교류 발전기의 충전 제어를 통한 차량 연비 개선 효과

Abstract

차량에서 전기 에너지 공급원으로는 배터리와 교류 발전기가 있는데 이 중에서 교류 발전기는 엔진과 벨트로 직접 연결되어 구동된다. 전자 장비로 인해 전력부하가 큰 경우 교류 발전기로부터의 발전량은 현저히 증가한다. 이로 인해 교류 발전기의 부하가 커져 엔진의 기계적 마찰이 상승하여 연비에 영향을 미치게 된다. 최근 개발자와 운전자의 요구에 의해 각종 전자장비 등이 장착되고 있다. 이러한 이유로 이전에 비하여 전기 부하가 증가하여 연비에 많은 영향을 주고 있다. 교류 발전기 시스템은 차량이 시동을 걸 때 배터리에 축전된 전기 에너지를 사용하기 때문에 배터리의 방전이 급격히 증가하므로 교류 발전기의 발전량이 크게 증가한다. 이후 일정 수준으로 충전이 완료되면 발전량과 배터리로의 충전양이 안정화된다. 하지만 이후에도 일정량의 발전을 계속하기 때문에 이후에도 일정량의 구동력을 소모하게 된다. 이를 개선하기 위한 교류 발전기의 충전 제어는 배터리로의 충전양이 안정화 되고 난 후부터는 교류 발전기를 필요 시에만 발전하도록 제어, 교류 발전기의 부하를 줄여 엔진의 기계적 마찰을 개선하기 위한 기술이다. 본 연구에서는 기존의 교류 발전기를 장착한 차량과 교류 발전기의 충전 제어를 하는 차량을 NEDC 모드 주행을 통해 연비 기여도 분석을 수행하였다. 이를 통해 교류 발전기의 충전 제어를 통한 연비 개선 효과를 확인 하였다. 그리고 교류 발전기의 단품실험과 모드 주행 데이터를 이용하여 모드상용 차량 시뮬레이션 프로그램인 CRUISE를 통한 차량의 모델링과 시뮬레이션을 수행하였다. 이러한 모델링을 이용하여 교류 발전기의 충전 제어를 적용하였을 때와 NEDC모드보다 긴 FTP75모드를 주행하였을 때의 연비 개선 효과를 비교 분석하였다.