병렬형 하이브리드 차량의 연비 예측을 위한 요소별 모델링 및 시뮬레이션
Research On Energy Flow Modeling and Simulation for Prediction of Parallel HEV Fuel Economy
- 주제(키워드) Parallel HEV , Fuel Economy , Simulation , SOC
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 이종화, 박진일
- 발행년도 2017
- 학위수여년월 2017. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 기계공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000024833
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
전 세계적으로 석유 자원이 고갈되며 강화되는 환경 규제에 대응하기 위해 기술개발이 치열하게 진행중이다. 이에 따라 내연기관 차량의 효율을 개선하는 하이브리드 차량에 대한 연구 개발이 진행되고 있으며, 추후 하이브리드 차량의 점유율이 상승할 것으로 예상된다. 이러한 하이브리드 차량의 경우 다양한 주행조건에서 연비 차이가 많이 발생하게 되고, 이를 고려하여 차량 개발 시 비용 및 시간이 많이 소모 된다. 따라서 본 연구는 병렬형 하이브리드 차량의 구성 시스템을 모사, 시뮬레이션 모델을 구축해 하이브리드 차량의 연비 성능을 예측, 평가하였다. 이를 검증하기 위해 실제 차량 시험 데이터를 이용하여 FTP-75, HWFET모드를 비교하였다. 차량 시험 결과와 시뮬레이션 결과를 비교한 결과 FTP-75 모드에서는 연비차이가 –4%의 연비차이를 보였다. HWFET 모드에서는 실험 결과와 시뮬레이션간의 연비 차이는 –0.6%로 미미한 차이를 보였으며, 배터리 입출력 에너지 또한 6%의 차이를 보였다. 이 시뮬레이션을 바탕으로 실제 차량 시험의 경우 SOC차이에 따른 연비차이를 보기 어려움으로, 시뮬레이션을 통해 분석을 하였다. 도심 주행 모드인 FTP-75 4bag에서 시작 SOC를 다양하게 진행하였으며, 이에 따른 연비 추이를 나타내었다. 시작 SOC가 감소함에 따라 차량의 연비는 선형적으로 감소하는 경향을 보였으며, 이는 SOC를 충전하기 위해 실제 차량의 엔진 동작비율이 선형적으로 증가하였기 때문이다. 또한 초기SOC에 따른 연비 보정을 수행하였으며 이를 기본으로 공인 연비와 비교하였을 때 시뮬레이션 보정연비와 공인연비의 도심주행모드 차이는 3%, 고속도로 주행모드의 경우 4%의 오차를 보였다.
more목차
제 1 장 서론 1
1.1 연구 배경 및 목적 1
1.2 연구 내용 3
제 2 장 실험차량 시뮬레이션 구성 4
2.1 병렬형 하이브리드 차량의 구조 4
2.2 병렬형 하이브리드 에너지 흐름 제어 방식 5
2.3 병렬형 하이브리드 차량 제원 7
2.3.1 엔진 Fuel Mass Flow Map 8
2.3.2 DriveMotor의 제원 및 성능 9
2.3.3 배터리 제원 및 변속패턴 11
제 3 장 병렬형 하이브리드 차량 시뮬레이션 모델 구축 13
3.1 연비 예측 시뮬레이션 모델 13
3.1.1 Motor Load 모델 16
3.1.2 Brake Pressure 모델 17
3.1.3 ISG 모델 및 주행 Mode 판별 로직 18
3.1.4 Mode에 따른 제어 신호 모델 21
3.2 시뮬레이션 검증 24
3.2.1 병렬형 하이브리드 연비 예측 시뮬레이션 수행 조건 24
3.2.2 병렬형 하이브리드 시뮬레이션 결과 25
제 4 장 연비 인자 변화에 따른 연비 결과 예측 29
4.1 FTP-75모드에서 초기 SOC에 따른 연비 변화 29
4.2 HWFET모드에서 초기 SOC에 따른 연비 변화 31
4.3 FTP-75모드에서 초기 SOC에 따른 연비 보정 33
4.4 HWFET모드에서 초기 SOC에 따른 연비 보정 35
4.5 SOC 보정에 따른 연비 차이 비교 37
제 5 장 결론 38
제 6 장 참고문헌 39
ABSTRACT 40
