This study developed a methodology to navigate optimal speed trajectory to reduce driving energy consumption in EV in real world. In this work, the driving data was collected by self-developed OBD-II device from a test EV and it was utilized for developing some models. The collected operational information includes basic information related to electric motors, batteries and GPS, while elevation, traffic and weather information were also collected based on vehicle location information in conjunction with the vehicle's external information collection system. Based on comprehensive information, an energy consumption model was developed to convert power energy into electrical energy by estimating key parameters about vehicle dynamics with motor characteristics. To provide the optimal speed, which is a determinant of the energy consumption model, Markov chain-based driving pattern was learned to develop a speed prediction model and optimization was performed to present a speed that minimizes energy consumption relative to the predicted speed. The developed model conducted an experiment on the Pyeonghwa-ro section of Jeju Island, which has a complex environment. In the experiment, the optimal speed was applied at 25% of the total driving time, resulting in an increase of 3.2 to 3.8%. The optimum speed was determined by the traffic condition and slope, and more driving energy was reduced as the regenerative braking rate increased.
본 연구에서는 실 주행 환경 에서 전기차의 주행 에너지를 감소하기 위한 최적 속도를 제공하는 기술을 개발하였다. 이를 위하여 OBD-II 기반의 전기차 운행정보 수집장치를 개발하여 실제 전기차 에 설치 ·수집하여 모델 개발을 위한 입력 자료로 활용하였다. 수집된 운행정보는 전기 모터, 배터리 그리고 차량 위치와 관련된 기본 정보 들을 포함하고 있으며, 차량 외부 정보수집체계와 연계하여 차량 위치 정보를 기반으로 고도, 교통 소통 정보, 그리고 기상 정보도 수집되었다. 수집된 정보들을 기반으로 차량 동역학과 모터 특성을 연결하고 주요 파라미터들을 추정하여 동력 에너지를 전기 에너지로 환산하는 에너지 소비 모델을 개발하였다. 에너지 소비 모델의 결정변수인 최적 속도를 제공하기 위하여 Markov chain 기반의 주행 패턴을 학습하여 주행속도 예측모델을 개발하였고, 예측된 속도 대비 에너지 소비를 최소화할 수 있는 속도를 제시하도록 최적화를 수행하였다. 개발된 모델은 복합적 환경이 있는 제주도의 평화로 구간을 대상으로 실험을 수행하였다 해당 실험에서는 전체 주행시간 중 25% 에 해당하는 시간에 최적속도를 적용한 결과 실 전비가 3.2 ~ 3.8% 정도 증가하였다. 최적 속도는 교통 소통 환경과 경사에 따라 결정되었으며, 회생 제동률의 증가에 따라 더 많은 주행 에너지가 감소되는 것을 확인하였다.
