전기차에 사용되는 최신 제동기술-전기차 회생제동 기술의 출원 동향

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2021. 9. 13.

전기차에 사용되는 최신 제동기술-전기차 회생제동 기술의 출원 동향

담당부서 일반기계심사과작성일 2021-09-13

 "전기차에  사용되는  최신  제동기술

-  전기차  회생제동  기술의  출원  동향  -"

"□  우리가  사용하는  내연기관  차량에  사용되는  제동장치는  마찰방식

이나,  최근  전기차에서는  마찰열로  소모되는  에너지를  배터리에 저장하여  재활용하는  회생제동  방식이  도입되고  있다.  다만,  최근 의  전기차에서도  회생제동  시스템과  함께  차량의  급제동이나  정지

시  마찰제동방식은  제한적으로  사용되고  있다."

"□ 회생제동  시스템은  1960년대  미국  자동차  제조사인  ‘아메리칸  모터

스(AMC)’에서  처음  고안되어  철도차량에  먼저  적용되었으나, 최근 에는  배터리가  사용되는  전기차가  확대  보급되면서  연비개선을  목

적으로  폭넓게  이용되고  있다."

"□ 특허청(청장  김용래)에  따르면,  회생제동  시스템에  관한  국내  특허

출원이  지난  11년간  총  338건이었으며, 2010년  18건에서  2019년  44

건으로  증가했다고  밝혔다.

ㅇ  현대자동차  (155건,  45.9%),  만도  (20건,  5.9%),  현대모비스  (18건, 5.3%) 등  국내  대기업이  출원을  주도하고  있는  것으로  나타났다.

ㅇ 기술별로는  마찰제동과  회생제동의  원활한  전환을  위해  모터를  제"

"어하는  기술  (118건, 34.9%), 각  바퀴에  적절한  제동력을  분배하기 위한  제어  기술  (98건, 29.0%), 배터리가  과충전  되는  것을  방지하 기  위한  배터리  제어  기술  (81건,  24.0%)  등이  많이  출원되고  있 다.

□ 최근에는  회생제동  시스템이  적용된  차량의  승차감  문제가  주요한 해결해야  할  과제로  대두되고  있다.

ㅇ  회생제동  시스템은  연비개선  등의  장점은  있으나,  저속에서  빈번 한  제동과  급제동  시  승차감  저하  등의  단점도  가지고  있다.

ㅇ 이러한  문제를  해결하기  위하여, 최근  센서를  활용하여  도로면  경 사, 전방  차량의  속도나  거리  차이에  대한  정보를  얻고, 이를  통해 회생  제동량을  스스로  결정하는  스마트  회생제동  시스템에  대한 기술이  많이  개발되고  있다.

ㅇ 스마트  회생제동  시스템은  불필요한  브레이크  조작을  줄여  운전자 의  피로도를  낮추는  한편, 가속  페달만을  사용하여  가속과  회생제 동을  오가며  주행할  수  있는  편의성도  제공할  수  있을  것으로  보 인다.

□  특허청  김병찬  심사관은  “회생제동  시스템은  연비개선  등의  여러 장점을  가지나, 운전자의  승차감  향상  문제는  지속적으로  개선해야 할  주요과제이다.”  라면서,  “이러한  문제를  해결하기  위해  향후  지 속적  연구개발  및  지식재산권  확보가  앞으로의  기업  경쟁력  강화 의  핵심적  요소가  될  것이다.”라고  밝혔다."

 

[붙임] 회생제동 시스템 관련 기술개요 및 출원현황

붙임1

회생제동 시스템의 개요

 

 

기술 개요

회생 제동 (회생제동 시스템) 자동차가 주행 시에 가지고 있는 운동 에너지를 감속 시에 전기 에너지 형태로 배터리에 일시 축적하였다가 발진, 가속 시 재사용하는 시스템

작동 과정 및 에너지 흐름도

 

 

* 출처 : 전동식 제동 시스템 기술동향 및 시장분석(2017, 한국과학기술정보연구원)

붙임2

회생 제동 시스템 관련 출원현황 (’10~’20년)

 

"□ 회생제동  관련  기술  특허출원  현황

"

(※ 2020년  이후  출원은  미공개  건  존재)

구분 ‘10 ‘11 ‘12 ‘13 ‘14 ‘15 ‘16 ‘17 ‘18 ‘19 ‘20 합계 비중

"모터

제어 기술" 4 13 4 2 22 18 16 16 14 7 2 118 34.9%

"제동력 분배

제어 기술" 8 8 5 3 18 18 12 6 10 20 0 98 29.0%

"배터리

제어 기술" 4 4 3 5 5 4 12 14 10 13 7 81 24.0%

배치구조 2 2 3 1 8 5 0 0 4 3 0 28 8.3%

기타 0 0 0 2 1 0 2 1 6 1 0 13 3.8%

합계 18 27 15 13 54 35 42 37 44 44 9 338 100%

"※ 배치구조  : 모터  또는  제동요소  등의  부품  배치,  차량의  구조에  관한  출원

※ 기타  : 전기  철도차량,  전기  자전거  등  관련"

□ 국내  다출원인(’10~’20년)

상위 다출원인

현대자동차 155건 (45.9%)

만도 20건 (5.9%)

현대모비스 18건 (5.3%)

산학협력단(국내대학) 18건 (5.3%)

한국철도기술원 10건 (3.0%)

쌍용자동차 7건 (2.1%)

르노자동차 6건 (1.8%)

기아자동차 6건 (1.8%)

엘지전자 4건 (1.2%)

상신브레이크 3건 (0.9%)

붙임3

회생제동 시스템 기술 예시

 

[ 모터 제어 기술 ]

공개번호 KR 10-2019-0099846 A 공개일자 2019. 8. 28.

출원인 현대자동차주식회사, 기아자동차주식회사

명칭 친환경자동차의 제동 제어 장치 및 방법

주요특징 모터의  회생  제동  토크를  제어 하여  유압  제동의  오차를  보상 함으로써,  제동  및  감속  시  충 격을  저감시키고,  제동력  크로 스  상황에서  제동력  불일치로 인한  운전성  저하의  문제가  발 생하는 것을 방지 도면

[ 제동력 분배 제어 기술 ]

공개번호 KR 10-2021-0052622 A 공개일자 2021. 5. 11.

출원인 현대자동차주식회사, 기아 주식회사

명칭 친환경 자동차 및 그를 위한 제동 제어 보정 방법

주요특징 제동력  예측을  통해  제동  시 가변적으로  구동력  분배를  수 행하여 회생 제동 효율을 향상 도면

[ 배터리 제어 기술 ]

공개번호 KR 10-2018-0005008 A 공개일자 2018. 1. 15.

출원인 현대자동차주식회사, 기아자동차주식회사

명칭 환경차량용 배터리 과충전 방지 장치

주요특징 배터리관리시스템  고장  시  전 기적으로   배터리의   과충전을 방지할  수  있는  2차  보호  기술 로서,  에너지  밀도,  출력  밀도 증대에  따른  과충전  위험성을 근본적으로 개선 도면

[ 스마트 회생 제동 시스템 ]

공개번호 KR 10-2021-0046467 A 공개일자 2021. 4. 28.

출원인 현대자동차주식회사, 기아 주식회사

명칭 회생 제동 제어 장치

카데고리 스마트 회생 제동 시스템

주요특징 회생  제동을  위한  주행  모드의 제어가  지연되는  것을  방지할 수  있으며,  회생  제동량의  조절 을  위한  제어와  회생  제동을 위한  주행  모드  제어를  독립적 으로 수행함 도면