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김남욱 연구실
한양대학교 기계공학과 김남욱 교수
최적제어
동적계획법
에너지관리전략
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논문·특허
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김남욱 연구실

한양대학교 기계공학과 김남욱 교수

김남욱 연구실은 기계공학과 기반의 동역학 시스템 모델링 및 시스템 제어 연구를 수행합니다. 배터리 전기차의 에코드라이빙에서 동적계획법과 Pontryagin’s minimum principle을 활용해 속도 궤적과 가속도 프로파일을 최적화하고, 제어 모드 전환 및 경계조건 만족 관점에서 제어 거동을 해석합니다. 또한 2-speed 전기구동의 변속 명령과 펄스 앤 글라이드 기반 구동 모드처럼 파워트레인 구동 명령 최적화를 통해 에너지 사용을 줄이는 방법을 적용합니다. 연료전지 하이브리드와 다중전압 전력 아키텍처 영역에서는 ECMS 기반 에너지 분배와 전원 안정화 검증을 포함하여 차량 적용성과 성능 최적화 기술을 개발합니다.

최적제어동적계획법에너지관리전략전기차 파워트레인속도궤적최적화
대표 연구 분야
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배터리 전기차(BEV) 에코드라이빙 속도 궤적 최적화 thumbnail
배터리 전기차(BEV) 에코드라이빙 속도 궤적 최적화
Eco-driving Speed Trajectory Optimization for Battery Electric Vehicles
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.
주요 논문
5
논문 전체보기
1
Article
|
·
인용수 1
·
2025
Control Optimization of Acceleration Profile for a Battery Electric Vehicle
Jehwi Yeon, Sungtak Hong, Jaekwang Jung, Yunho Lee, Jungwon Han, Namwook Kim
IF 5.6 (2025)
International Journal of Precision Engineering and Manufacturing-Green Technology
https://doi.org/10.1007/s40684-025-00829-7
Acceleration
Powertrain
Battery (electricity)
Benchmark (surveying)
Optimal control
Electric vehicle
Control theory (sociology)
Controller (irrigation)
Battery electric vehicle
Dynamic programming
2
Article
|
인용수 2
·
2024
Analysis of Control Behavior in Eco-Driving Speed Optimization Using Pontryagin’s Minimum Principle
Shaowen Lyu, Liyue Yang, Daliang Shen, Jihun Han, Dominik Karbowski, Namwook Kim
IF 3.6 (2024)
IEEE Access
자율주행차의 에너지 효율은 최적화된 속도 프로파일을 선택함으로써 향상될 수 있다. 동력계(powertrain) 특성과 향후 주행 조건에 대한 정보를 바탕으로 제어 최적화를 수행하면 에너지 절감 효과를 극대화할 수 있다. 선행 연구들은 포ਂ트리야긴의 최소 원리(Pontryagin’s minimum principle, PMP)가 차량 속도 최적화 문제에서 잘 작동함을 보여주었다. 본 연구는 선행 연구에서 제안된 방법에 기반하여, 통제 문제에 대한 이해를 높이기 위해 PMP의 개념과 결과로부터 의미 있는 관찰을 도출하는 데 기여한다. 특히, 제어 모드의 전환 양상을, 제어 모드의 변화를 지시하는 및 mv와 같은 보조 변수들을 사용하여 분석한다. 또한 제어 문제에서의 순항 주행(cruise driving)을 이해하는 데 도움이 되는 특이 제어(singular control)의 존재 여부도 분석한다. 마지막으로, 도달 가능한 상태(reachable states)의 지도와 함께 다양한 경계 조건(boundary conditions)을 만족하는 여러 해를 도출하고, 순항 주행의 영향에 대해 논의한다. 이 연구의 결과는 해당 지도를 바탕으로 실제 응용 분야에서의 실용적인 제어 개념을 설계하는 데 유용하다. 선행 연구들은 이 제어 문제에 크게 기여해 왔으나, 본 연구는 해당 쟁점에 대한 더 나은 이해를 제공하고, 이러한 의미 있는 관찰에 근거하여 향후 실제 응용을 위한 지침과 영감을 제공한다.
https://doi.org/10.1109/access.2024.3477716
Pontryagin's minimum principle
Optimal control
Control theory (sociology)
Control (management)
Maximum principle
Computer science
Mathematical optimization
Mathematics
Artificial intelligence
3
Article
|
인용수 4
·
2024
Analysis of the Impact of Speed Trajectory Optimization on Energy Consumption During Highway Merging
Liyue Yang, Dohyun Park, Shaowen Lyu, Tacksu Kim, Namwook Kim
IF 3.6 (2024)
IEEE Access
교통 혼잡은 종종 교차로 또는 진입로 합류 구간에서 발생하며, 이때 차량 속도를 빈번히 조정해야 하므로 에너지 비효율적인 주행이 나타난다. 연결 및 자동화 차량(connected and automated vehicle, CAV) 기술의 출현은 차량의 속도 궤적과 합류 시퀀스를 최적화함으로써 에너지 소비를 줄일 수 있는 기회를 제공하였다. 본 연구에서는 합류 제어에서 차량 파워트레인 특성과 속도 최적화를 통합하는 문제를 다룬다. 목표 차량은 배터리 전기차이며, 합류 시나리오에서 동적 계획법을 기반으로 에너지 최적 속도 궤적을 생성하였다. 평가 결과, 제안된 방법은 특정 합류 조건에서 기존의 적응형 순항 제어와 비교하여 30.1%의 에너지 절감을 달성하는 것으로 나타났다. 파워트레인 손실은 52.4% 감소하였으며, 전체 에너지 소비에 영향을 미치는 가장 큰 요인이다. 서로 다른 교통 수요에 대응하기 위해, 서로 다른 합류 시간에 대해 에너지 최적 속도 궤적을 도출하였다. 분석 결과, 파워트레인 손실은 서로 다른 합류 시간에서 전체 에너지 소비의 변화 추세에 유의미한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 속도 변동에 대한 요구는 합류 시간에 따라 크게 달라지고 파워트레인 손실을 유발하므로, 에너지 효율적인 합류 제어에 있어 핵심적이다. 제안된 방법은 합류 제어 전략에서 개별 차량의 유의미한 에너지 절감 잠재력을 보여주며, 다중 CAV 합류 시나리오에서 총 에너지 소비를 최적화하기 위한 이론적 참고자료로 활용될 수 있다.
https://doi.org/10.1109/access.2024.3501315
Energy consumption
Trajectory
Computer science
Consumption (sociology)
Energy (signal processing)
Automotive engineering
Engineering
Statistics
Electrical engineering
Mathematics
최신 정부 과제
24
과제 전체보기
1
2024년 6월-2028년 12월
|775,400,000
신구조 구동시스템 차량 적용성 검증 및 성능 최적화 기술 개발
■ 신구조 구동시스템 차량적용성 검증 및 성능최적화기술 개발 - 차량시스템 모델 통합화 및 가상개발 활용 기술 - 엔진동력 모사 테스트베드 시스템 기술 - 가상화 개발 프로세스 및 동력제어 기술 - 준정적해석 및 용량 매칭 기술 - 전방향모델 및 최적제어 기술[1차년도]o 신구조 하이브리드 가상화 차량 기본모델 개발. 가상평가 주행로 개발 및 평가 시나리오...
신구조 하이브리드 동력시스템
가상화 캘리브레이션
성능 최적화 기술
적용성 검증
엔진 모사 장치
2
2024년 6월-2028년 12월
|1,399,000,000
신구조 구동시스템 차량 적용성 검증 및 성능 최적화 기술 개발
■ 신구조 구동시스템 차량적용성 검증 및 성능최적화기술 개발 - 차량시스템 모델 통합화 및 가상개발 활용 기술 - 엔진동력 모사 테스트베드 시스템 기술 - 가상화 개발 프로세스 및 동력제어 기술 - 준정적해석 및 용량 매칭 기술 - 전방향모델 및 최적제어 기술[1차년도]o 신구조 하이브리드 가상화 차량 기본모델 개발. 가상평가 주행로 개발 및 평가 시나리오...
신구조 하이브리드 동력시스템
가상화 캘리브레이션
성능 최적화 기술
적용성 검증
엔진 모사 장치
3
2024년 4월-2029년 4월
|295,127,000
자율주행 에이전트 차량의 파견 운영을 통한 분산제어 기반의 도로 주행 네트워크 성능 향상 이론 연구
최종목표: 본 연구는 주변 교통 및 주행 상황을 인식할 수 있으며 주변 차량의 에너지 효율 향상을 유도할 수 있는 특수 목적의 자율주행 에이전트(Autonomou Driving Agent)를 활용하여 전체 도로 주행 네트워크의 에너지 효율을 최적화할 수 있는 분산제어 (Decentralized Control) 개념 기반의 계층적 시스템 운용 기법 연구, 그...
분산제어
자율주행 에이전트
에너지 효율
제어 최적화
교통류 해석
최신 특허
특허 전체보기
상태출원연도과제명출원번호상세정보
등록2020라이다 센서 장치 및 제어 방법1020200032989
등록2020하이브리드 변속장치1020200014451
취하2017듀얼 클러치 트랜스미션과 한 개의 모터를 결합하여 구현한 하이브리드 변속장치 및 그 제어 방법1020170021463
전체 특허

라이다 센서 장치 및 제어 방법

상태
등록
출원연도
2020
출원번호
1020200032989

하이브리드 변속장치

상태
등록
출원연도
2020
출원번호
1020200014451

듀얼 클러치 트랜스미션과 한 개의 모터를 결합하여 구현한 하이브리드 변속장치 및 그 제어 방법

상태
취하
출원연도
2017
출원번호
1020170021463