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매스웍스 “美 밴더할, 시뮬링크 사용해 8개월 만에 전기차 개발 완료”

글/반도체네트워크 편집부 2023.08.02

매스웍스(kr.mathworks.com)는 미국 전기 자동차 제조사인 ‘밴더할 모터웍스(Vanderhall Motor Works, 이하 밴더할)’가 매스웍스의 시뮬레이션 소프트웨어인 ‘시뮬링크(Simulink)’를 활용해 전기 UTV(오프로드용 다목적 자동차) ‘브롤리(Brawley)’의 개발 과정을 단축했다고 밝혔다. 매스웍스에 따르면 밴더할 소속 3명의 엔지니어는 통상 수년이 걸릴 브롤리의 프로토타입 설계와 시뮬레이션, 테스트를 불과 8개월 만에 완료했다.

브롤리의 가장 큰 차별점은 35인치 휠 당 하나씩 연결되는 4개의 전기모터로 거친 오프로드에서 빠른 속도와 선회력을 보장하기 위한 핵심 요소다. 이는 기존 전기차 파워트레인 제공업체가 충족할 수 없는 요구사항이었기 때문에, 밴더할은 파워트레인과 차량 제어 시스템 등을 처음부터 직접 개발하기로 결정했다.

밴더할은 시뮬링크를 사용해 가상 자동차를 구축한 뒤 파워트레인과 차량 동역학를 실시간으로 시뮬레이션하고 제어 알고리즘이 어떻게 작동하는지 평가했다. 예를 들어, 차량이 긴급 기동을 하거나 고전압 배터리가 과열되는 등의 다양한 상황에서 어떤 일이 발생하는지 시뮬레이션 하고 이에 따라 제어 알고리즘을 구현했다. 이로써 물리적 테스트 없이도 차량이 실제로 어떻게 작동하는지 정확히 파악할 수 있었다.

차량 제어 소프트웨어 설계에는 매스웍스의 ‘차량 동역학블록셋(Vehicle Dynamics Blockset)’이 유용하게 사용됐다. 밴더할은 이 블록셋을 사용해 토크에 따른 바퀴의 회전 속도나 차량의 가속도 등을 모델링함으로써 각 바퀴의 출력과 속력, 속도를 독립적으로 제어할 수 있는 시스템을 구축했다.

또한, 밴더할은 자동차 파워트레인 시스템 및 시뮬레이션을 위한 ‘파워트레인 블록셋(Powertrain Blockset)’을 활용해 전기 UTV에 있어 가장 중요한 데이터인 SOC(배터리 충전 상태)를 모델링하고 시뮬레이션했다. 크리스토퍼 존슨(Christopher Johnson) 밴더할 최고기술책임자(CTO)는 “가속도 등 모든 측정값이 지속적으로 변화하는 상황에서 전기차 배터리의 실제 SOC를 추정하는 것은 쉽지 않은 일이며, 이 부분에서 파워트레인 블록셋이 큰 도움이 됐다”고 말했다.

존슨CTO는 "전기차는 빠르게 변하는 시장으로, 기존의 개발 방식을 선택했다면 여전히 제품을 내놓지 못하고 경쟁에 뒤처졌을 것"이라며 “시뮬링크가 제공하는 우수한 차량 역학 시뮬레이션 덕분에 코드를 변경할 때마다 광범위한 물리적 테스트를 반복할 필요가 없었다. 개발에 가상 차량을 사용함으로써 더 적은 인력과 물리적 차량으로도 트랙션 제어, 안정성 제어, 제동 거리 등 다양한 요소를 테스트하고 개발에 걸리는 시간을 단축할 수 있었다”라고 말했다.