전기차 회생제동 산정방식[회생제동 계산법과 SOC]

[전기차이론]회생제동 원리

 

우리는 이전글에서 전기차 회생제동의 기본원리에 대해서 이해했다 그렇다면 장단점으로 넘어가기 전에 어떤 방식으로 회생제동 량이 산정되는지  의문이 드는 것이 당연한 예시이다. 자그렇다면 전기차 회생제동은 어떤 방식으로 산정될까?

 

우선 이에대에 이해하기 위해서는 우선적으로 SOC라는 개념을 이해할 필요성 있다.

 

전기차 배터리 용어의 개념[충방전률/SOH/SoC/SOC산출방법/OCV]

 

세부적인 내용은 윗글을 참조 바라며 결론만 놓고 말하면 SOC(State of Charge)는 배터리 %를 나타내는 방법이다.

 

이를 기반으로 여러 논문들에서 측정방법을 구체화하는데 자동차 회사들이나 실측정에서 어느 정도로 측정하는지 먼저 예시를 보여주자면

출처 Analysis of Regenerative Braking Efficiency in Electric Vehicles

위와 같이 토크 전류 속도의 지표를 3가지로 나눠 3D맵으로 모든 케이스를 분석해 최적 효율점을 찾아낸다

 

물론 여기서 끝이 아닌 게 이에 따라 운전자가 느끼는 반작용과 차량에 적용될 운전감까지 고려해서 시스템을 설계하기에 꽤나 복잡한 지표로 여겨진다.

 

자 그럼 이런 복잡한 그래프가 어떤 방식으로 나오는지 한번 이야기해 보자

 

1. SOC(State of Charge) 추정

 

 SOC는 위에서 설명했듯 배터리의 충전 상태를 나타내는 지표로, 전통적인 SOC 추정 방식은 배터리 방전 전류를 입력으로 사용하여 일정 기간 동안 방전 전류를 적분하여 다음과 같이 나타낸다.

 

물론 변수에 따라 지표를 추가해야 하고 이에 따른 고려사항들이 많지만 거기는 나중에 보고 우선은 이지표를 보고 이야기를 시작하자.

 

우리는 이수식을 통해 배터리의 충전전류를 통한 현충전량을 어렵지 않게 추론할 수 있고 얼마나 들어가고 실제 전력이 어느 정도 효율로 충전하는지 알 수 있다.

 

2. 에너지 회수 평가

회생 제동 시스템의 효율성을 평가하려면 제동 중 회수된 에너지와 소비된 에너지를 비교해야 합니다. 

결국 이를 계산하기 위해서 또 적분을 해야 하는데

이수식을 통해 실제 어느 정도로 많은 에너지를 회수했는지의 지표를 알 수 있다는 거다.

 

이에 따라 실제 회수효율성과 질량변수등을 고려해서 세부적으로 계산하는 지표들이 따로 존재하지만 이건 너무 이야기가 딥해지니 넘어가고

 

결국 실제 회수조건에서 이러한 적분들을 활용해서 전체 에너지를 계산한다 정도로 이해하자

 

3. 실제 주행 조건에서 평가

 문제는 이러한 수식은 이론값이고 실주행조건에서 수많은 변수들을 고려하기 위해서는 저런 이론데이터뿐만 아니라 실제 시물레이션 데이터 값이 필요하니 저런 수식의 데이터 기반으로 회생제동의 실충전율을 계산한다 정도로만을 이해하면 된다.

 

결국 이러한 자동차 회사들은 이러한 세부적인 계산을 통해 회생제동의 세기나 레벨을 정하고 있다는 지점까지만 이해하면 된다.