2.1 차량 수송에너지 기술 및 측정

우선 차량 수송에너지 기술과 측정 기술에서 거론되는 에너지원과 수송에너지 기술에서 End point 기술의 공통적 특징은 상당한 기술적, 조직적, 재정적 도전, 에너지 생성에 대한 대규모 기반 시설 체계가 필요하며 각 기술들은 상호 배타적이지 않다.

다음으로 자동차 성능측정의 기준은 자동차 성능측정의 요소로 운행 속도, 최고속도, 최고 등반 능력, 최대 가속도 등에 필요한 동력의 정도이다. 즉 견인력과 속도와의 관계는 견인력PTR, 공기밀도ρ, 차량 정면에서의 단면적AF, 공기저항계수CD, 차량속도V, 차량구름 저항 Cρ 이라면 식(1)과 같다.

<Table 1>는 차량의 구동에너지를 통한 수송시스템의 에너지 앤드포인트 기술에 대한 발전과정이다.

한편 군에서는 차량 개발 및 운용 시험 평가를 실시한다. 자체 테스트결과 조립된 소형전술차량 LTV의 성능은 엔진출력, 연비, 항속거리, 자동변속기, 등판능력 및 접근각, 가속능력, 독립현가장치, 방수사양, ABS장치, 냉난방시스템, 전자파 차폐, 차동잠금장치, 최저 지상고, 최소회전반경, 차량사이즈, 차종간 공용화, 방호력, 방탄발열유리, 런플랫 시스템, 전자식 4륜구동장치, 전시 후진경보음과 라이트 off 기능, 후방카메라, 공중수송성, 도섭능력, 계열화 확장성 등 전술 차량이 갖춰야 할 기능과 성능을 대부분 갖추어야 한다.

2.2 Hybrid 구동형식의 3가지 개념

Hybrid 자동차는 승용자동차 영역에서는 소형, 중형, 대형의 각 부문으로 시장이 분화되어 있다. Hybrid화는 자동차의 크기와 상관없이 하나의 ‘부가 에너지 이용(add-on energy utilization) 방법이다. Hybrid 기술은 승용자동차에서의 적합성은 물론이고, 화물자동차용과 버스용으로도 많은 장점을 가지고 있다. 이러한 Hybrid 자동차는 동력을 전달하는 구동형식에 따라 직렬, 병렬, 복합으로 나뉜다.

직렬 Hybrid : 내부 연소 엔진에서 발생하는 기계적 출력을 먼저 전기적 에너지로 변환한 다음 모터에 전달하여 움직이거나 배터리 시스템에 저장

병렬 Hybrid : 내부 연소 엔진에서 발생한 기계적 출력은 변속기로 전달되어 작동 조건에 따라 에너지를 저장하기 위해 바퀴를 구동하거나 발전기를 운행하는데 사용됨

병렬 연속 하이 브리드 : 구동부는 변소기한쪽에 엔진+ 모터와 다른 쪽에 피동 바퀴 사이에서 분리된 “전력 분배기”를 도입하여, 바퀴를 구동시키기 위한 분리 모터와 배터리를 충전하기 위한 발전기가 있음

병렬 및 병렬 연속 : 구동부는 내부 연소 엔진 차량과 같이 내부 연소 엔진과 바퀴 사이를 직접 기계적으로 연결하는 것이 가능하지만 직렬 시스템은 다른 구조이다.

단순구동 부분에서 Hybrid 구동형식의 분류와 특성 및 3가지 작동 원리는 <Table 2>과 같다.

2.3 하이브리드 차량 상대 기준및 정의

군용차에 적용할 Hybrid 형태를 탐색하는 것이 적절하다고 판단하여 작전 운용성, 군수지원성, 전략적, 경제적 관점에서 <Fig. 3>과 같이 접근하고자 한다. Hybrid 자동차 종류의 특성효율과 경제성 분석을 도출된 변인에 적용하여 군용차량의 효율적 Hybrid 방안을 제시해보고자 한다. 즉 작전운영성은 (Oo) , 군수 지원성은 (St), 경제성은 (e)로 하고 중분류에서는 야전 운영성을 야전 운용성($o_{1}$), 체계안정성($o_{2}$)으로 정하고 야전 운용성 세부 분류의 사항에서는 운용개념 구현를 $o_{11}$, 야지 주행성을 $o_{12}$, 전천후성을 $o_{13}$ 등으로 일련번호로 일관성 있게 <Table 3>와 같이 변수를 정하였다.

전술의 정성적 사항과 자동차의 정량적 사항을 조합하기 위해 정성적 요소의 정량화로 하기로 한다. 이를 위해 군용차량을 개발하기 위한 각 요소들의 특성과 성격, 의미 등을 고려한 개발 요소를 <Table 4>와 같이 분류하였다.

Hybrid 자동차가 만들어진 배경은 자원고갈, 환경적 문제에 촛점을 두고 있다. 하지만 군에서 운용되기에는 이런 경제적이고 환경문제만을 다룰 수 없다.

그 이유는 전투에서 승리하기에 적합한 차량이어야 하기 때문이다. 다음 부차적으로 결부되어야 할 사항이 경제와 환경 문제를 다루는 것으로 되어야 할 것이다.

따라서 개발요인의 분석을 위하여 변수를 도입하여 정량화를 해야 함을 알 수 있다. 적용 정도를 상대적인 기준으로 변수의 도입하고 정량화는 개발요인에 대한 합리성, 표준화를 꾀하여야 하며, 가장 근접된 Hybrid의 적합성을 찾아보는 데 유리한 것이기 때문이다. 델파이 기법으로 요소들의 도출 및 우선 순위를 위해 선행 논문 및 군용차량 전문가 집단으로부터 획득된 기준을 도입하였다. 그리고 Hybrid 차량 종류의 장단점과 특성을 개발요인과 접목하기 위한 기술을 <Table 5>과 같이 정의하고 기준에 따라 변수를 구상하여야 한다.

2.4 군용 차량 개발 요소와 Hybrid 차량특성관계

1 . Hybridization이 되려면 군 차량의 개발요소가 우선 Hybrid 차량들의 특성을 선택되도록 개발요소가 분석 되어야 하며 그 분석에 따라 Hybridization 구현

2. 개발요소의 분석을 위하여 변수를 도입하여정량화

3. 변수의 도입과 정량화는개발요소에 대한 표준화로 가장 근접된 Hybrid의적합성을찾아보는데 활용

4. Hybrid 차량종류의 장단점과 특성을 개발요소와 접목하기 위해 <Table 7>과 같이 정량적 가중치를 부여