기술정보
기술정보
기술명 스마트 자동차용 22kW급 무선충전 기술
기술명(영문) 22kW wireless charging technology for smart vehicle
색인어 (한글) 무선충전  / 급전인버터  / 급전모듈  / 집전모듈  / 레귤레이터
색인어 (영문) Wireless charge  / power inverter  / power line module  / pick-up module  / regulator
기술번호 TI2018-01171 해당연도 2018
기술분류
  • ICT디바이스
기술성숙도
#기술성숙도
개발전 3단계:연구실 규모의 기본성능 검증
개발후 6단계:파일롯 규모 시작품 제작 및 성능평가
외부기술요소 100%개발기술 개발목표시기 2018-12-31
결과물 형태
검증방법 veri1,veri2
시장성
시장성
시장성 내용
1. 국내외 기술동향 및 경쟁력
   ㅇ 국내기술 동향
    ▷ 국내에서는 2009년부터 현재까지 KAIST 주도로 (주)동원 올레브와 함께 전기버스용 대중교통 무선충전 시스템 연구 개발을 진행하여, 구미에서 상용화 운행이 되고 있음.

       - 현대 기아차는 US Department of Energy R & D 로부터 지원을 받아 미국계 회사 Mojo Mobility와 함께 19.2kW급의 차량용 무선충전 시스템을 개발해 오고 있음
       - 무선 충전을 위한 기술들은 진행 중에 있으나, 다수의 전기 차량을 동시에 지원하는 방안에 대한 연구는 진행 사항 없음

   ㅇ 해외기술 동향
    ▷ 대용량 무선충전을 대중교통에 접목해 오던 bombardier사는 2015년 12월 자사의 홈페이지를 통해 소형 자동차용 무선 충전 시스템인 PRIMOVE Z-Mover를 미국 자동차 업체와 협업 중이라고 공표함
       - PRIMOVE Z-Mover는 3.6kW급으로 제작을 계획 중이며, 하기의 그림과 같이 급전의 공극 이동 제어를 통해 급집전의 공극제어를 구현하였음.

       -
   ㅇ 표준화 동향
    ▷ Momentum Dynamics사는 2015년 10kW급 프로토타입 가정용 무선충전 시스템을 구현하였음
       - 급집전 시스템 사이의 이물질 실험 및 방수 실험을 실험실 규모에서 진행하였음
       - 회사의 CEO인 Andy Daga의 인터뷰 등을 보면 대중교통(버스 등등)으로의 무선충전 시스템 확장을 위하여 대용량 무선충전 기술 또한 진행하고 있는 것으로 파악됨.
       - 퀄컴은 2017년 이후 '헤일로(HALO, 전기차 무선충전 기술)' 실용화 가능성을 언급했음. 규제 철폐, 비용 등 여러 가지 제약사항이 있지만, 퀄컴은 향후 전기차 무선충전 기술이 미래 자동차 산업의 핵심으로 떠오를 것으로 믿고 있음. 

   ㅇ 기술적 경쟁력(우수성 및 차별성)
경쟁기술 본 기술의 우수성 및 차별성
와이트리시티 충전 기술 현재 논의되고 있는 와이트리시티의 6.6~11kW급 무선충전 국제 표준을 넘어서는 22kW급 무선 충전 기술
퀄컴 충전 기술 전세계 표준인 와이트리시티의 circular 구조와 호환성 유지 및 퀄컴 DD 구조와도 호환 가능
2. 국내외 시장동향 및 전망
   ㅇ 국내시장 동향 및 전망
    ▷ 국내 시장은 세계시장에 비하여 규모는 적으나, 2020년 1천억원 규모의 시장을 형성할 것으로 전망됨
    ▷ 무선충전 차량과 인프라 사이의 통신 프로토콜 개발을 통해, 스마트카 무선충전 통신 시장에서 핵심 기술을 확보할 수 있으므로 해당 기술을 국내/외 스마트카 무선 충전 재조업자 및 사업자에게 판매하여 수익 창출 가능

   ㅇ 해외시장 동향 및 전망
    ▷ 세계 시장은 2020년 15,000억원 규모의 시장을 형성할 것으로 전망됨
년도 2016 2019 2020
세계 시장 규모(억원) 8,000 12,500 15,000
한국 시장 규모(억원) 500 750 1,000


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시장성 -제품화 및 활용분야
시장성
활용분야(제품/서비스) 제품 및 활용분야 세부내용
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대규모 주정차, 무선 충전 서비스 - 대도시, 스마트 그리드 인프라 구축도시(세종 및 신도시, 제주도 등) 를 위한 대규모 전기 자동차의 주정차 무선충전 서비스 - 창고형 마트, 대규모 점포, 아파트 지하 주차장용 전기 자동차의 주정차 무선충전 서비스 - 철도역사, 유휴지, 임대주차장, 공공기관 등에서의 전기 자동차의 주정차 무선충전 서비스
기술개요 및 개념도
기술개요 및 개념도
기술개요 및 개념도 내용
1. 기술의 개념 및 내용
   ㅇ 기술의 개념
       - 스마트카용 무선충전기술은 무선충전 급전선로에 흐르는 고주파 전류를 고주파 자기장으로 변환한 후 차량 하부에 장착된 집전 픽업과 레귤레이터를 통하여 배터리를 충전하게 됨.
  • 무선충전 급전 인버터는 무선충전 급전선로에 고주파 전류를 공급하는 전원 공급부의 역할을 함.
  • 무선충전 급전 선로는 무선충전 급전선로에 흐르는 고주파 전류를 고주파 자기장으로 변환하는 역할을 함.
  • 무선충전 집전 픽업은 무선충전 급전선로에서 올라온 고주파 자기장을 고주파 전압으로 변환하는 역할을 함.
  • 무선충전 레귤레이터는 차량하부에 장착된 집전 픽업에서 변환된 고주파 전압을 배터리 충전을 위한 직류 전압으로 변환한 후 배터리를 충전하게 됨.
       - 다수의 멀티 스마트 차량을 동시에 충전할 수 있도록 차량과 인프라 간의 통신 기술 및 동시 충전 알고리즘을 개발함
   ㅇ 기술개념도(고해상도 그림 사용 요망)


   ㅇ 기술의 상세내용 및 사업화 제약사항
    ▷ 기술의 상세내용
       - 스마트 자동차용 22kW급 무선 충전 급전 인버터 기술
· 스위칭 주파수 60~90kHz인 경우 입출력 효율이 95%인 22kW급 급전 인버터 전력부 회로 기술
· 멀티 스마트 자동차의 동시 충전 기술
       - 스마트 자동차용 22kW급 무선 충전 급전 선로 기술
· 전후 및 좌우편차에 강인한 기능 : 급/집전 전후 및 좌우편차 ±20cm 이격 거리에서 10 kW 이상의 출력을 만족하고 무선충전 시 정격 효율 91%(@공극 12cm)를 만족
· 표준 호환성 만족 : 표준에서 논의되고 있는 픽업 모듈 형상에 대한 호환성 만족
       - 스마트 자동차용 22kW급 무선 충전 집전 픽업 기술
· 전후 및 좌우편차에 강인한 기능 : 급/집전 전후 및 좌우편차 ±20cm 이격 거리에서 10 kW 이상의 출력을 만족하고 무선충전 시 정격 효율 91%(@공극 12cm)를 만족
· 표준 호환성 만족 : 표준에서 논의되고 있는 급전 모듈 형상에 대한 호환성을 만족
       - 스마트 자동차용 22kW급 무선 충전 레귤레이터 기술
· 현재 논의되고 있는 무선충전 국제 표준 기반의 22kW급 레귤레이터 기술
· 표준에 근거한 급전 인버터 및 배터리 BMS와의 통신을 통한 스마트자동차 충전 기능
       - 무선충전 차량과 인프라 간 무선통신 기술 및 동시 충전 알고리즘 기술
· 무선충전 차량과 인프라 간 통신 기술 개발
· 다수의 무선충전 차량과 인프라 간 동시 충전이 가능한 통신 기술 개발
· 다수의 무선충전 차량과 인프라 간 동시 충전 시 멀티충전 알고리즘을 통한 효율적 충전 관리
 
    ▷ 기술이전 범위
       - 차량 무선 충전을 위한 22kW급 무선 충전 기술로서, 기술 이전 방법은 기술 이전 혹은 공동개발임
· 스마트 자동차용 22kW급 무선 충전 급전 인버터 기술
· 스마트 자동차용 22kW급 무선 충전 급전 선로 기술
· 스마트 자동차용 22kW급 무선 충전 집전 픽업 기술
· 스마트 자동차용 22kW급 무선 충전 레귤레이터 기술
· 무선 충전 차량과 인프라 간 무선통신 기술 및 동시 충전 알고리즘 기술
    ▷ 사업화 제약사항
       - 경쟁업체의 기술 및 상용화 속도가 빠르게 이루어지고 있음
· 인증 및 표준화 수립 필요함
· 지속적인 표준화 활동을 통한 개발된 기술의 표준화 필요함
       - 성공적인 사업화를 위해서는 개발된 기술의 객관적 가치 평가가 필요함
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시장성 -제품화 및 활용분야
본과제 정보
본과제 정보
과제명(한글) 멀티 스마트 자동차용 무인 자동 무선 충전 인프라 및 스마트 픽업 기술 개발
과제명(영문) Development of unmanned automatic wireless charging infrastructure and smart pickup technology for multi-smart vehicles
색인어 (한글) 무선충전  / 급전인버터  / 급전모듈  / 집전모듈  / 레귤레이터
색인어 (영문) Wireless charge  / power inverter  / power line module  / pick-up module  / regulator
과제번호 2016-0-00114-003 해당연도 2018
기술분류
  • ICT디바이스
총연구기간 2016-04-01 ~ 2018-12-31 총예산 5,698,361,000
기간(당해연도) 2018-01-01 ~ 2018-12-31 예산(당해연도)
참여기관 자동차부품연구원,동원건설산업(주),(주)코아전기,(주)삼지티엔씨,(주)도원엔지니어링건축사사무소,디아이케이(주),르노삼성자동차(주),한국과학기술원
주관기관 한국과학기술원 과제책임자 조동호
연락처
연락처
tel : 미공개
cp : 미공개
E-Mail dhcho@kaist.ac.kr
개발중인 기술(기술예고)
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