전기 UTV 이상소음 개선에 관한 연구

최근 디젤 엔진에서 배출되는 CO2가스는 선진국 및 우리나라에서 배기가스규제가 날로 심해지고 있다. 자동차 산업에서 전기자동차에 대한 연구개발이 활발하게 이루어지고 있지만, 작업 특성상 높은 토크량이 중요한 농업기계 및 산업용 기계에서 적용하기 어려워 일부 적용 가능한 품목에서만 단계적으로 적용하고 있다. 물품과 사람의 이동수단으로 사용되는 전기 UTV는 골프장에 주로 판매되는데 제품 특성상 정숙함을 요구하게 된다. 동력원이 전기모터로 구동되어 엔진에 비해 정숙하지만, 주행 시 발생하는 이상소음으로 사용자로 하여금 불쾌감을 조성하는 문제가 발생되었다. 본 연구는 전기 UTV 사용에 있어 주행 시 발생하는 이상소음의 원인을 분석하고 주요 인자를 선정하여 개선하고자 한다. 전기 UTV 개발단계로 시제품에서 발생된 이상소음의 원인을 파악하기 위해 주파수 분석하고, 문제가 되는 주파수의 주 발생지를 파악하였다. 이상소음의 발생지는 음향카메라를 이용하였으며, 더욱 세밀하게 측정하기 위해 모달 시험을 진행하였다. 추가적으로 구조적인 강성부족으로 인한 구조진동에 대해서도 원인을 분석하고 대책을 시험적으로 검증하였다. 음향 카메라와 모달 시험을 통해 구조 진동의 발생지에 해당하는 밋션케이스와 진동모드를 구하였고, 문제가 되는 공진모드를 해석에서 정합성을 확인하였다. 공진 주파수 영역을 1173Hz에서 1273Hz로 High shift 했을 때 모드 형상도 변경되었다. 이는 공진주파수 영역을 shift 함으로써 공진이 발생되었을 때 에너지를 낮추고, 공진이 되어도 같은 모드 형상에서 변위 변화량을 낮추어 진동 발생을 저감되어 실질적으로 발생되는 이상소음이 저감될 수 있음을 알 수 있다. 또한, 밋션케이스의 강성부족으로 발생되는 구조진동에 있어서도 리브추가와 일부 부위에 두께를 높여 개선하였다. 본 연구를 통해 시스템 작동 시 발생되는 이상 소음의 원인 분석하고, 해석을 이용하여 설계 능률을 높일 수 있었다. 이상 소음의 발생지를 확인하기 위해 음향카메라와 구조진동의 모달 시험을 동시에 도입한 프로세스를 수립하여 원인 분석에 관한 기술력을 향상시킬 수 있었다.