본 절에서는 연료전지 하이브리드 차량에 대한 CAN 기반 시뮬레이터를 구현 하고, 네트워크 인터페이스 유닛을 적용한다. 그림 6.1에서 보는 바와 같이 시뮬 레이터의 구성은 크게 파워트레인, 샤시, 센서, 모니터링 노드들로 구성되어 있으 며 그림 6.2는 실제 구현 사진이다.
그림 6.1 연료전지 하이브리드 자동차 시뮬레이터의 구조 Fig. 6.1 Configuration for A FCHEV simulator.
그림 6.2 연료전지 하이브리드 자동차 시뮬레이터 실험환경 Fig. 6.2 Set-up of a FCHEV simulator.
파워 트레인 부분은 연료전지 하이브리드 자동차의 파워 트레인을 간략히 구 현한 3개의 Infineon 보드로 이루어져 있으며, 연료전지 하이브리드 자동차의 수학적 모델링과 두 가지 전원을 효율적으로 운영하도록 정적 에너지 운용 전략 알고리즘들이 코딩되었다.
VDU(Vehicle Dynamics Unit)에는 연료 전지 하이브리드 차량의 동역학의 수 학적 모델링 코드와 원하는 드라이빙 사이클이 코딩되어 있다. BEU(Battery &
Energy management Unit)에는 배터리 모델과 연료전지 하이브리드 차량의 에 너지운용전략 알고리즘이 코딩되어 있고 FCU(Fuel cell Control Unit)에는 연 료 전지 모델이 코딩되어 있다.
MAC(Monitoring & Analysing & Command Unit)은 시뮬레이터의 한 샘플링 주기를 동적으로 결정, VDU 전송하여 이 주기로 시스템이 동작할 수 있게 한다.
이를 위해서 CAN 버스상의 모든 메시지를 감시한다. MAC의 동작은 그림 6.2에 나타내었다.
NI-CAN board는 CAN 버스상의 모든 메시지의 프레임을 PC로 전송하여, 모 니터링 프로그램에서 이를 디스플레이 할 수 있게 한다. 모니터링 프로그램의 디 스플레이 기능은 크게 시뮬레이터의 주요 파라미터들의 값을 그래픽으로 디스플 레이하고 CAN 버스를 점유하는 메시지의 ID 및 data를 실시간 디스플레이 하 는 것이다. 여기서 주요 파라미터는 연료 전지 차량의 원하는 속도(driving speed) 및 실제 속도(actual speed), 배터리 전류, 연료전지 전류, 배터리의 전 하량, 드라이빙 사이클과 이를 추종하는 차량의 속도 그래프이다. 또한 CAN 버 스 점유 메시지 내용과 주요 파라미터들은 실시간으로 보여줌으로써 시뮬레이터 의 정상 동작 여부를 쉽게 파악할 수 있다.
STU는 조향각 센서, 바퀴속도 센서, 제동압력센서 등으로부터의 신호에 따라 메시지를 비주기적으로 ABS에 전달하며 파워트레인을 구성하는 노드들 보다 우선순위가 높다. 그리고 6개의 센서노드들은 차량 내의 많은 센서신호를 처리하 는 노드로 가정하였다.
그림 6.3 시뮬레이터의 수행 순서
Fig. 6.3 Operating sequence of a simulator.
시뮬레이터가 한 주기 동안 수행 되는 단계는 그림 6.3과 같으며, 각 단계를 (80초/샘플링주기) 회만큼 반복함으로써 한번의 FCHEV 시뮬레이터 주행 사이클 을 마친다. 실험에서는 아래의 단계의 한 주기 수행에 대한 시간을 측정하였다.
① 드라이빙 사이클에 의해 요구되는 전류계산