여 시뮬레이션을 수행하였다. 마지막으로 시뮬레이션 수행 결과를 분석하였으며 이를 토대로 전장 부하의 소모 전력을 고려한 등가 소모량 최소화 전략에 대해 고찰한다.