FCEV용 모터 설계를 위한 차량 모델링
호남대학교 김동민
본 발표에서 다루고 있는 FCEV용 모터 설계에 관한 이슈는 크게 2가지가 있습니다. 한가지는 공기압축기용 모터에 관한 것으로 그 출력이 구동모터 출력의 10~20%에 달할 만큼 비중이 크다는 것과 이 모터의 성능이 연료전지 성능에도 영향을 미친다는 것입니다. 다른 하나는 충전 상태에 따라 출력 전압이 달라지는 배터리와 달리 연료전지는 출력 크기에 따라 출력 전압이 크게 다르기 때문에 소스 전압에 따라 성능이 달라지는 구동모터와 공기압축기용 모터의 특성을 잘 반영해야 한다는 점입니다.
따라서 본 발표에서는 에너지 소비량 예측을 위한 FCEV의 상세 모델링 방법에 대하여 다루고, 딥러닝을 활용한 모터 특성 대체모델 생성과, 생성된 모터 대체모델들을 다시 FCEV모델에 적용하여 FCEV 연비 대체모델을 생성하는 방법에 대하여 다룹니다.
FCEV상세 모델링에서는 Powertrain Blockset™을 이용한 차량(주행사이클, 운전자, 구동계, 휠, 차체) 모델링, Simscape™를 이용한 연료전지, 배터리 모델링, 그리고 시뮬링크 기본 라이브러리를 활용한 파워 및 에너지 매니지먼트, 구동모터, 파워 분배, 공기공급 시스템(공기압축기, 공기압축기용 모터, 공기압축기 제어기) 모델링을 소개합니다.
딥러닝을 활용한 대체모델링에서는 먼저 sampling 수와 hidden layer 수를 adaptive하게 구성할 수 있는 adaptive layering and sampling algorithm(ALS)을 소개하고, 이를 이용하여 DC전압, 고정자 턴 수, 적층 길이에 대한 모터의 특성 대체모델링을 구동모터와 공기압축기용 모터에 대하여 먼저 진행합니다. 이렇게 생성된 두 모터의 특성에 대한 대체모델을 FCEV 상세 모델링 상 각각의 모터 부분에 대체하여 넣고 각각 모터의 DC전압, 고정자 턴 수, 적층 길이, 그리고 구동계의 감속기어비에 대하여 FCEV의 에너지 소비량의 대체모델링을 진행합니다.
발행: 2022년 6월 13일
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