서울시 전기차 무선 충전 기술 살펴보기

미래산업

by happyfuture 2022. 6. 11. 00:17

산책 및 1만보 걷기 장소로 저는 서울대공원을 자주 이용합니다. 이곳을 한바퀴 돌다보면 관람객을 실어나르는 코끼리열차를 자주 보게 되는데요. 서울시에 따르면 이 열차중 3대는 친환경 전기 열차라고 하더군요.

어쩐지 엄청 조용했어요.
코끼리 열차에 탑승한 어린 승객들의 "좋아라"하는 그 목소리 아니면 이 코끼리 열차가 옆을 지나 가는지 모를 정도였으니까요. 그런데요. 이곳에 있는 친환경 전기 열차 충전방식은 지난 2011년경 서울시가 세계 최초로 "급전 무선 충전" 기술을 도입해 주목을 받았다고 하네요.

오늘은 서울시에서 시범사업으로 추진 계획하고 있는 "전기차 무선충전 시스템"에 대해 살펴보도록 하겠습니다.

전기차 무선 충전 기술이란?

서울시 자료에 따르면 이 충전 방식은 별도의 유선 충전 없이 승객들이 승, 하차하는 구간에 코끼리 열차가 서있기만 하면 바닥에 설치된 무선충전장치를 통해 충전되는 기술입니다. 서울시는 전기차 무선충전기술을 도심을 순환하는 상용차까지 확대 적용하는 시범 사업을 추진하는데 대상은 ‘남산순환버스(01번)’와 올해 하반기 운행 예정인 ‘청계천 자율주행버스’입니다.

국내기술동향

- 국내 무선충전기술은 현재 150kWh 이상 대용량 급속 충전이 가능한 수준으로, 전기 대형버스 기준 6분 정도 충전하면 21km 이상 운행할 수 있습니다. 과거 20kHz 공진주파수를 활용하는 기술에서 대용량 무선충전이 가능한 85kHz 공진주파수로 개선돼 현재 150kWh 이상으로 대용량 급속 충전이 가능하다고 서울시는 밝혔습니다.

전기차 무선 충전 기술 장점

전기차 무선충전은 정류장이나 도로 바닥에 무선충전기(송신부)를 매설하면 무선충전장치(수신부)를 장착한 차량이 근처에 정차시 공진주파수를 통해 충전되는 방식이다. 유선충전과 달리 차량에 무거운 커넥터를 연결하거나 별도 충전기를 조작할 필요 없이 주‧정차만 하면 충전돼 간편하고, 거동이 불편한 운전자도 편리하게 충전이 가능하다는 장점이 있습니다.

서울시에서 추진중인 무선충전시스템 구성도

무선 충전 시스템 구성은 아래사진과 같이 크게 급전레일, 인버터, 배터리, 집전장치로 구성됩니다.
급전레일은 세그먼트 형식의 저렴한 도로급전 방식이고 인버터는 입력전원은 3상 440v/60Hz, 출력은 전류는 330A, 85 khz을 사용하네요. 그리고 집전장치는 차량하부에서 고효율로 집전합니다.

무선충전 시스템 구성원리

이번에는 무선 충전 시스템 구성원리 살펴봅니다.

순서는 급전인버터, 급선선로, 픽업시스템, 정류 및 정전압 장치 순입니다.

인버터(급전 인버터)는 3상 440v/60Hz의 입력 전압을 공급받아 무선충전 시스템에 적합한 고주파로 변환하여 (330A/85kHz)로 변환하여 급전선로에 전력을 공급하는 장치입니다.

Power feeder(급전선로)
인버터로부터 인가된 전류를 받아 직접장치에 전달 될 수 있도록 자기장을 형성시키는 장치입니다.

Pickup system(픽업 시스템)
이것은 차량 하부에 장착되어 도로에 매설된 급전선로 및 급전패드에서 발생하는자기장을 집속하여 전기에너지를 생성하는 픽업장치입니다.

R&R(정류 및 정전압 장치)
정전압을 유지하여 배터리를 충전하는 레귤레이터 장치입니다.