상용화 문제점인 충전 시간 단축에 효율적

한국과학기술원(KAIST)가 12일 개막한 ‘EV트렌드 2018’에서 다양한 분야에 적용이 가능한 스마트 무선충전 기술을 선보였다.
 
무선충전전기버스는 디젤대비 38%, CNG 대비 33% 연료비를 절감한다. 충전의 형태가 플러그인(plug-in) 방식이나 배터리 교환방식에 비해 배터리의 무게가 1/3밖에 되지 않아 주목받고 있다.
 
전기자동차의 무선충전 방식은 철도, 선박, 트램, 드론, 가전기기 등에도 적용 시킬 수 있다. 한국과학기술원은 전기차 무선충전 방식(OLEV) 상용화에 성공한 이후 구미시 180번, 195번 노선버스에 적용하고 있다.
 
그동안 전기 버스는 1톤 이상의 배터리가 들어가 무게와 가격이 문제였다. 충전 역시 오랜 시간이 필요하고 주행거리가 짧아 상용화에 있어서 걸림돌이었다. 무선충전 방식은 기존의 배터리 문제를 해결하기 위해 정류소에 사람들이 승하차 하는 시간 동안 충전을 하는 방식이다. 단시간동안 충전을 할 수 있어 상용화에 유리하다.
 
자기공진 형상화기술(SMFIR)을 활용하여 도로 밑에 매설된 전선에서 발생하는 자기장을 차량 하부에 장착된 집전장치를 통해 효율적으로 모아 전기 에너지로 변환하여 충전하는 원리이다. 상용운행에는 이격거리 20cm, 전력전달 효율 85%, 집전용량 100kW, 전자파 인체 안정성 최대 62.5mG를 확보해야 한다.
 
버스에 적용하려면 운행 노선 중 시점, 종점, 정류장, 교차로 부근 및 주차장 등 전체 노선 중 약 5% 이내 정도의 구간에 급전 레일을 구축하여야 한다. 차량에도 배터리와 차량하부에 집전장치를 설치가 필요하다.
 
한국과학기술원은 2011년 서울대공원에서 코끼리 열차 운행을 시작으로 2014년 구미시, 2015년 세종시에 무선충전전기버스를 운행하고 있다. 2016년에는 버스 노선을 증차해 현재까지 사용되고 있다.
 
버스에 활용되는 방식 이외에도 무선충전 철도기술, 트램, 빌딩, 드론을 이용한 무선충전시스템 등 기술을 연구하고 있다.