Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC (전자공학회논문지SC)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
권호 표지

Modeling and Dynamic Analysis for Electric Vehicle Powertrain Systems

전기 자동차 파워트레인의 모델링 및 동특성 분석

  • Park, Gwang-Min (Robotics Research Division, Daegu Gyeongbuk Institute of Science & Technology) ;
  • Lee, Seong-Hun (Robotics Research Division, Daegu Gyeongbuk Institute of Science & Technology) ;
  • Jin, Sung-Ho (Robotics Research Division, Daegu Gyeongbuk Institute of Science & Technology) ;
  • Kwak, Sang-Shin (School of Electrical & Electronics Engineering, Chung-ang University)
  • 박광민 (대구경북과학기술원 로봇시스템연구부) ;
  • 이성훈 (대구경북과학기술원 로봇시스템연구부) ;
  • 진성호 (대구경북과학기술원 로봇시스템연구부) ;
  • 곽상신 (중앙대학교 전기전자공학부)
  • Received : 2011.07.12
  • Published : 2011.11.25
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Abstract

Unlike a typical internal combustion engine vehicle, the powertrain system of the pure electric vehicle, consisting of battery, inverter and motor, has direct effects on the vehicle performance and dynamics. Then, the specific modeling of such complex electro-mechanical components enables the insight into the longitudinal dynamic outputs of the vehicle and analysis of entire powertrain systems. This paper presents the dynamic model of electric vehicle powertrain systems based on theoretical approaches to predict and analyze the final output performance of electric vehicles. Additionally, the correlations between electric input signals and the final output of the mechanical system are mathematically derived. The proposed model for powertrain dynamics of electric vehicle systems are validated with a reference electric vehicle model using generic simulation platform based on Matlab/Simulink software. Consequently, the dynamic analysis results are compared with electric vehicle simulation model in some parameters such as vehicle speed/acceleration, and propulsion forces.

일반적인 내연기관 자동차와는 달리, 전기자동차는 파워트레인을 구성하는 배터리, 인버터, 모터 등의 전기 동력 시스템들이 차량의 주행성능과 동역학 특성에 직접적인 영향을 준다. 따라서 전기 차량의 최종 운동 및 동특성을 예측하기 위해서, 기계 및 전기전자 복합 시스템을 세부적으로 모델링하고 이를 통한 전체 파워트레인의 해석이 필요하다. 본 논문에서는 전기자동차의 최종 출력 성능을 예측하고 분석하기 위한 전기자동차의 파워트레인 시스템의 동적 모델을 유도하였다. 전기적인 신호로부터 최종 기계 동력 시스템으로 전달되는 입출력 변수의 상관관계를 수학적으로 모델링하여 개발하였다. 또한, 전기자동차의 동특성을 시뮬레이션 할 수 있는 기준모델을 Matlab/Simulink 플랫폼 기반으로 개발하였으며, 이를 이용하여 유도된 수학적 분석 모델을 검증하였다. 이를 통하여 속도, 가속도, 추진력 등의 주요 차량 주행성능을 비교 분석하였다.

Keywords

References

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