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충전 플러그를 꽂지 않아도 안전하고 편리하게 충전할 수 있는 무선충전 전기자동차 상용 기술
  • 작성자선광웅
  • 연구기관한국과학기술원 무선전력전송연구센터
  • 조회수3314
  • 작성일2017-12-28
  • 연구책임자 첨부된 이미지가 없습니다. 조동호
  • 소속기관한국과학기술원 무선전력전송연구센터
  • 연구기간2014 ~ 2016
  • 이메일/연락처 /

충전플러그를 꽂지 않아도 안전하고 편리하게 충전할 수 있는 무선충전 전기자동차기술이 상용화 돼 전기버스의 무선충전 시대
를 예고했다. 차량 정차 및 주행 중 무선으로 대용량의 에너지를
전달할 수 있는 자기공진 형상화 기술은 ‘세계 10대 유망기술’로
선정되기도 했다. 무선충전 전기버스는 자기장을 이용한 친환경
교통수단으로서 비약적인 발전이 가능한 분야다.​


□연구목적


유선전화를 사용하던 불과 수십 년 전에 무선전화가 상용화될 것이라고 예측
한 사람은 드물었다. 그러나 오늘날 무선전화가 대중화되었듯이 전기버스 충
전 방식도 결국 무선충전 방식으로 바뀔 것으로 예측할 수 있다, 무선충전 전
기자동차의 실시간 충전을 위해서는 반드시 전기자동차가 운행하는 구간에
서 충전이 가능한 급전인프라 구축이 필요하다.​


□주요성과


상용운행 인증 확보
급전선로와 픽업간의 이격거리를 20cm이상 확보하여 자동차 지상고 기준에
도달했으며 버스운행에 필요한 집전용량 100kw확보를 완료했다. 평지 언덕
등 차량운행 조건에 상관없이 상시 평균 효율 75%이상 확보가 가능하다.


상용운행을 위한 관련 법제도 및 안전 인증
무선충전 전기버스 상용화를 위한 주파수, 도로구조, 전기안전, 차량안전 인
증을 확보했다.​


□연구의 차별적특징


실제 노선버스에 적용
기존 무선충전기술은 2~10 kW수준의 소용량 시제품에 한정되어 있었다. 본
과제기술은 버스에 적용 가능한 100 kW급 대용량 인증된 기술을 바탕으로
실제 노선버스에 구현되었다. 기존 무선충전시스템은 정차 중 c5m 수준의 낮
은 공극간격 유지가 필요한 반면, 본 기술은 정차뿐만 아니라 운행 중에도 급
전선로를 통하여 충전이 가능하며, 20cm 이상의 공극 간격 확보가 가능하다.
좌우편차도 ±20cm까지 확보하여 급전선로를 인식하지 않고 차선 운행만
하여도 충전 가능하여 기존기술과 큰 차별성을 갖고 있다.


교통부문 온실가스 감축 기여
도로 밑에 매설된 전선에서 발생하는 ‘자기장’을 차량 하부에 장착된 집전장
치를 통해 ‘전기에너지’로 변환하여 차량을 운행하는 친환경 전기자동차는 교
통부문에서 온실가스를 감축할 수 있는 핵심기술이다. CO2 저감 등을 위해
내연기관 자동차를 대체할 수 있는 전기차 보급을 추진 중이나, 배터리 가격
및 주행거리의 한계로 보급 활성화에 한계가 있다. 그러나 본 무선충전기술을
활용하면 정해진 노선을 주행하는 대중교통 수단의 친환경화로 교통부문 온
실가스를 감축할 수 있다.​


□연구 성과의 파급효과


기술부문


전기를 사용하는 모든 분야에 적용가능
친환경 대중교통 수단인 버스의 활용 보급 증대 가능 및 버스 이외의 다른 도
로 교통수단에 적용이 가능하다. 무선 및 전력전송기술을 철도 분야, 소형 전
기자동차 분야, 항만의 물류 운송시스템에 적용해 활용할 수 있다. 이외 로봇,
레저분야 등 전기를 사용하는 모든 분야에 적용이 가능하다.​


사회경제사업화부문


인프라 개발을 통한 관련 사업의 활성화
무선충전 전기버스 적용에 따른 온실가스 감축효과가 입증되었으며 지자체
버스운영비가 3억2천7백만원/月(2016년 기준)절감되었다. 무선충전 전기버
스를 위한 급전도로 구축 및 인프라 개발을 통해 관련 산업의 신규 고용창출
및 사업 활성화가 가능하다. 또한 무선충전 방식이라는 새로운 방식의 전기자
동차기술 개발을 통해서 국내 전기자동차 시장의 대내외 경쟁력을 확보할 수
있게 되었다. 배터리 용량을 획기적으로 줄임으로써 전기자동차의 가장 큰 부
분을 차지하는 비용을 줄일 수 있고 관련 부품의 국제기술 표준화를 주도할
수 있다. 무선전력 전송기술을 적용하게 되면 가공 선로 및 부속 구조물로 인
한 도시 미관 훼손이 감소하고, 상부 가설 및 터널 구축 등의 건설비용을 절감
할 수 있다.​


 

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