온보드 충전기에서 최대 95% 정확도의 에지 AI 감지를 구현하는 AC 그리드 오류 감지
기존 OBC 제어 MCU에서 비용 효율적인 에지 AI 솔루션을 배포하여 그리드 전압 이상을 감지
애플리케이션 개요
EV/PHEV(전기차/플러그인 하이브리드차) 온보드 충전기는 다양한 특성을 가진 AC 그리드 오류에 취약하며, 기존의 임계값 기반 감지 방식으로는 이를 놓치는 경우가 많아 조기 오류를 유발할 수 있습니다.
TI의 혁신적인 접근 방식은 독자적인 그리드 오류 데이터 세트로 학습된 CNN(합성곱 신경망) 에지 AI 모델을 활용합니다. 이 모델은 OBC 전력계를 제어하는 동일한 TI MCU에서 실행되도록 설계되어 추가 비용 없이 정확하고 안정적으로 그리드 오류를 감지합니다. 그 결과 복잡한 오류 패턴까지 식별할 수 있는 탁월한 OBC 보호가 가능합니다.
평가 시작하기
데이터 수집
그리드 오류 감지를 위한 데이터 세트를 수집하는 주요 방법은 두 가지입니다.
1) 상용 그리드 모니터링 장치 사용
- 장치가 이상 이벤트 발생 시 자동으로 데이터를 수집하고 보고하므로 가장 간단한 방법이며, TI가 제공하는 데이터 세트도 이 방법으로 수집되었습니다.
2) 그리드 연계 컨버터 사용
- 향후 감지 알고리즘을 실행할 동일한 컨버터를 배치
- 장시간 그리드 연계 모드로 운전
이상 이벤트 구간을 정확히 식별하고 태그를 지정하는 것이 중요합니다.
데이터 품질 평가
AC 그리드 오류의 분류는 다음과 같은 이유로 상당한 어려움이 있습니다.
- 데이터 세트마다 오류 특성이 매우 다양함
- 표준화된 오류 분류 체계가 없음
- OBC(온보드 충전기) 동작과 관련된 오류를 우선적으로 고려해야 함
이러한 문제를 해결하기 위해 다음을 결합한 독자적인 반지도 학습 기반 주석 기법을 개발했습니다.
- 전문가 수동 주석: 도메인 전문 지식을 활용하여 핵심 오류 패턴 식별
- 비지도 계층적 클러스터링
- 유사한 오류 패턴을 자동으로 그룹화
- 데이터 내 자연스러운 범주 식별 지원
주석 품질은 차원 축소 시각화 기법을 통해 엄격하게 평가하므로 오류 클래스 간 명확한 분리를 검증하고 잠재적인 오분류 또는 모호한 사례를 식별할 수 있습니다.
이러한 하이브리드 접근 방식은 오류 범주가 OBC 동작 측면에서 기술적으로 의미가 있으면서도 데이터상에서 통계적으로 구분할 수 있도록 보장합니다.
그림 1.1 - 클러스터 히트맵(불량)
그림 1.2 - 클러스터 히트맵(양호)
그림 1.1 - 클러스터 히트맵(불량)
모델 구축 및 학습
데이터 세트가 준비되면 TI tinyML Model Zoo를 사용하여 모델을 탐색, 학습 및 평가합니다.
요구 사항에 맞는 모델 찾기
성능과 전력 요구 사항에 따라 확장 가능한 TI의 최적화된 일반 시계열 모델 라이브러리를 활용할 수 있습니다.
이 사용 사례에서는 TI tinyML Model Zoo의 예제 → 그리드 오류 감지 모델을 참조하십시오.
모델 배포
명령줄 툴로 시작할 수 있으며, tinyml-modelzoo에서는 BYOD(자체 데이터 활용) 또는 BYOM(자체 모델 활용)을 포함해 보다 확장되고 유연한 모델 개발 툴 세트를 제공합니다.
적합한 장치 선택
C2000 MCU 제품군은 다양한 AI 요구 사항을 충족할 수 있는 확장형 성능을 제공하며, F29H859TU-Q1을 통한 C29 아키텍처의 VLIW(초장 명령어) 기반 병렬 처리 성능과 TMS320F28P559SJ-Q1의 TinyEngine™ NPU를 비롯한 다양한 옵션을 포함합니다.
시작하는 데 필요한 모든 하드웨어, 소프트웨어 및 리소스
하드웨어
LAUNCHXL-F29H85X
C2000™ 실시간 MCU F29H85x LaunchPad™ 개발 키트는 에지 AI 사용 사례를 신속하게 개발할 수 있도록 지원합니다.
F29H85X-SOM-EVM
F29H85x controlSOM 평가 모듈은 에지 AI 사용 사례를 신속하게 개발할 수 있도록 지원합니다.
LAUNCHXL-F28P55X
C2000™ 실시간 MCU F28P55X LaunchPad™ 개발 키트는 에지 AI 사용 사례를 신속하게 개발할 수 있도록 지원합니다.
소프트웨어 및 개발 툴
CCStudio™ Edge AI Studio
TI 에지 AI 장치에 모델을 학습, 컴파일 및 배포하기 위한 종합 툴 세트를 제공합니다. 사전 생성된 인기 모델의 벤치마크를 확인할 수 있는 모델 선택 툴도 제공합니다.
CLI 툴
자체 모델을 개발하려는 고급 사용자를 위한 명령줄 인터페이스입니다. 데이터 세트 처리, 모델 학습 및 컴파일을 포함한 엔드 투 엔드 모델 개발 툴을 제공합니다.
F29-SDK
F29 실시간 MCU를 위한 기본 SDK(소프트웨어 개발 키트)입니다.
차량용 | 예방 유지보수
에지 AI 모델을 사용하여 안전성 및 장기 신뢰성을 위해 정격 접합부 온도 내에서 전력 컨버터 MOSFET을 작동합니다.