OBC(On Board Charger) HILS 구축을 HILS(hardware in the loop simulation) 구축 프로세스에 관한 연구

Abstract

본 논문은 차량용 전력변환 제어기의 HILS (Hardware In the Loop Simulation)의 구축 프로세스에 관하여 서술하였다. 다양한 시스템을 탑재한 친환경 자동차의 종류가 늘어남에 따라, 차량용 전력변환 장치의 개발 수요 또한 그에 비례하여 증가하고 있다. 한정된 개발기간에 다양한 전력변환장치 를 개발함에 있어서, 구현된 SW의 검증을 진행하고자 할때, SW를 탑재한 단품상태에서 테스트를 곧바로 진행하게 되면, 테스트 기간이 상당히 소요 되고, SW오동작으로 인한 전력변환 부품의 손실을 유발할 가능성이 존재한다. 이에 차량 환경 및 전력변환 장치의 Plant를 모델링 하고 SW의 Output신호를 입력받아 SW가 필요로 하는 Input 신호를 생성하는 HILS를 구축하여, SW검증에 활용한다면 다음과 같은 장점이 있다. 첫째로, 단품개발 완료 이전에 SW 버그를 확인할 수 있고 이를 통한 SW 개발기간 단축을 실현할 수 있다. 둘째로, 전력변환 부품의 파손으로 인한 안전사고 발생을 차단할 수 있다. 친환경 자동차의 전력변환장치는 고전압 배터리의 전력을 이용함으로, SW 오동작 발생 시, 전력변환 부품의 파손으로 연결되며, 이는 안전사고를 유발할 수 있다. 마지막으로, 단기간에 다양한 테스트를 진행함으로 인하여, 결과적으로 개발 비용절감 효과를 얻을 수 있다. 본 논문에서 다룰 전력변환 장치로는 OBC(On Board Charger)를 선정하였고, NI社 Labview FPGA를 이용한 HILS Plant 모델을 구축하였다. 이를 위하여 전력변환 제어기의 시스템 요구사항으로부터 HILS 구축 및 검증의 일련의 프로세스를 정의하였다. 시스템 요구사항 -> 시뮬레이션 모델 -> HILS 구축 -> 제어기 Closed Loop Test의 단계를 거치며, 각 단계에서 짚고 넘어가야 할 사항들을 논문에 표기하였다.