직렬형 하이브리드 구동계의 최적화를 위한 등가소비최소화전략 연구 :

홍석진

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자료유형: 학위논문

저자정보: 홍석진 (국민대학교, 국민대학교 일반대학원)

지도교수: 최웅철

발행연도: 2020

저작권: 국민대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2020

직렬형 하이브리드 구동계의 최적화를 위한 등가소비최소화전략 연구

홍석진 보안-스마트 2020.01 학위논문

2019

직렬형 하이브리드 구동계 운송수단 개발을 위한 등가소비전략 연구

홍석진 , 윤석호 , 최웅철 한국자동차공학회 추계학술대회 및 전시회 2019.11 학술대회자료

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이륜 차량의 운행으로 인해 배출되는 배기가스에 대한 대기 환경 문제는 국제 사회에서 중요하게 다뤄지는 문제점 중 하나이다. 기존 내연기관 이륜 차량의 배출가스 감소를 위해 EU 연합을 중심으로 이륜 차량 배기가스에 대한 환경 규제는 점차 강화되고 있으며 친환경 이륜 차량의 연구 및 개발 필요성이 증대되고 있다. 기존 내연기관 이륜 차량의 주행으로 발생되는 배출가스로 인한 대기오염 문제를 해결하기 위해 동남아 주요국들은 기존 내연기관 이륜 차량을 전기 이륜 차량으로 교체하기 위해 노력하고 있다. 기존 이륜 차량을 배기가스가 배출되지 않는 전기 이륜 차량으로 보급하는 것이 바람직하지만, 현실적으로 동남아시아 주요 국가의 전기보급률, 가옥 구조상 전력 문제로 보급에 어려움을 겪고 있다. 따라서 기존 이륜 차량을 전기 이륜 차량이 아닌 플러그 인 직렬 하이브리드 이륜 차량으로 개발하여 보급하는 것이 더 현실적인 대안으로 판단되고 있다. 플러그 인 직렬 하이브리드 이륜 차량은 주행 시 배터리의 전기에너지를 사용하여 모터를 구동한다. 모터 사용으로 인하여 배터리 충전 상태가 감소되면 보조 엔진 및 AVR이 동작되어 배터리를 충전하기 때문에 특정 상황에서의 엔진 동작으로 배출가스를 저감할 수 있다는 장점이 있다. 본 논문은 기존 이륜 차량 및 플러그 인 직렬 하이브리드 이륜 차량의 simulation 연구이다. 목표 주행거리로 운행 시 각각의 이륜 차량에서 발생되는 연료소비량 및 배터리 전력사용량을 동남아 주요국의 휘발유 주유비 및 가정용 전기요금제를 적용하여 연간유지비용을 예측하였다. 또한, 기존 내연기관 이륜 차량 및 플러그 인 직렬 하이브리드 이륜 차량의 초기 차량 구매비용을 조사하였고 연간유지비용을 합산하여 초기 투자 금액 대비 역전 구간을 예측하였다.

Climate change due to emissions is one of the most important issues in the international community. In order to reduce emissions in the transportation sector, EU and developed countries are increasingly tightening environmental regulations on emissions and increasing the need for research and development of eco-friendly vehicles. Air pollution has been accelerating due to the expansion of two-wheel vehicles, the main vehicle for transportation in Thailand, the Philippines, Indonesia and Vietnam, which major Southeast Asian countries. To solve the problem of air pollution, major countries in Southeast Asia are actively developing research and development to change existing two-wheeled vehicles into the structure of eco-friendly two-wheeled vehicles. While it is desirable to develop the structure of conventional two-wheeled vehicles into electric two-wheeled vehicles that do not emit exhaust fumes, it is not realistic because, in reality, it is difficult to print a certain amount of electricity in the housing structure of major Southeast Asian countries. Therefore, it is more practical to develop and distribute existing two-wheeled vehicles as a series hybrid two-wheel vehicle rather than an electric two-wheel vehicle. Serial hybrid two-wheeled vehicles use motors when driving and motors use battery electrical energy. If the state of charge of the battery is reduced due to the use of the motor, the auxiliary engine and the AVR will operate and charge the battery. It has the advantage of being able to reduce emissions because the engine runs under certain circumstances. Energy efficiency data of each major part of the existing two-wheeled and series hybrid two-wheeled vehicles were constructed using MATLAB SIMULINK and the target mileage was set to derive fuel and electricity usage through simulation. The results obtained were predicted for annual maintenance costs by applying the gasoline-fueled and household electricity rate system in major Southeast Asian countries. In addition, the initial purchase cost of each vehicle was investigated to identify the reversal from the initial investment through the total annual maintenance cost summed up for the annual maintenance costs.

1. 서론 1
1.1. 연구 배경 1
1.2. 연구 내용 및 목적 10
2. 동남아시아 유가 및 전기요금 조사 13
2.1. 동남아시아 주요 국가 전기 보급 현황 13
2.1.1. 태국 전기 보급 현황 16
2.1.2. 필리핀 전기 보급 현황 17
2.1.3. 인도네시아 전기 보급 현황 18
2.1.4. 베트남 전기 보급 현황 19
2.2. 동남아시아 유가 및 전기요금 20
2.2.1. 태국 유가 및 전기요금 20
2.2.2. 필리핀 유가 및 전기요금 22
2.2.3. 인도네시아 유가 및 전기요금 23
2.2.4. 베트남 유가 및 전기요금 25
2.3. 동남아시아 국가별 유가 및 전기요금 분석 27
3. 직렬형 하이브리드 이륜 차량 에너지 수치 해석 28
3.1. 직렬형 하이브리드 차량 구조 28
3.2. 직렬형 하이브리드 이륜 차량 구조 30
3.3. 직렬형 하이브리드 이륜 차량 부품 가격 조사 31
3.4. 직렬형 하이브리드 이륜 차량 목표 사양 33
3.5. 직렬형 하이브리드 이륜 차량 simulation 33
3.5.1. 기존 이륜 차량 사양 33
3.5.2. 직렬형 하이브리드 이륜 차량 사양 34
3.5.3. 주행 사이클 선정 35
3.5.4. 직렬형 하이브리드 이륜 차량 simulation 방법 37
3.5.5. 직렬형 하이브리드 이륜 차량 simulation 프로그램 40
4. 직렬형 하이브리드 이륜 차량 simulation 결과 49
4.1. 동남아시아 국가별 simulation 결과 49
4.1.1. 태국 simulation 결과 50
4.1.2. 필리핀 simulation 결과 58
4.1.3. 인도네시아 simulation 결과 65
4.1.4. 베트남 simulation 결과 72
4.2. 동남아시아 국가별 simulation 결과 분석 79
4.2.1. 동남아시아 국가별 총 연간유지비용 결과 79
4.2.2. 동남아시아 국가별 연간유지비용 결과 분석 83
4.2.3. 배터리 교환 예측 그래프 89
4.2.4. 전기 콘센트별 분석 93
5. 결론 95
6. References 99
7. Abstract 103

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