• 한국자동차공학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.62-68
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• 2001

In an early engine development, it is highly required to determine the Key Test Points at the main driving, zone and lessen those points to reduce a test duration. This paper describes that it is possible not only to predict the cycle fuel consumption[g/km], emissions[g/km] from engine data(BSFC[g/kWh], emissions[g/kWh]) but also to confirm the emission regulation potential before a vehicle test.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제12권5호
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• pp.1934-1944
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• 2017

As a key component of high-voltage power conversion system for electric vehicles (EVs), bidirectional DC/DC (Bi-DC/DC) is required to have high efficiency and light weight. Conventional design methods optimize the Bi-DC/DC at the maximum power dissipation point (MPDP). For EVs application, the work condition of the Bi-DC/DC is not strict as the MPDP, where the design method using MPDP may not be optimal during travel of EVs. This paper optimizes the Bi-DC/DC converter targeting efficiency and weight based on the driving cycle. By analyzing the two-phase interleaved Bi-DC/DC for hybrid energy storage systems (HESS) of EVs, its power dissipation is calculated, and an efficiency model is derived. On this basis, weight models of capacitor, inductor and heat sink are built, as well as a dynamic temperature model of heat sink. Based on these models, a method using New European Driving Cycle (NEDC) for optimal design of Bi-DC/DC which simultaneously considered efficiency and weight is proposed. The simulation result shows that compare with conventional optimization methods revealed that the optimization approach based on driving cycle allowed significant weight reduction while meeting the efficiency requirements.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.138-143
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• 2006

Modification of injector, oil ring tension reduction and oil pump rotor re-matching with optimization of relevant engine control parameters could drive fuel consumption reduction of HSDI diesel engine. A 5 holes injector was replaced with a 6 holes with smaller nozzle hole diameter and 1.5 k factor, and evaluated in a view of fuel economy and emission trade-offs. With introducing smaller nozzle hole diameter injector, PM(Particulate Matter) was drastically decreased for low engine load and low engine rpm. Modification of oil pump and oil ring was to reduce mechanical friction and be proved to better fuel economy. Optimization of engine operating conditions was a great help for the low fuel consumption. Influence of the engine operating parameters· including pilot quantity, pilot interval, air mass and main injection timing on fuel economy, smoke and NOx has been evaluated with 14 points extracted from NEDC(New European Driving Cycle) cycle. The fuel consumption was proved to $7\%$ improvement on an engine bench and $3.7\%$ with a vehicle.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권8호
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• pp.4723-4728
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• 2014

본 연구에서는 1-D 해석 프로그램인 AMESim을 활용하여 열전소자와 디젤엔진을 모델링하여 이를 New European Driving Cycle (NEDC) 운전모드에서 구동시킨 자동차에서 나오는 폐열을 이용해 열전소자로 발전을 하고 이에 따른 결과를 분석해보는 연구를 수행하였다. 열전소자 모델링 시 배기폐열 회수율 및 전기 에너지 변환률 뿐만 아니라 재료적 특성을 고려하여 열전달부분에 초점을 맞추었다. 또한, 디젤 산화 촉매(DOC)를 설계하여 열전소자로 인한 폐열회수가 디젤 산화촉매 활성화에 미치는 영향과, 그 결과 배기가스의 성분별 증감을 조사하였다. 열전소자를 이용한 폐열회수는 자동차 연비개선에 도움이 되지만, 배기가스의 온도를 떨어뜨려 촉매 활성화에 영향을 미치게 되면, CO와 HC 배출이 최대 14% 증가하는 것을 관찰하였다. 따라서, 열전소자를 이용한 배기 폐열 회수 시스템 개발 시에 배기에 미치는 영향을 고려해야 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.22-28
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• 2017

전기자동차에 사용되는 리튬이온 배터리의 성능은 배터리 온도에 따라 큰 차이를 보인다. 본 논문에서는 유한차분법을 이용하여 배터리의 발열량에 따른 배터리의 온도변화를 평가하고, 배터리의 충전량, 내부저항 및 전압변화를 조사하였다. 이 배터리 모델을 1차원 해석 프로그램인 AMESim과 연동하여 전기자동차가 NEDC 모드로 주행 시, 배터리의 온도 변화에 따른 전기자동차의 주행거리를 산출하였다. 배터리는 온도가 $25^{\circ}C$ 이하로 감소하면 내부저항이 증가하기 때문에 발열량이 증가하여 주행거리는 줄었다. 또한, 배터리의 온도가 $25^{\circ}C$ 이상이 되면, 배터리의 충전량이 감소하여 배터리의 성능이 떨어지고 그 결과로 주행거리가 줄었다. 배터리의 성능을 최적으로 유지할 수 있는 온도인 $25^{\circ}C$를 기준으로 배터리의 온도가 $-20^{\circ}C$와 $45^{\circ}C$일 때, 전기자동차의 주행거리는 각각 33%와 1.8% 감소하였다. 배터리의 최적 온도를 유지하기 위해 효율적인 배터리 열관리를 통하여 저온에서는 가열, 고온에서는 냉각이 이루어져야 한다. 해석 결과 외기온이 $-20^{\circ}C$인 경우 500 W의 열을 공급해주어야 하며, 외기온이 $45^{\circ}C$ 경우에는 냉방을 통해 250 W의 열을 방출해줌으로써 배터리 구동의 최적 온도인 $25^{\circ}C$를 유지할 수 있다.

• 한국분무공학회지
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• 제24권1호
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• pp.21-26
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• 2019

In Korea, Medium-duty trucks are classified into GVW (Gross Vehicle Weight) 3.5~10tons. MDTs are mostly used for logistics or delivery between regions. There have been studied on diesel fuel vehicles for SUVs(Sports Utility Vehicle) or light-duty trucks. But MDTs have been not studied. Therefore, this study have been used MDTs for characteristic exhaust emission. Test was carried out using the certification test mode (NEDC, New European Driving cycle) and the NIER mode in chassis dynamometer of the MDTs. And emission gas was analyzed for PN (Particulate Number), PN size distribution and aldehydes, VOCs (Volatile Organic Compounds), PAHs (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons). This paper concluded that EURO-IV trucks produced more MSATs than EURO V trucks. Depending on the engine temperature, more MSATs were generated in cold temperature than in the hot start operation. However, the driving speed, the opposite results was obtained.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권8호
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• pp.657-663
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• 2014

차량에 탑재하여 운행 중 배출가스를 측정할 수 있는 이동식 배출가스 장비(PEMS)를 활용한 결함확인검사 방법을 미국은 2007년부터 시행하였고, 유럽은 2013년 EURO6부터 도입할 계획을 수립했다. 따라서 한국도 국내의 대형차 배출가스 관리의 중요성을 고려할 때 PEMS를 활용한 실 도로 주행 특성을 반영한 측정 방법의 도입이 필요한 시점이다. PEM의 다양한 활용 방안을 위하여 도로유형, 매연저감장치 및 공회전제한장치 그리고 에어컨 작동에 따른 배출가스 평가를 수행하였다. 본 연구는 PEMS을 활용한 상용차 결함확인 검사 방법을 분석하여 국내 실정에 적합한 대형차 결함확인 검사제도 시행에 필요한 기초자료를 마련하고자 한다.

• 에너지공학
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• 제17권4호
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• pp.227-232
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• 2008

이산화탄소는 지구온난화를 일으키는 온실가스의 하나의 주요요인으로 생각되어진다. $CO_2$는 탄화수소를 연료로 사용하는 연소에서 배기가스의 주성분이다. 자동차의 $CO_2$ 배출물에 대한 규제는 최근에 더욱 절박하게 대두되어 왔다. 이러한 심각한 규제는 배기가스를 저감하는 대체연료를 개발할 수 있는 자동차 제품들에게 요구되는 것이다. 본 논문은 가솔린, 디젤, LPG 자동차를 사용하여, FTP-75와 NEDC(ECE15+EUDC) 모두에 따라서 $CO_2$ 배출물과 연료소비율(연비)과의 상관관계를 검토했다. 이 논문을 통해서 탄소중량비가 낮은 연료 일수록 $CO_2$ 발생량의 감소율이 큰 것을 알 수 있다. 사용한 연료에 따라서 $CO_2$ 배출량과 연비와의 관계를 함수로 표현할 수 있었으며, 높은 상관관계를 갖는 것을 알 수 있었다. LPG차량은 휘발유와 디젤차량보다 $CO_2$ 배출량이 적게 배출되는 것을 알 수 있었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.95-105
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• 2012

The selective catalytic reduction (SCR) system is a highly-effective aftertreatment device for NOx reduction of diesel engines. Generally, the ammonia ($NH_3$) was generated from reaction mechanism of SCR in the SCR system using the liquid urea as the reluctant. Therefore, the precise urea dosing control is a very important key for NOx and $NH_3$ slip reduction in the SCR system. This paper investigated NOx and $NH_3$ emission characteristics of urea-SCR dosing system based on model-based control algorithm in order to reduce NOx. In the map-based control algorithm, target amount of urea solution was determined by mass flow rate of exhaust gas obtained from engine rpm, torque and $O_2$ for feed-back control NOx concentration should be measured by NOx sensor. Moreover, this algorithm can not estimate $NH_3$ absorbed on the catalyst. Hence, the urea injection can be too rich or too lean. In this study, the model-based control algorithm was developed and evaluated on the numerical model describing physical and chemical phenomena in SCR system. One channel thermo-fluid model coupled with finely tuned chemical reaction model was applied to this control algorithm. The vehicle test was carried out by using map-based and model-based control algorithms in the NEDC mode in order to evaluate the performance of the model based control algorithm.

• Journal of Power Electronics
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• 제17권2호
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• pp.398-410
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• 2017

This work presents the design of a dual extended Kalman filter (EKF) as a state/parameter estimator suitable for adaptive state-of-charge (SoC) estimation of an automotive lithium-iron-phosphate ($LiFePO_4$) cell. The design of both estimators is based on an experimentally identified, lumped-parameter equivalent battery electrical circuit model. In the proposed estimation scheme, the parameter estimator has been used to adapt the SoC EKF-based estimator, which may be sensitive to nonlinear map errors of battery parameters. A suitable weighting scheme has also been proposed to achieve a smooth transition between the parameter estimator-based adaptation and internal model within the SoC estimator. The effectiveness of the proposed SoC and parameter estimators, as well as the combined dual estimator, has been verified through computer simulations on the developed battery model subject to New European Driving Cycle (NEDC) related operating regimes.