“비선형모터를 시뮬레이션할 수 있게 된 것이 가장 큰 메리트”

“비선형(Non-linear) 모터를 시뮬레이션할 수 있게 된 것이 가장 큰 메리트”

森田知洋(모리타 토모요)
富士重工業(후지중공업)

-과거에도 NI의 제품을 사용해왔나?
▲ 과거에도 NI 제품을 사용해왔다. 주로 모터를 계측하고 성능을 계산하는데 NI의 제품을 사용해 왔다. 엔진시스템 및 트렌스미션의 시뮬레이션에는 디스페이스 사의 솔루션을 사용하고, 차량 전체에는 NI의 솔루션을 사용하고 있다.

-NI의 어떤 제품들을 사용했나?
▲ 하이브리드 차 XV HYBRID에 탑재한 독자의 하이브리드 시스템을 개발하는데 있어서,  그래피컬 시스템 개발 환경의 LabVIEW 및 첨단 FPGA를 채용한 계측 하드웨어 FlexRIO 등으로 구성된 HILS(Hardware in the Loop Simulation)
시스템을 활용했다. 시스템 전체적으로 LabVIEW를 썼다.

-하이브리드 차 개발에 NI의 제품을 사용하게 된 이유는 무엇인가?
▲ 후지중공업에 있어서 최초의 하이브리드 차가 되는 이 XV HYBRID의 하이브리드 시스템을 개발하는 데는 시험의 규모가 방대했다. 따라서 시뮬레이션 기술을 이용하기로 결정함에 따라, ECU(전자계측유닛)의 시험에 실제 기기를 사용하지 않고 테스를 반복해서 행하는 HILS 시스템을 채택하기로 했다. 이 HILS 시스템은 NI의 LabVIEW와 FlexRIO,
FlexRIO의 FPGA(자일링스의 Kintex-7)의 프로그래밍을 하드웨어 기술 언어를 사용하지 않고 행하는 LabVIEW FPGA 모듈로 구성되어 있다.
NI의 HIL 테스트 시스템은 고속이 가능하고, 디스페이스 솔루션에서 안됐던 정밀 시뮬레이션이 될 뿐 아니라, 테스트 검증이 편하고 빨리 된다는 장점이 있었기 때문이다.

-NI의 HILS 시스템을사용하면서 얻게 된 이점은 무엇인가?
▲ 하이브리드 시스템의 모터 제어 시험을 실제 기기를 사용해 매뉴얼로 수행할 경우, 적어도 약 2300시간이 걸릴 것으로 예상이 됐는데, NI의 소프트웨어 및 하드웨어로 구축한 HILS 시스템을 활용함으로써, 시험기간을 약 118시간으로 단축할 수 있었다.
특히, HILS 시스템의 제어 레이트(루프 레이트)가 1.2㎲보다 큰 경우, ECU가 모터에 이상이 있다고 판단하는 문제가 있었다. 이에 대해서는 일반적인 HILS 시스템에 사용되는 Intel의 CPU와 비교해서, 모터의 동작표현 등에 필요한 연산처리 능력에서 이점을 가진 FlexRIO의 특성을 끌어내는 것으로 대응했다. 구체적으로는 Intel의 CPU를 사용하는 HILS 시스템의 제어 레이트가 5㎲정도가 되는 것에 대해 ECU가 이상이 있다고 판단하지 않는 1.2㎲ 이하의 제어 레이트를 실현할 수 있었다.
또한 HILS 시스템에 의한 시험은 실제 기기를 사용하지 않기 때문에 담당자가 모터에 걸리는 고전압, 대전류에 신경 쓰지 않아도 되는 정신적인 부하를 줄여주는 효과도 얻었다.
특히 비선형(Non-linear) 모터를 시뮬레이션할 수 있게 된 것이 가장 큰 메리트라고 할 수 있다.

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - “비선형모터를 시뮬레이션할 수 있게 된 것이 가장 큰 메리트”