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듀얼모터 EVT 변속성능평가를 위한 실차 실험 환경 구축
황형진(Hyeongjin Hwang),이병호(Byeongho Lee),이하영(Hayoung Lee),권태우(Taewoo Kwon),김경률,강호영(Hoyoung Kang),최승민(Seungmin Choi),남강현(Kanghyun Nam) 한국자동차공학회 2021 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2021 No.6
최근 유럽을 비롯한 세계 주요 국가들의 환경 규제 강화로 인해 전기자동차 및 하이브리드 자동차의 수요와 사용이 점차적으로 증가하고 있다. 이러한 수요와 사용이 늘어남에 따라 전기자동차의 전력 효율의 중요성 또한 이슈화되어 전기차 파워트레인에 대한 연구 개발이 국내외 자동차 회사 및 연구기관에서 다방면으로 진행되고 있다. 현재까지 운용되는 전기자동차의 경우 구동 모터의 큰 기통 토크와 출력 특성으로 인하여 변속기 대신에 감속기만을 사용하여 파워트레인을 구성하는 것이 일반적이다. 하지만 최근 전력효율 및 주행효율 향상을 위하여 다단 변속기를 전기자동차에 적용하여 출력 속도 및 토크 영역 확대, 배터리의 용량 증가 모터의 다운사이징 등 주행거리 연장과 관련한 기술 개발 수요가 증가하고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 증가하는 수요에 대응하기 위해 듀얼모터 EVT(Electrically Variable Transmission)라는 새로운 방식의 변속기 시스템을 개발하고 변속성능을 평가하기 위한 실차 실험환경을 제시한다. 듀얼모터 EVT는 하이브리드 차량에 연결된 엔진을 저용량 듀얼모터로 대체하여 전동화하고 두 개의 모터를 제어하여 다단변속 또는 무단변속을 구현하기 때문에 모터의 다운사이징 및 파워트레인 구동효율 개선의 장점이 있다. 듀얼모터 EVT 시스템은 변속과 함께 두 개의 모터를 최적의 효율 구간에서 사용하여 전체 동력전달 효율을 향상시킬 수 있는 모터 토크분배 제어가 필수적이다. 이러한 듀얼모터 EVT 시스템에서 TCU(Transmission Control Unit)의 제어알고리즘을 개발하고 검증하는데 있어 실차 실험 환경구축이 필요하다. 제시된 실험 환경은 라보(LABO)차량을 개조하여 파워트레인시스템을 전동화하였고 한호산업에서 자체적으로 개발한 TCU를 통해 변속제어를 수행한다. Matlab simulink에서 설계된 제어알고리즘을 TCU를 통해 실시간으로 제어하여 듀얼모터 EVT의 동력성능 및 변속성능에 대해 검증한다.