BSG/eRD 혼합 48V 마일드 하이브리드 차량의 동력분배 최적화 및 제어에 관한 연구

Abstract

본 논문에서는 48V 마일드 하이브리드 차량의 동력분배 최적화 및 제어 알고리즘에 대해 연구하였다. 세계적으로 강화되는 연비규제에 대응하여 친환경차의 개발이 증가하고 있으며, 그 중에서도 48V 마일드 하이브리드는 일반 차량의 구조 변경을 최소화하면서 연비 개선 효과를 기대할 수 있다는 장점이 있어 최근 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 논문은 엔진과 모터가 벨트로 연결된 P0구조와 후륜 액슬에 모터가 있는 P4 구조를 혼용한 48V 마일드 하이브리드 차량을 대상으로 최적 동력분배 방법에 대해 연구하였다. P0 구조의 전륜 구동 모터는 Idle stop & go에 유리하고, P4 구조의 후륜 구동 모터는 휠과 직결되어 있기 때문에 회생제동에 유리하다는 장점이 있다. 또한 대상 시스템은 두 모터를 동시에 사용함으로써 짧은 시간 동안이라도 풀 하이브리드에 준하는 수준의 출력을 구현할 수 있다는 장점을 가진다. 본 논문에서는 구동 모터가 2개인 P0+P4 혼용 구조의 하이브리드 시스템에 대해 dynamic programming (DP) 기법을 적용하여 전역 최적화를 진행하였으며, 최적화를 위한 대상 차량의 준정적 모델을 수학적으로 모델링하였다. DP의 결과를 이용하여 전, 후륜 모터들의 동력분배 경향을 분석하였다. 또한 최근 많이 적용되고 있는 실시간 제어 기법인 ECMS 제어 기법에 대해서도 모터들의 동력분배 경향을 분석하여 대상 차량의 시스템에서의 적용 가능성을 검토하였다.