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R&D최종보고서

연구과제 상세정보
과제고유번호 202020RTRP-C148662-03
연구사업명 철도기술연구사업
연구과제명 철도차량용 에너지 미터링 장치를 활용한 에코드라이빙 시스템 국산화 개발
총 연구기간 2018-07-27 ~ 2020-12-31
연구책임자 윤병주
당해년도
참여 연구원수
9명 총 연구기간
참여 연구원수
25명
당해년도
연구비
정부 : 264,000,000 원
기업 : 88,000,000 원
계 : 352,000,000 원
총연구비 정부 : 970,000,000 원
기업 : 323,335,000 원
계 : 1,293,335,000 원
연구기관명 (주)태희에볼루션
등록 발간번호 11-B552989-000389-01
ISBN -
주요 내용 ○ 대상기술 개요
- 에코드라이빙 시스템은 전기철도차량이 기동을 시작하게 되면, 그때부터 동작하여 에너지 측정 장치에서 저장된 전력량 데이터의 분석 내용을 기반으로 에너지 절약 운전을 위한 실시간 운전패턴을 계산하고 운전자에게 현시하여 경제운전을 할 수 있도록 지원하며 운행정보 데이터를 저장한다. 또한, 철도차량이 차량 기지에 입고하여 운행을 마치면 차량 기지 서버의 근처에 위치할 때 그동안 저장된 정보(경제운전 패턴 데이터, 소비 전력, 회생 전력 등)를 차량 기지 서버에 무선 전송함으로써, 이들 정보가 차량 기지 서버의 데이터 저장부에 저장되도록 한다.
- 에너지 미터링 장치는 차량에 공급되는 전압 및 전류를 이용하여 소비 전력을 계측하되, 노치, 제동, 속도, 기동, 응하중, 위치 및 시간에 관련된 소비전력, 회생전력 및 순소비 전력을 각각 구분하여 정확하게 계측할 수 있다.
- 전기철도차량이 차량 기지에서 소비한 유휴 전력도 회생 전력과 함께 소비 전력에서 자동적으로 감산함으로써, 차량 기지를 벗어나 운행 노선에서 소비한 순소비 전력을 정확하게 계측하게 된다.

[최종목표]
○ 연구목표
에너지 미터링 시스템을 갖춘 실시간(샘플링 0.1초) 철도차량용 에코드라이빙(에너지 절감 10% 이상) 시스템 개발
- AC 및 DC 전기동차용 운행에너지 미터링 시스템 개발
- 정보 분석 이력관리 S/W개발 및 정보전송 시스템 개발
- 에코드라이빙(Eco-Driving) 시스템 개발
- 기존제품(해외제품)기능 가격대비 20% 이상 절감에 의한 경제성 향상
- 전기동차용(AC/DC) 시제품 제작 · 현차 적용 시험 평가를 통한 상용화 추진

○ 최종 성과물
- 에너지 미터링 시스템 및 에코드리이빙 시스템 시제품

[연구내용 및 범위]
○ 에너지 미터링 및 에코드리이빙 시스템 하드웨어 및 제어 프로그램 설계
○ 에너지 미터링 및 에코드리이빙 시스템 데이터 분석 및 이력관리 소프트웨어 설계
○ 에너지 미터링 및 에코드리이빙 시스템 설계 명세 분석
○ 에너지 미터링 및 에코드리이빙 시스템 시작품 및 시제품 제작(AC 및 DC 전기동차 적용)
○ 시험환경구축 및 미터링 장치 시험 평가
- EN50463규격 시험 및 환경시험 (공인시험성적서)
○ AC/DC 전기동차 적용 현차 시험 및 전기적 특성 평가(철도차량 운영기관)
○ 지상서버 구축을 통한 차량 에너지 소비량 및 운행패턴 데이터베이스화
○ 전기철도차량의 에너지 미터링 데이터 분석을 기반으로 한 운행패턴별 에너지 소비량 분석
○ 에너지 미터링 및 에코드리이빙 시스템 적용을 통한 에너지소비의 환경·경제성 분석
○ 현장적용 및 시험평가 결과를 토대로 차량운행 에너지 효율적 관리 방안 도출
○ 사계절 시운전 완료 및 신뢰성 검증을 통한 양산화 준비 및 사업화 진행

○ 장치 요구사항 및 시스템 설계 목표 성능 사양 제시
- 에너지 계측 기능 : AC 및 DC Class 0.5R
○ 에너지 미터링 및 에코드리이빙 시스템 설계 및 모듈별 제작기술
○ 시스템 성능평가 및 시운전 성능시험 절차서 제시
○ 시운전 차량 에너지 소비 분석 및 운행패턴 데이터 DB화
○ 대상구간에 대한 전기철도차량의 소비전력 분석 제시
○ 환경·경제성 평가 결과 및 소비에너지 효율적 관리방안 제시
○ 양산제품 단계 수준의 시제품 제작 및 시운전 적용 신뢰성 확인

○ 전력사용량의 측정/기록 시스템 기술을 전체 전기철도차량에 확대 적용함으로써 편성별/구간별 소비전력의 이력관리 및 차량 소비에너지 체계적 관리기술로 활용
○ 주요 모듈별 제작기술 · 현차시험 결과 등을 토대로 국내 상용화 후 수입대체 및 해외시장 진출
○ 동일구간에 운행하는 복수기관의 운행차량별 운행에너지 산정 방안 활용
○ 에너지 소비량 분석을 통하여 기관사의 운전패턴에 따른 에너지 절감효과 도출및 경영환경 개선에 기여
○ 철도차량 에너지소비 이력관리 체계 구축 기술을 통하여 향후 차량뿐 아니라 역사, 사업소 등의 에너지소비 이력관리 체계 구축으로의 확산 유도하여 전체 철도산업의 에너지 소비 이력관리 체계 고도화 실현을 통한 기술파급 및 성과확산
○ 국가 교통 정책 수립시의 주요 지표로써 사용 가능
○ 교통부문 전력 사용량 산정 기술을 통해 국가 및 UNFCCC MRV체계 대응 및 향후 국가 배출량 산정 DB 활용
○ 전기철도차량의 편성별 전력사용량을 실시간 측정/기록하는 미터링 기술 개발을 통해 국내 철도운영기관의 경영개선에 기여
○ 철도차량용 에너지 미터링 장치 설계/제작기술을 타 산업계측분야에 활용
색인어 한글 에코드라이빙 에너지 미터링 에너지 관리 소비전력 측정 전기철도시스템
영문 Eco-Driving Energy metering Energy Management Power Consumption Measurement Electric Rolling Stock System
최종보고서 최종보고서_태희에볼루션.pdf
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