본 과제는 친환경 자동차의 전동식 조향장치(EPS)에 사용될 페라이트 자석 기반의 스포크 타입 모터를 개발하는 연구임. 이 모터는 차량의 조향 성능과 효율성을 높이는 데 기여함을 목표로 함. 연구 목표는 1차 시작품의 성능을 보완하여 친환경 자동차 EPS용 Ferrite Magnet Spoke Type Motor의 최종 타입을 개발하는 데 있음. 토크 3.2Nm, 속도 1,230RPM, 코깅 토크 0.01Nm 이하 등의 성능 달성을 목표로 함. 핵심 연구 내용은 1차 시작품 검토를 통한 동특성 해석 및 시제품 제작, Spoke Type Parameter의 상세 설계 및 최적화, 2차 시작품 제작임. 또한, 고정밀 전류/전압 제어를 위한 SVPWM 제어기술과 3 Phase SVPWM Inverter를 개발하고, 운행 패턴별 최적 구동 알고리즘 구현 및 신뢰성 시험을 통해 제품의 신뢰성과 안전성을 확보함. 기대 효과는 국내 시장 경쟁력 강화 및 국제인증 획득을 통한 제품 신뢰성 확보임. 중요 핵심기술 개발로 자체 기술력 향상과 경쟁력 확보에 기여하며, MANDO에 연간 40,000대 판매를 통해 5년간 120억 원의 매출 효과와 내수 및 해외시장 수출 증대가 예상됨.

특수 차량용 발전기 시스템은 차량엔진과 체결된 발전기와 안정적인 AC 출력을 공급하는 전력공급장치로 구성된다. 차량용 발전기는 특수 차량의 환경에 적합한 소형·경량화, 고효율화, 저비용 등이 요구된다. 이를 만족시키기 위해 본 연구에서는 단위 부피당 출력이 높은 Spoke type IPMSG를 제안하고, Spoke type의 단점인 코깅토크와 토크리플을 저감시키는 최적설계 기술을 개발한다. Spoke type 발전기의 전자장해석뿐만 아니라 열해석 및 진동해석을 통해 융합연구를 시행하여 보다 신뢰성 높은 발전기 설계 기술을 확립한다. 차량용 발전기 시스템은 운전조건에 따라 발전기의 회전속도가 급변하는 특성을 고려한 강인하고 안정적인 센서리스 알고리즘 개발을 연구한다. 또한, 발전기 시스템 중요 요소인 배터리 충·방전 시스템의 손실 저감을 위한 절연형 컨버터의 구성 제안하고 급변하는 발전기 출력전압 변동에도 안정적인 직렬 공진형 컨버터의 최적 알고리즘과 급변하는 부하변동에도 안정적인 단상 AC 출력 제어가 가능한 알고리즘을 개발한다.

특수 차량용 발전기 시스템은 차량엔진과 체결된 발전기와 안정적인 AC 출력을 공급하는 전력공급장치로 구성된다. 차량용 발전기는 특수 차량의 환경에 적합한 소형·경량화, 고효율화, 저비용 등이 요구된다. 이를 만족시키기 위해 본 연구에서는 단위 부피당 출력이 높은 Spoke type IPMSG를 제안하고, Spoke type의 단점인 코깅토크와 토크리플을 저감시키는 최적설계 기술을 개발한다. Spoke type 발전기의 전자장해석뿐만 아니라 열해석 및 진동해석을 통해 융합연구를 시행하여 보다 신뢰성 높은 발전기 설계 기술을 확립한다. 차량용 발전기 시스템은 운전조건에 따라 발전기의 회전속도가 급변하는 특성을 고려한 강인하고 안정적인 센서리스 알고리즘 개발을 연구한다. 또한, 발전기 시스템 중요 요소인 배터리 충·방전 시스템의 손실 저감을 위한 절연형 컨버터의 구성 제안하고 급변하는 발전기 출력전압 변동에도 안정적인 직렬 공진형 컨버터의 최적 알고리즘과 급변하는 부하변동에도 안정적인 단상 AC 출력 제어가 가능한 알고리즘을 개발한다.

본 과제는 친환경 자동차용 EVP(Electrical Vacuum Pump) Motor를 개발해 성능, 내구, 환경규격을 만족하는 양산 기술을 확보하는 연구임. 연구 목표는 1차년도 EVP Motor 개발 및 생산 기술 보유, 2차년도 개발완료 및 양산을 달성하고, 개발종료 후 양산 및 수출로 이어지게 하는 데 있음. 핵심 연구 내용은 Noise 저감 Design, 내구수명 증대, EMC 관련부품 및 방진·방수 사양 Design, Winding Pattern 및 Magnet·Core·Brush·Brush Holder 열해석, 전자파해석 및 GMW 3097 전자파 대책 선행기술검토·최적 디버깅, 시제품 평가 후 개선부품 Design 및 양산사양 해석·평가임. 기대 효과는 EVP Motor 공급량 세계1위 BROSE사와 동등이상의 기술 경쟁력 확보 기대임.