• 기계와재료
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• 제23권3호
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• pp.190-198
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• 2011

하이브리드 굴삭기는 에너지 재생 및 연비향상을 위하여 기존의 유압부품들 중 일부를 전기부품으로 대체하여 시스템을 구성하고 있다. 따라서, 하이브리드 굴삭기의 신뢰성을 평가하고 보장하기 위해서는 기계적인 부하와 전기적인 부하가 복합적으로 영향을 미쳐 발생되는 고장모드를 고려하여 신뢰성평가기법을 개발하여야 한다. 특히 하이브리드 굴삭기는 가혹한 실외 환경조건에서 운용되므로 새롭게 개발되는 부품들에 대하여 설계 결함을 조기에 발견하기 위한 복합 내환경 시험과 초가속 수명시험이 수행되어야만 한다. 본 연구에서는 FMEA, FMECA, FTA 및 HALT 등의 다양한 신뢰성 기법을 사용하여 하이브리드 굴삭기의 신뢰성평가기법을 개발하였고, 개발대상 하이브리드 굴삭기의 주요 동력전달 파트인 선회구동 시스템에 대한 신뢰성평가장비를 개발하고 구축하였다. 본 연구에서 개발된 하이브리드 굴삭기 신뢰성평가기법은 하이브리드 자동차의 부품들에 대한 신뢰성평가에도 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권12호
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• pp.1537-1542
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• 2011

본 논문은 복합형 하이브리드 굴삭기를 위한 동력전달계 제어기법에 대하여 기술하였다. 하이브리드 굴삭기는 기존 굴삭기의 동력전달계를 하이브리드화 하여 연비향상 및 배출가스 저감을 목표로 개발되고 있다. 특히 복합형 하이브리드 굴삭기는 유압시스템의 일부를 전기시스템으로 대체하여 낮은 유압효율로 인한 에너지 손실을 줄일 수 있도록 구성되어 있다. 해당 굴삭기의 하이브리드 동력 제어기는 동력전달계의 동력 흐름을 관리하여 굴삭기의 연비를 향상 시키고, 슈퍼 커패시터의 충전량을 적절한 범위에서 유지하며, 기존 굴삭기에 준하는 성능을 유지하여야 한다. 이를 위하여 본 논문에서는 슈퍼 캐패시터의 충전량 기반의 서모스탯(Thermostat)형 제어기와 실시간 최적해를 이용한 ECMS 제어기를 설계하였으며 시뮬레이션을 통하여 그 성능을 검증하였다. 시뮬레이션 결과, 하이브리드 굴삭기의 연비가 대략 20% 이상 향상될 것으로 기대되며, 특히 등가 연료 개념을 이용한ECMS 제어기의 성능이 서모스탯(Thermostat)형 제어기에 비해 연비 및 슈퍼 커패시터 충전량 관리 측면에서 보다 향상된 것을 확인하였다.

• 기계와재료
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• 제23권3호
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• pp.148-155
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• 2011

국제 유가 급등과 배기가스 규제 강화로 인해 건설기계 분야에도 하이브리드 기술을 적용하고자 하는 노력이 커지고 있다. 특히 굴삭기는 연비 성능이 Key Buying Factor로 대두되고 있으며 유지비의 대부분을 연료비가 차지하고 있으므로 하이브리드 시장형성에 유리한 조건을 갖추고 있다. 하이브리드 굴삭기는 동력원으로서 기존의 디젤엔진 외에 전동기 및 전기저장장치를 추가하여 엔진을 고효율 영역에서 운전하고 작업 장치에서 버려지는 에너지를 회수하여 재사용함으로써 에너지 효율을 높이고 배기가스 배출을 저감할 수 있다. 본 논문에서는 하이브리드 굴삭기의 시장 및 기술동향을 기술하여 관련 산업분야의 기수 개발 및 상용화에 기여하고자 한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권2호
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• pp.211-217
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• 2015

환경 문제 및 화석연료 고갈에 대한 관심으로 인하여 배기가스에 대한 규제는 나날이 엄격해지고 있으며 높은 연비에 대한 수요는 지속적으로 증가하고 있다. 이러한 시대적 요구를 뒷받침하기 위하여 저배기-고연비가 특징인 하이브리드 굴삭기가 현실적인 대안으로서 각광받고 있으며 지속적으로 연구되고 있다. 본 연구에서는 선회 구동 전동기, 엔진보조 전동기, 울트라 캐패시터, 전력변환장치를 중형 굴삭기에 탑재한 복합형 하이브리드 굴삭기를 개발하였으며, 일반적인 복합형 하이브리드 굴삭기의 연비개선요소(선회 구동 에너지 회생, 엔진 작동 속도 변경)외에 추가적으로 적용된 연비개선 방법론들에 대하여 다루고 있다. 본 방법론들을 적용함으로써 연비와 운전 조작성을 동시에 개선할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권11호
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• pp.1407-1413
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• 2013

하이브리드 굴삭기는 기존 굴삭기와 달리 선회구동계에 유압모터를 대신하여 선회전동기를 사용하고 있다. 하이브리드 굴삭기의 신뢰성을 평가하고 보증하기 위해서는 기계와 전기적인 고장모드가 조합되어 고려되어야 한다. 특히, 하이브리드 굴삭기용 선회감속기는 가혹한 실외환경에서 운용되므로 시작품에 대한 현장작동조건을 고려한 가속수명시험이 수행되어야 한다. 본 연구에서는 선회구동계 중선회감속기에 대한 가속수명시험 기법의 개발을 위하여 FMMA, FMAECA, FTA 및 QFD와 같은 정성적 신뢰성기법을 활용하였고, 개발된 가속조건에 의한 수명시험결과를 유분석 기법 등을 활용 분석하여 평가대상 시료가 목표 신뢰도를 만족함을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.111-113
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• 2008

본 논문에서는 복합형 하이브리드 굴삭기의 전력 변환 장치의 구조 및 제어 방법을 제안한다. 제안된 전력 변환 장치는 엔진 다이나모 장치를 이용하여 그 타당성을 입증하였으며, 제한된 실험 환경 내에서도 기존의 유압식 굴삭기와 비교하였을 때, 약 8% 정도의 연비 향상의 효쏙를 얻을 수 있었다. 현재 실제 굴삭기에 장착하여 성능과 연비 측정을 위한 실험이 진행 중이다.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제3권1호
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• pp.22-26
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• 2006

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제7권2호
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• pp.19-24
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• 2010

• 유공압시스템학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.1-8
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• 2009

Nowadays with the high fuel prices, the demands for energy saving and green emission of construction machinery have highly been increased without sacrifice of working performance, safety and reliability. The aim of this paper is to propose a new energy saving hybrid excavator system using an electro-hydraulic actuator driven by an electric motor/generator for the regeneration of potential energy. A 5 ton class excavator is analyzed, developed with the boom for the evaluation of the designed system. The hardware implementation is also presented in this paper. A control strategy for the hybrid excavator is proposed to operate the machine with a highest efficiency. The energy saving ability of the proposed excavator is clearly verified through simulation and experimental results in comparison with a conventional hydraulic excavator.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제16권3호
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• pp.16-22
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• 2019

Due to the rise in energy consumption and natural resource prices, the demand to improve energy efficiency in the construction machine has been highlighted. Even though many researchers have contributed to the development of the technology, CO2 gas emissions of heavy machinery remains high. One of the most significant problems of the novel excavator with internal combustion engines is the emission of harmful gas. To reduce emissions in the construction machine, it is necessary to replace the internal combustion engines with the alternative one. To overcome those problems, this paper focuses on the adoption of PEMFC hybrid engine for the excavator system. An internal combustion engine is replaced by new structures with fuel cell, battery and ultra capacitor. The proposed system has been designed and modeled using Simcenter Amesim software and compared with the conventional one through simulation results.