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수소 화물차의 전력기반 시스템 개발 및 하이브리드 운전전략 수립
강래청(Rae Cheong Kang),장은영(Eun Young Jang),양고운(Ko Woon Yang) 한국자동차공학회 2020 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2020 No.11
본 논문은 dSPACE社의 ASM 모델을 활용하여 Fuel Cell이 적용된 차량모델 및 전력기반 시스템을 개발하고 이에 대한 하이브리드 운전전략을 수립하는데 목적이 있다. 수소화물차 모델은 기존 ASM 트럭모델에서 내연기관인 트럭 엔진을 제거하고 차량 동력 생성을 위한 모터, Fuel Cell, 컨버터 및 배터리 모델을 적용하였다. 구동 모터의 용량은 350㎾로, 전력은 배터리와 컨버터를 통해서 공급된다. Fuel Cell은 수소를 소모하여 컨버터를 통해 전력을 공급하며, 부족한 전력은 배터리에서 제공된다. 본 논문에서는 전력 시스템의 효율적인 운용을 위해서, 연료전지시스템과 배터리의 제어특성을 파악하고, 하이브리드 운전전략을 수립하였다. 차량모델은 실차의 특성을 반영할 수 있는 파라미터를 적용하여 주행모드에서 차량모델 성능을 확인하였고, 주행 중배터리 SOC의 변화 및 Fuel Cell 출력 변화 등을 모니터링 하였다. 또한, 각 제어모드 별 시뮬레이션 결과를 비교 분석하였다. 추후, 실 도로 성능을 고려한 하이브리드 제어로직 최적화를 수행할 예정이다.
FPGA Board를 적용한 ZVS DC-DC Converter의 HIL Simulation 구현
강래청(Raecheong Kang),정기윤(Kiyun Jeong),김세현(Sehyun Kim),양인범(Inbeom Yang) 한국자동차공학회 2012 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2012 No.11
The components of green-car are changed enormously by various power systems consisted of an engine and electric motors. Therefore, virtual integrated development environment is needed for modeling, performance evaluation and fault insertion test in a green car platform. Real-time simulation, hardware-in-the-loop, can be available to compose test environment for development and evaluation of electric components. The signal interface between the HIL simulator and a DC-DC converter is developed by designing appropriate wire harness and signal matching. Performance evaluation of the converter is conducted to show the feasibility of the HIL simulator at the virtual test environment. Several different scenarios are implemented and tested by the HIL simulator in real-time. The HIL simulator is also applied to the reliability and fault insertion tests such as extreme temperature test and over current test. HIL simulator generates fault signals on purpose in order to evaluate controller output signals at an abnormal mode. In this paper, the simulation environment is presented by developing Simulink models and compiling in the FPGAs board. The control board of the DC-DC converter is made and tested by the HIL simulation. The connection parts of the control board of the DC-DC converter are modified to communicate to the HIL simulator. To validate the safety at the abnormal situation, a variety of test scenarios can be simulated.
FC-REEV 용 수소트레일러 안전제어를 위한 시뮬레이션 환경개발
강래청(Raecheong Kang),장은영(Eunyoung Jang),임묘택(Myotaek Lim) 한국자동차공학회 2022 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2022 No.11
Research is being conducted to expand the mileage in various forms such as plug-in electric buses and hybrid types using fuel cells. It is currently developing a technology that enables the battery to be charged while driving by applying an add-on trailer to an electric bus. Since the fuel-cell system in installed, safety control has to be involved in the trailer system for reduce impact that is generated by trailer sway. Unlike traditional trailers, the length is short, the height is high and the weight is high, so the effect analysis and simulation need to be approached in different direction. In this paper, simulation environment and desired articulation angle model are included and the result of simulation shows the possibility for the trailer brake control in this simulation shows the possibility for the trailer brake control in this simulation environment.
LMI 제어를 적용한 트레일러 차동 브레이킹 제어를 통한 주행 안전성 개선
강래청(Raecheong Kang),장은영(Eunyoung Jang),임묘택(Myotaek Lim) 한국자동차공학회 2023 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2023 No.11
This study proposes a control methodology using Linear Matrix Inequality (LMI) techniques to minimize lateral oscillations during trailer steering in electric buses equipped with fuel cell systems. The trailers examined have a shorter length, making them more susceptible to lateral oscillations caused by sudden steering changes. The objective is to enhance driving safety and stability by minimizing these oscillations. The research focuses on the safety aspects of the trailers components, particularly the independent control of brakes installed on both sides of the trailers wheels. LMI control techniques, known for their applicability to multivariable systems and relatively simple mathematical computations, are employed. The study conducts system modeling incorporating electric buses and trailers, analyzes the influence of sudden steering maneuvers on lateral oscillations, and defines state-space models and performance objectives for LMI control design. Simulations using dSPACEs ASM model are performed to evaluate the proposed approach. Overall, this research aims to present an LMI-based control method for minimizing lateral oscillations during trailer steering in fuel cell-equipped trailers integrated into electric bus systems, thereby enhancing driving safety and stability.
가상환경장비를 활용한 전기버스용 DC-DC 컨버터의 고장모드 평가
이상윤,김한영,김태권,강래청,강찬호,김희준 대한전기학회 2012 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2012 No.4
본 논문에서는 전기버스 전장시스템 전력공급과 전장배터리 충전용 DC-DC 컨버터에 대해 실제 시작품을 제작하지 않고 제어보드 수준에서 가상환경장비인 HILS(Hardware In the Loop Simulation)와 연동하여 시험을 행하기 위해 입력전원에 대한 모델링과 스위칭소자, 다이오드, 트랜스포머, 초크, 커패시터 등의 제품 파워부 및 전장배터리에 대한 모델링을 MATLAB Simulink로 구현하였다. 시제품에서 설계된 요소들 중에서 제어보드만 먼저 제작하고, 이를 dSPACE사의 HILS 장비와 연동되도록 인터페이스 환경을 구축한 후 모델링된 입출력 및 전력부 소자들을 실제 요소와 매칭이 되는지 확인한 후 실제 제어와 동일한 동작 프로그램을 제어보드에 탑재하였다. 이에 대한 동작성능을 파형을 통하여 확인하고, 마지막으로 고장모드를 조성하여 제품이 정상적으로 보호모드를 수행하는지 확인하였다.