[대학저널 온종림 기자] 국립공주대학 미래자동차공학과 윤상현(사진) 박사과정(지도교수 한재영)이 에너지 분야 세계적 권위의 SCI 국제학술지 'Energy Conversion and Management' (Impact Factor 11.8, Thermodynamics & Mechanics 분야 상위 1.9%)에 논문을 게재했다.

이번 연구는 중소·중견 기업들이 수소 모빌리티용 부품을 개발할 때, 물리적인 시제품을 만들기 전 단계에서부터 '모빌리티 레벨'의 전체 시스템에 부품을 연동해 성능을 정밀하게 평가하고 예측할 수 있는 소프트웨어(SW) 기반 기술을 제시했다.

연구팀은 장기체공 드론과 미래항공모빌리티(AAM)의 핵심 동력원인 2kW급 공랭식 고분자전해질연료전지(PEMFC)를 대상으로 전체 시스템 모델, 부품 모델, 그리고 고도화된 제어기 모델을 결합한 통합 동적 모델 SW를 개발했다.

여기에 모델 예측 제어(MPC)와 입자 군집 최적화(PSO) 알고리즘을 융합하여 기존 PI 제어기 대비 온도 누적오차는 약 14.5% 줄이고, 냉각팬 제어입력 변동은 42.4% 감소시키는 데 성공했다.

기업들이 이 SW 기술을 도입하면 양산 전에 발생할 수 있는 문제점을 미리 파악하고 대응할 수 있어, 부품 개발 기간의 획기적인 단축과 개발 비용 절감, 그리고 최종 제품의 효율 극대화를 동시에 달성할 수 있게 된다.

윤상현 박사과정은 “이번 연구는 중소·중견 부품사들이 개발한 부품의 성능을 모빌리티 레벨에서 시뮬레이션하고 최적의 효율을 뽑아낼 수 있는 가상 평가 시스템의 기반이 된다”라며 “조만간 실시간 제어환경(HILS) 검증을 마무리하고, 기업들이 부품 개발 및 평가 프로세스에 즉각 도입할 수 있는 수준의 SW 패키지로 확장할 계획”이라고 밝혔다.

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