• UPDATE : 2019.9.10 화 15:31
> 오피니언 > 칼럼
비접촉 충전장치 기술
나주신문  |  najunewsn@hanmail.net
폰트키우기 폰트줄이기 프린트하기 메일보내기 신고하기
승인 2015.05.04  
트위터 페이스북 미투데이 네이버 구글 msn

   
▲ 최용성 교수동신대 전기공학과
전기자동차의 확산 보급을 위한 방안으로 충전 인프라 구축이 대두되고 있다. 접촉식 충전기를 사용하는 경우 충전시마다 충전 플러그를 전기자동차에 연결해야 하므로 그 대안으로 무선 전력 전송 (Wireless Power Transfer, WPT) 장치에 대한 관심이 높아지고 있다.

전기자동차 제조사 및 시장에서는 기존의 무선 전력 전송의 단점인 저효율, 고가 등의 문제를 해결한 무선 전력 전송 장치에 대한 요구가 증가하고 있다.

무선 전력 전송 기술은 선이 없이 전력을 원하는 곳으로 전송하는 기술이다.
무선 전력 전송 기술이 보급될 경우 배터리 소모로 인한 배터리의 상시 충전이 가능하므로 배터리의 충전 문제를 해결할 수 있으며, 전기자동차의 상용화와 함께 안전하고 편리하게 충전을 할 수 있는 방법을 제공하여 전기자동차의 확산 보급에 기여할 것으로 사료된다.

WPT 기술은 크게 자기유도 방식과 전자기유도 방식으로 나뉘며, 에너지 변환 효율이 낮은 자기유도 방식보다는 변환 효율이 증가된 자기공진유도 방식에 대한 연구가 많은 분야에서 진행되고 있다.

WPT 기술은 전송거리에 따라 근거리 WPT 기술과 원거리 WPT 기술로 나뉜다. 근거리 WPT 기술은 다시 자계결합 (magnetic coupling)을 이용한 자기유도 (inductive) 방식과 전계결합을 이용한 capacitive 방식으로 나뉜다. 원거리 WPT 기술은 마이크로웨이브의 원리인 전자기 유도 (electromagnetic coupling)에 의한 전력전송 방식과 레이저 등의 광학 방식으로 나뉜다.

기존의 비접촉 무선 전력전송은 GM의 EV1에 적용된 Plug-in 방식으로 차량에 플러그를 꽂아서 충전하는 방식이다. Plug-in 방식이 안정성 및 신뢰성 측면에서 장점이 있으나 고가라서 사업성에 문제가 있었다.

이런 상황에서 WPT 기술의 발달로 Plug-in 하지 않고 주차장 등의 바닥에 송전장치를 설치하고 차량의 바닥에 집전장치를 설치하여 차량을 주차장에 세우기만 하면 자동으로 충전하는 무선 충전기에 대한 개발이 진행되고 있다. 이런 방식을 Plug-Free 또는 Plugless 방식이라고 한다.

Plug-in 방식 충전기는 좁은 주차장에서 Plug를 꽂고 빼는 불편함이 있고, 야외 주차장의 경우 우천시, 혹한/혹서기에 Plug를 꽂고 빼야하는 불편함, 먼지 묻은 Plug를 꽂고 빼야 하는 점등 매우 불편한 문제를 갖는다.
Plug-Free 무선 충전기는 이런 문제들을 모두 해결할 수 있는 장점을 갖는다. 저효율에 대한 문제가 있으나 설계를 잘 하면 90% 정도까지 고효율을 얻을 수 있어서 향후 확대 보급될 가능성이 높다.

전기자동차용 무선전력 전송 장치에 대해서 발표된 제품은 Nissan, Evatron, Wampfler 등이 있으며 이외에도 많은 자동차 회사들이 연구하고 있다. 국내에서는 승용차용 및 버스용으로 개발이 진행되고 있다.

전기버스는 이미 이태리, 일본 등에서 시범 운영중이다. 전기버스용 무선 전력 전송 장치는 주차 중 충전뿐만 아니라, 정차 중 짧은 시간에 고속 충전이 가능해야 하므로 대용량화가 되어야 하고 전기 버스 내부의 배터리를 짧은 시간에 급속충전이 가능해야 하므로 1, 2차측 전력용량도 대용량화가 필요하다.

2007년 MIT에서 2m에서 60W의 무선전력전송을 시연하여 이전까지 전동 칫솔로 한정되었던 응용 영역이 전기자동차, 전기 버스, 기차 분야까지 다방면으로 분야가 확대되고 있다.

HaloIPT (영국)사는 주차자 dqkekr에 설치된 급전 패드위에 집전 장치가 장착된 전기자동차가 주.정차하기만 하면 자동으로 충전이 가능한 무선전력전송 장치를 개발하였다.

약 25cm 폭의 주차선 위에 전기자동차 바퀴를 올려놓으면 충전된다. 또한 도로에 이 패드를 설치하면 약 40cm 공극에서도 전력 전달이 가능하여 전기자동차 운행중에도 계속 충전이 가능하다.

Evatran (미국)사는 주차장 바닥에 주차 블락 형태로 설치된 Plugless Power station 위에 전기자동차를 주차시키면 자동으로 충전이 가능하고 주차된 전기자동차에 장착된 집전 장치에 자장 적합 위치에 급전 장치의 위치를 찾는 자동 위치 보정 기능을 갖는다.

효율 80%를 90%로 향상을 목표로 개발중이며 구글 본사에 설치하여 무선 전력 충전 시스템을 시운전하였다.
그 외 닛산(일본), HIH (일본), 볼보 (스위덴), 토요다 (일본) 등에서도 기존의 전기자동차에 무선전력전송장치 기술을 적용하고 있다.

국내에서는 KAIST와 그린파워에서 일반 버스에 달리면서 충전할 수 있는 온라인 전기자동차 (OLEV)를 개발하여 캠퍼스 내에 시험 운행 중이다.

무선 전력 전송 기술이 전기자동차 분야에서 상용화되려면 가장 먼저 국제적인 표준 사양이 나와야 하고, 전기전자파 안전에 관련된 법규 및 방송 통신과 관련된 법규 마련 등 상용화를 위한 제반 여건 마련이 선행되어야 할 것이다.

다음 호에는 배터리 교환 시스템 기술에 관해서다.

나주신문의 다른기사 보기  
폰트키우기 폰트줄이기 프린트하기 메일보내기 신고하기
트위터 페이스북 미투데이 네이버 구글 msn 뒤로가기 위로가기
이 기사에 대한 댓글 이야기 (0)
자동등록방지용 코드를 입력하세요!   
확인
- 200자까지 쓰실 수 있습니다. (현재 0 byte / 최대 400byte)
- 욕설등 인신공격성 글은 삭제 합니다. [운영원칙]
이 기사에 대한 댓글 이야기 (0)
비주얼뉴스
가장 많이 본 기사
신문사소개기사제보광고문의불편신고개인정보취급방침이메일무단수집거부청소년보호정책
주소 : 우)58217 전남 나주시 빛가람동 그린로 369 (화정프라자 3층) | 대표전화(061)332-4112 | 팩스(061)332-4113
정기간행물ㆍ등록번호 : 전남다00009  |  등록연월일 : 2006년 12월  |  발행인·편집인 : 박선재 | 청소년보호책임자 : 박선재
Copyright © 2013 나주신문. All rights reserved. mail ot webmaster@najunews.kr