자기공진 무선충전기 만들기 - jagigongjin museonchungjeongi mandeulgi

전기버스 무선충전은 버스가 달리거나 정차하면 자동으로 충전되는 기술이다. 자기장을 활용해

대용량 전기에너지를 무선으로 안전하게 전달하는 '자기 공진 형상화 기술'을 활용한다.

국내 스타트업이 세계 최초로 개발해 지난 2010년 타임지 선정 '세계 50대 발명품'으로 선정된 바 있다.

국내법상 총 7개 규제에 막혀 사업이 불가능했으나, 과학기술정보통신부는 9월23일 ‘제12차 신기술·

서비스 심의위원회’를 개최해 총 8건에 대한 ICT 규제 샌드박스 과제를 심의하여미래 신기술의 산업적

파급효과를 고려해 무선충전버스에 대하여 2년간의 실증 특례를 부여했다.

신청기업인 와이파워원은 대전시 대덕연구개발특구 순환 전기버스 노선에서 전기버스 최대 7대를 대상

으로 시장성과 안전성을 테스트할 예정이다.

앞으로 전기버스 충전 편의성이 향상돼 전기버스와 무선충전 인프라 관련 산업 활성화 및 고용 창출에

기여할 것으로 보인다. (기사출처 . 정보통신신문 20200924)

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카이스트, 대용량 자가공진 형상화 기술 세계최초 개발

무선충전 전기버스(OLEV, On-Line Electric Vehicle)는 KAIST가 개발한 SMFIR(Shaped Magnetic

Field In Resonance, 자기공진형상화기술) 원천기술을 이용하여 주행 및 정차 중에 무선으로 전력을 공급​

받아 달릴 수 있도록 개발된 신개념의 전기자동차로서 해외에서도 기술의 우수성을 인정받고 있다.

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SMFIR은 대용량의 전기에너지를 무선으로 안전하게 전달할 수 있는 무선충전 원천기술이다. 전선에서 발생

하는 자기장을 무선으로 집전장치를 통해 전기에너지로 변환해 전력을 공급하는 새로운 개념의 전력전송 기술

이다.

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무선충전 전기버스는 달리면서 실시간 무선 충전이 가능하므로 고가의 충전시설과 긴 충전 대기시간이 필요

없고, 이격거리 20cm 이상에서 100 kW(136마력)의 전력을 평균 75% 이상의 효율로 공급받을 수 있어

전기자동차 시대를 앞당길 경제적이고 효율적인 상용화 모델로 평가받고 있다.

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특히, 비접촉 무선 충전방식이라 감전 위험이 없어 사용자의 안전성과 편의성을 확보하였으며, 무선충전

전기버스가 지나갈 때만 전력이 공급되는 세그먼트 제어기술을 적용하여 평상시 자기장 발생은 물론 대기

전력 손실 우려까지도 말끔히 해소하였다.

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친환경 대중교통수단인 전기버스 상용화의 문제인 배터리와 충전 인프라의 문제를 해결할 수 있는 전기

버스 개발의 필요성에 따라 우리나라가 최초 개발(2009년 교육과학부, 2010년 지식경제부)하였으며,

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비접촉 전력전달방식 실용화 보급을 위해 기 개발된 원천․핵심기술의 안전성 및 성능을 확보, 시험 및

검증․인증, 표준화하여 상용화(2012~2013 국토부) 기반을 마련하였다.

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무선충전 전기버스 개념

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도로 밑에 매설된 전선에서 발생하는 ‘자기장’을 차량 하부에 장착된 집전장치로 모아 ‘전기에너지’로 변환하여 차량(olev)을 운행하는 기술로,

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버스 운행 노선 중 시점, 종점, 정류장, 교차로 부근 및 주차장 등 전체 버스 운행 노선의 약 5~15% 정도에 급전 인프라 구축하여

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OLEV(on-line electric vehicle) 차량인 경우에만 인식하여 전력을 공급하는 급전세그멘테이션 적용으로 대기전력 손실을 감소할 수 있다.

20khz 무선전력전송 원천기술을 이용하여 도로 밑에 매설된 전선에서 발생하는 ‘자기장’을 차량하부에

장착된 집전장치를 통해 ‘전기에너지’로 변환하여 차량을 운행하는 새로운 개념의 친환경 전기자동차

기술이다.

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세계 최초 smfir 원천기술 확보 : 차량 정차 및 주행 중 무선으로 대용량의 에너지를 안전하게 전달 할 수 있는 smfir(shaped magnetic field in resonance)원천기술 (자기공진 형상화 기술) 개발

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해외에선 퀄컴, 도요타, 봄바디아 등이 이와 유사한 무선충전시스템을 적용하고 있지만, 주로 3.3kW

나 6.6kW 등의 기술로 장시간 충전해야 하는 저용량 기술이다.

반면 카이스트의 기술은 대용량 무선충전시스템으로 100kW~180kW를 단시간에 무선으로 충전하는

기술이다.

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실제로 지난 2010년 3월 서울대공원 무선충전 코끼리 열차 시범운행을 시작으로 2011년 7월 서울대공원

무선충전 코끼리 열차 시범운행, 2012년 여수엑스포박람회에서 무선충전 전기버스 전시 및 운행, 그 해

카이스트 교내에서 무선충전 셔틀버스 2대를 운행했다.

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서울대공원 코끼리열차 . 세경이브이(주)

무선충전전기버스 시범운행행사(좌), 카이스트 교내셔틀버스(우)

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세계 최초로 일반도로를 달리면서 무선 충전이 가능한 무선충전 전기버스의 시범운행은 2013년

8월6일 구미시에서 시작됐다.

시범운행은 국토교통부와 국가R&D 전문기관인 국토교통과학기술진흥원이 지원하여, 무선충전 전기버스

상용화를 목표로 시행하는 사업으로 2011년 12월부터 2013년 6월까지 차량 및 무선충전인프라 개발

(KAIST 및 (주)동원올레브 외 30개 기관), 전기안전 시험및평가(한국전기안전공사), 차량 안전검증및

인증(자동차안전연구원) 사업을 진행해 왔다.

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(국토부보도자료 20130804)

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