12V 듀얼 배터리 시스템 아키텍처에 따른 마이크로 하이브리드 차량의 연비 및 전기 에너지 비교

Abstract

최근 연비 향상을 위해 12V 마이크로 하이브리드 차량에 충전 수입성이 좋은 리튬 배터리의 사용이 증가하고 있다. 하지만 기존 납산 배터리 대비 리튬 배터리의 가격이 비싸기 때문에 가격 상승 대비 연비 향상을 실현하기 위해 많은 자동차 업체들은 납산 배터리와 리튬 배터리를 동시에 사용하는 듀얼 배터리 시스템을 개발하고 있다. 듀얼 배터리 시스템은 기존의 납산 배터리와 함께 작은 용량의 리튬 배터리를 같이 사용함으로써 비교적 적은 비용으로 납산 배터리와 리튬 배터리의 장점을 모두 살릴 수 있는 시스템이다. 이러한 듀얼 배터리 시스템은 단순히 두 배터리를 병렬 연결하여 충방전 성능을 높이기도 하지만, 두 배터리 사이에 스위치나 DC/DC 컨버터를 사용해 충전과 방전을 제어하는 다양한 아키택처가 개발되고 있다. 본 연구에서는 납산 배터리와 리튬 배터리 사이에 스위치가 있는 Active 듀얼 배터리 시스템과 스위치가 없는 Passive 듀얼 배터리 시스템의 비교를 위해 실차시험으로 검증된 파워트레인 모델을 사용하여 Active 듀얼 배터리 시스템 모델과 Passive 듀얼 배터리 시스템 모델을 개발하였다. 이 두 가지 아키택처의 듀얼 배터리 시스템 차량 모델을 이용하여 사이클 시뮬레이션을 수행하였고, 연비모드에서의 연비 특성과 전기에너지를 비교하였다.