온라인 전기차

Online electric vehicle
다른 용도는 Olev를 참조하십시오.
운행 중인 OLEV 버스

온라인 전기자동차(OLEV)는 전자기 유도(자기장을 통한 전력의 무선 전송)를 이용해 이동하면서 무선으로 충전하는 전기자동차다. 차량의 "픽업" 모듈에서 전류를 유도하는 분할된 "충전" 도로를 이용해 기능한다.

온라인 전기차는 '충전' 도로를 이용하는 최초의 대중교통 시스템으로 한국과학기술원(KAIST)이 2010년 3월 9일 처음 시작했다.[1]

기계 설명

온라인 전기차 시스템은 분할된 "충전" 도로와 차량의 "픽업" 모듈의 두 가지 주요 부분으로 나뉜다.

인 더 로드

'충전' 도로에는 얇은 W자 모양의 페라이트 코어(유도에 사용되는 자기 코어)가 30cm 지하에 물고기 뼈와 같은 구조로 묻혀 있다. 전원 케이블이 물고기 뼈 구조물의 중앙을 감싸서 "1차 코일"을 만든다. 이 디자인은 케이블 양면의 자기장을 결합하여 유도를 극대화하는 방식으로 장을 형성한다. 또한, 1차 코일은 도로의 특정 구간을 가로지르는 구획에 배치되어 도로의 약 5%~15%만 리모델링하면 된다. 1차 코일에 전력을 공급하기 위해, 케이블은 파워 인버터를 통해 한국 국가 전력망에 연결된다. 인버터는 그리드로부터 60Hz 3상 380 또는 440 전압을 받아 케이블로 20kHz의 AC 전기를 발생시킨다. 차례로 케이블은 20kHz 자기장을 생성하여 슬림한 페라이트 코어를 통해 OLEV의 픽업으로 플럭스를 보낸다.[2][3][4][5]

차량에

차량 아래에는 "픽업" 모듈 또는 2차 코일이 부착되어 있으며, 이 코일은 중앙을 감싸고 있는 와이어와 W자 모양의 페라이트 코어로 구성되어 있다. 픽업자가 1차 코일에서 플럭스를 "픽업"할 때, 각 픽업은 유도 전류로부터 약 17 kW의 전력을 얻는다. 이 전원은 조절기(필요에 따라 전력을 분배할 수 있는 관리장치)를 통해 전기 모터와 배터리로 보내져 무선으로 차량을 충전한다.[2][3][4][5]

모델[2]

모델 무게 코어 쉐이프:

1차 코일

코어 쉐이프:

이차 코일

사이의 공극

도로 및 픽업

전력 효율 픽업당 전력 획득 전기마력 1차 코일 내 전류 추가 메커니즘
1세대(작은 카트) 10kg E자형 E자형 1cm 80% 3kW 4.02Hp 100암페어 수직 정렬

3mm용 메커니즘

2세대(버스) 80kg U자형 길고 평평하다 17cm 72% 6kW 8.04Hp 200암페어 기본 코일에 대한 반환 케이블
3세대(SUV) 110kg 슬림 W자형 와이드 W자형 17cm 71% 17kW 22.79HP 200암페어 없음

위의 표에서 볼 수 있듯이 1세대 OLEV는 오류에 대한 현실적인 여유가 없다. 전류가 낮다는 것은 자기장이 더 작다는 뜻이며, 2차 코일이 바닥과 매우 가까이 있어야 하는데, 이는 주행 중 문제가 될 수 있다. 더욱이 1차 코일과 2차 코일이 3mm 이상의 거리에 의해 수직으로 잘못 정렬되면 전력 효율이 크게 떨어진다.

이러한 문제들을 해결하기 위해 KAIST는 2세대 OLEV를 개발했다. 2세대 OLEV에서는 1차 코일의 전류를 두 배로 늘려 공기 갭이 더 커지도록 하는 더 강한 자기장을 만들었다. 1차 코일의 페라이트 코어는 U자형으로, 2차 코일의 코어는 평판 모양으로 바꿔 최대한 많은 플럭스를 픽업했다. 이 설계는 수직 정렬이 약 20 cm에 전력 효율이 50%인 것을 허용한다. 그러나 U자형 코어는 리턴 케이블도 필요하기 때문에 생산비가 많이 든다. 전반적으로, 2세대들은 1세대들의 마진을 보충했지만, 비용이 더 많이 들었다.

2세대 비용 문제에 대응하여 3세대 OLEV가 개발되었다. 3세대 OLEV는 1차 코일에 초슬림 W자형 페라이트 코어를 사용해 2세대 페라이트 사용량을 1/5로 줄이고 리턴 케이블의 필요성을 없앤다. 2차 코일은 2세대보다 자속이 흐를 수 있는 작은 면적을 보완하기 위한 방법으로 w자형 코어의 두꺼운 변형을 사용한다. 전체적으로 3세대 OLEV는 1세대 마진과 2세대 증가된 비용을 보충했다.

이점 & 문제[6][7]

혜택들

  • 무배출량
  • 가스 동력과 비교하여 31%의 운영 비용
  • 유지보수 및 제조 비용 절감
  • 충전소 필요 없음
  • 일반 차량처럼 보관 가능

문제들

  • 최신 전력 그리드는 대규모 OLEV를 처리할 수 없음
  • 설치 비용이 많이 소요됨
  • 트래픽이 많은 경우 전원이 부족할 수 있음
  • 시속 60마일의 속도 제한
  • 정전 중에는 작동할 수 없음

특허

카이스트는 OLEV와 관련해 120여 건의 특허를[8] 출원했다고 밝혔다.

인식

2010년 11월, KAIST의 로드 임베디드 리차저는 타임즈 2010의 50대 발명품으로 선정되었다.[9][10]

논란

이 기술의 상용화가 성공하지 못해 2019년에도 이 기술의 공적자금 지원이 계속된다는 논란이 일고 있다.[11]

참고 항목

참조

  1. ^ Salmon, Andrew (3 October 2010). "Korea unveils the 'future of transport' — the Online Electric Vehicle The Times". The Times.
  2. ^ Jump up to: a b c Lee, S.; Huh, J.; Park, C.; Choi, N. S.; Cho, G. H.; Rim, C. T. (1 September 2010). "On-Line Electric Vehicle using inductive power transfer system". 2010 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition: 1598–1601. doi:10.1109/ECCE.2010.5618092. ISBN 978-1-4244-5286-6.
  3. ^ Jump up to: a b Shim, H. W.; Kim, J. W.; Cho, D. H. (1 May 2014). "An analysis on power variance of SMFIR structure". 2014 IEEE Wireless Power Transfer Conference (WPTC): 189–192. doi:10.1109/WPT.2014.6839579. ISBN 978-1-4799-2923-8.
  4. ^ Jump up to: a b Yoon, Lan (7 August 2013). "KAIST's wireless Online Electric Vehicle (OLEV) runs inner city roads". www.kaist.edu. Kaist. Retrieved 3 November 2016.
  5. ^ Jump up to: a b Interdisciplinary Design: Proceedings of the 21st CIRP Design Conference. Mary Kathryn Thompson. ISBN 9788989693291.
  6. ^ Fazal, Rehan (9 October 2013). "Online Electric Vehicle". Cite 저널은 필요로 한다. journal= (도움말)
  7. ^ Suh, N.P.; Cho, D.H.; Rim, C.T. (2011). "Design of On-Line Electric Vehicle (OLEV)". springerprofessional.de. Springer Berlin Heidelberg.
  8. ^ Salmon, Andrew (9 March 2010). "S.Korea unveils 'recharging road' for eco-friendly buses". The Times. London. Retrieved 20 July 2010.
  9. ^ "KAIST's Road-Embedded Recharger Named Among Best Inventions of 2010". The Chosun Ilbo. 15 November 2010. Retrieved 15 November 2010.
  10. ^ Rachelle Dragani (11 November 2010). "Road-Embedded Rechargers - The 50 Best Inventions of 2010 - TIME". Time Magazine. Archived from the original on 14 November 2010. Retrieved 15 November 2010.
  11. ^ Kwak Yeon-soo (24 March 2019). "ICT minister nominee accused of wasting research money". The Korea Times.
  12. ^ "ABB demonstrates technology to power flash charging electric bus in 15 seconds". www.abb.com. Retrieved 27 October 2016.