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A study on the Physical Wear Model and its Parameter Estimation for an Automotive Clutch
J. Bi(필계개),H. L.(류하오),J.-C. Lee(이재천) 유공압건설기계학회 2020 유공압건설기계학회 학술대회논문집 Vol.2020 No.12
The physics-based prognostics approach is a powerful tool to predict the future behavior of damage degradation by using a relatively small number of observed data in prognostics and health management (PHM) of engineering systems. In this study, wear experiment was firstly done in the PT Dynamo equipment to obtain data of worn volume and temperature of an automotive clutch. And then an estimation approach of the clutch remaining volume is proposed. Based on experimental data, a 3<SUP>rd</SUP> order polynomial expression of the clutch remaining volume was fitted, which contains uncertain parameters. Therefore, Nonlinear Least Squares (NLS) and Bayesian Method (BM) algorithms were used to estimate parameters of the clutch physical wear model and to predict the remaining useful life (RUL) of the clutch. This research presents possibility to estimate parameters of the degradation model in physics-based prognostics approach to predict the RUL of the mechanical equipment.
차량 변속기 클러치의 노화에 따른 내열 강도시험에 대한 연구
필계개(J. K. Bi),이은진(E. J. Lee),만이봉(Y. P. Wan),김종만(J. M. Kim),이재천(J. C. Lee),류하오(H. Liu),신현명(H. M. Shin) 유공압건설기계학회 2018 유공압건설기계학회 학술대회논문집 Vol.2018 No.6
클러치 디스크가 마모되면 노화가 일어나고 여러 증상이 나타난다. 그중에 대표적인 것이 디스크의 슬립으로 인한 출력 감소와 기어 걸림 증상이 있다. 치수와 공간의 제한으로 건식 클러치는 비교적 낮은 냉각 조건을 갖추고 있다. 건식 클러치 부품들이 고온 환경에서 계속 작동하고 있기 때문에 전체 클러치의 성능과 수명에 심각한 영향을 미친다. 보통 차량이 주행을 시작하거나 기어를 바꿀 때 클러치는 미끄러져 움직이고, 차량의 중량이 증가함에 따라 클러치 마모가 더 심해질 수 있다. 클러치 디스크는 밀폐하고 고속회전, 리드하기 힘든 공간이 작업하기 때문에 표면온도의 채집하는 것이 어렵고 마모표면 온도를 측정하는 문서는 많지 않다. 현재 마찰재의 표면 온도에 관한 대부분의 연구는 이론에 초점을 맞춘다. 본 연구는 클러치 마찰 특성 분석에 많이 사용하는 클러치 내열강도시험기(PT System Dynamo Facility)를 이용하여, 건식 디스크 클러치의 마찰 특성 시험을 하였다. 실험은 마모정도에 따라 클러치 디스크를 새 제품(No Attrition), 중간 정도 마모(Moderate Attrition), 노화 마모가 심각(Severity Attrition)한 것으로 세 가지 종류를 비교한다. 클러치의 마찰시험을 통해 얻은 데이터를 이용하여 클러치 디스크의 마모도에 따른 온도 특성을 분석한다.
충전 전류 및 전압 특성을 이용한 리튬 배터리 잔여 사용 수명 추정
필계개(J. K. Bi),류하오(H. Liu),이재천(J. C. Lee),이용욱(Y. W. Lee),신민정(M. J. Shin) 유공압건설기계학회 2021 유공압건설기계학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.11
현재 리튬 배터리는 대표적인 2차 에너지 저장 장치로서 에너지 저장 밀도가 높기 때문에 여러 분야에 널리 사용되고 있다. 하지만 충·방전이 반복되면서 배터리 용량이 점차 낮아지고 배터리 퇴행 특성이 나타난다. 본 연구는 NASA 에임스(AMES)가 발표한 배터리 충방전 실험 데이터를 이용하여 리튬 배터리의 잔여 수명(RUL)을 추정하였다. 먼저 배터리 용량과 충전 전압과 충전 전류의 상관관계를 찾았고 파티클 필터(PF) 알고리즘을 이용한 확률분포를 기반으로 노화 과정과 배터리 잔여 사용수명을 예측하였다. 결과는 이 방법이 리튬 배터리의 임계 잔여 사용수명을 효과적으로 추정할 수 있는 것으로 나타났다.