차량용 PRA의 커버 구조 변화에 따른 소음특성 분석 연구

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확장요약문

탄소중립 정책의 확대와 환경규제 강화에 따라 친환경 차량의 보급이 빠르게 증가하고 있다. 친환경 차량은 고전압 배터리를 주요 에너지원으로 사용하며, 차량 배터리와 전기·전자 시스템 간 전력의 연결 및 차단을 담당하는 PRA(Power Relay Assembly)의 적용도 확대되고 있다. 특히 엔진소음이 적은 친환경 차량에서는 PRA 동작음이 상황에 따라 상대적으로 두드러지게 인지될 수 있다.

본 연구에서는 개발단계 이후 과정에서 PRA 커버의 설계가 변경된 뒤, 변경된 커버 형상으로 인해 작동소음이 목표 수준을 초과하는 문제를 해결하고자 하였다. 이를 위해 PRA 의 소음 특성을 분석하고, 모달 시험과 방사소음 해석을 연계하여 소음 목표를 만족하기 위한 커버 구조의 개선 방향을 검토하였다.

소음평가는 무향실에서 PRA 를 지그에 고정한 후 일정 거리에서 방사소음을 측정하는 방식으로 수행하였다. 먼저 커버를 장착하지 않은 PRA 단품의 작동소음을 기준으로 측정한 뒤, 개발용 및 양산용 커버를 각각 장착하여 커버에 따른 작동소음 특성을 비교하였다. 그 결과 커버 구조의 차이가 특정 주파수 대역의 소음 방사 특성에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 추가적인 분석을 하기 위해 개발용 및 양산용 커버의 모달 시험과 방사소음 해석을 수행하고, 고유진동수와 모드 형상 및 소음 방사 특성을 비교·분석하였다. 분석 결과를 바탕으로 소음 방사에 취약한 부위에 리브(Rib)를 보강한 개선 커버를 도출하였고 개선 커버의 소음을 평가한 결과 커버에 영향을 받는 주파수 대역에서의 소음 수준이 저감됨을 확인하였다. 해당 연구 결과를 통해 유사한 소음 특성을 갖는 제품군 설계 및 소음개선을 위한 가이드라인 마련에 활용될 수 있을 것이다.