세계가 인정한 카이스트 자기공진 형상화 기술 Shaped Magnetic Field In Resonance 세계 최초 SMFIR 원천기술 확보 세계 최초로 주행 및 정차 중 무선으로 대용량의 에너지를 안전하게 전달할 수 있는 SMFIR(Shaped Magnetic Field In Resonance, 자기공진 형상화 기술) 원천기술 개발 SMFIR 원천기술을 활용하여 도로 밑에 매설된 전선에서 발생하는 자기장 을 차량 하부에 장착된 집전 장치를 통해 효율적으로 모아 전기에너지 로 변환하여 차량을 운행하는 무선충전 수송시스템 기술 개발 Cable Capacitor Pick-up device Core Power line Shaped Magnetic Field in Resonance Source Current Amperes law Magnetic flux B Faradays law (travels through air) (induction) Generate Voltage 20kHz 무선전력전송 원천기술 확보 - 무선충전전기버스 상용 운행에 필요한 이격거리, 전력전달 효율 및 용량을 확보하고 전자파 안전성 문제를 해결하여 상용화 가능성 입증 상용운행에 필요한 조건 확보 - 이격거리 : 20cm - 전력전달 효율 : 85% - 집전용량 : 100kW - 전자파 인체 안전성 : 최대 62.5mG 확보 60kHz 무선전력전송 원천기술 시험테스트 성공 - 무가선트램, 철도 등을 위한 무선충전 기술의 활용성을 증대시키고 대용량, 고효율, 저비용 60kHz 용 급집전 시스템 개발 - 60kHz 무선급전 기초기술 확보 및 초기시험 성공 (2013.02.13) 급전선로 픽업 달성 성과 - 이격거리 : 9cm - 전력전달 효율 : 90% - 집전용량 : 180kW
www.smfir.co.kr 무선충전 전기버스 기술 20kHz 무선전력전송 원천기술을 이용하여 도로 밑에 매설된 전선에서 발생하는 자기장 을 차량하부에 장착된 집전장치를 통해 전기에너지 로 변환하여 차량을 운행하는 새로운 개념의 친환경 전기자동차 - 버스 운행 노선 중 시점, 종점, 정류장, 교차로 부근 및 주차장 등 전체 버스 운행 노선의 약 5~15% 정도에 급전 인프라 구축 하여 OLEV 차량인 경우에만 인식하여 전력을 공급하는 세그멘테이션 적용 급전레일 세그먼트 형식의 저렴한 도로급전 배터리 1/3 ~ 1/5로 용량축소 인버터 3phase 440V/60Hz 200A 20kHz 집전장치 차량하부에서 고효율로 집전 3phase 440V/60Hz 급전 200A 인버터 20kHz 급전구조물 버스전용차선 장점 1. 2. 3. 4. 5. 6. 세그먼트 레귤레이터 인버터 배터리 모터 세그먼트 세그먼트 주행중 급전 및 충전이 가능 운행노선의 5~15% 정도의 급전 인프라 구축 세그멘테이션 기술 적용으로 안전성 확보 전기자동차 상용화의 새로운 돌파구 마련 전기자동차 가격 경쟁력 우위 기술선점을 통한 신성장 동력 산업 창출 가능 세그먼트 세그먼트
세계가 인정한 카이스트 자기공진 형상화 기술 Shaped Magnetic Field In Resonance 무선충전 철도 기술 대용량 고효율, 저비용 60kHz 용 급집전 시스템 원천기술을 이용하여 철도 레일위에 구축된 급전선로에서 발생하는 자기장 을 철도 하부에 장착된 대용량 집전장치를 통해 효율적으로 모아 전기에너지 로 변환하여 열차를 운행 배터리 집전장치 급전레일 3phase 440V/60Hz 배터리 400A 인버터 60kHz 집전모듈 집전 장치 급전 장치 장점 1. 2. 3. 4. 5. 하부 급전 선로 무선충전 기술의 활용성 증대 새로운 미래철도 기술경쟁력 강화 철도시설의 유지 보수 비용 절감 도시 미관 개선과 건설비 감소 고속 주행시 안전성 확보와 소음문제 해결 인버터 모터
www.smfir.co.kr 핵심 연구성과 세계 10대 유망기술 및 세계 50대 발명품 선정 세계 10대 유망기술 선정 13.02.15.) ( - 세계경제 포럼(WEF : 다보스 포럼)에서 2013년 세계 10대 유망기술로 선정 세계 50대 발명품 선정 ( 10.11.22.) - 시사주간지 타임지에서 2010년을 빛낸 세계 50대 발명품으로 선정
세계가 인정한 카이스트 자기공진 형상화 기술 Shaped Magnetic Field In Resonance 핵심 연구성과 서울대공원 시범사업을 통한 급전인프라 구축 완료 - 2011년 7월 19일 코끼리전기열차 상용운행 시작 - 서울대공원 전기코끼리 열차 운행권 획득 (2012.12.) 급전인프라 구축 : 총 2.2km 순환도로 중 372.5m, 16% 2012 여수엑스포 OLEV 시범인프라 구축 및 운영 (2012.5.~2012.8.) - 에너지파크 체험시설과 생산시설 사이 노선 운행 (시간당 3회 운행) - 스카이 타워에서 에너지파크까지 관람객 수송 (일 3회) 급전인프라 구축 : 총 600m 도로 중 36m, 6% 2012 OLEV 상용 급전인프라 구축 및 교내셔틀버스 운행 (2012.10.~) - 교내 급전 인프라 구축 및 OLEV 셔틀버스 운행으로 학생, 교직원의 편의도모 - 상용화 첫 모델, 공극간격 20cm, 집전용량 60~70kw, 최대수송인원 1,344명/일 - 최대출력 240kw(320마력), 최대효율 80% 급전인프라 구축 : 총 3,760m 도로 중 60m, 1.6% 구미시 무선충전 전기버스 시범사업 (2013.7.2.~2013.12.31.) - 세계 최초로 일반도로 시내버스 구간 도입 및 운행 - 구미역과 인동지역을 잇는 간선 버스노선으로 운영 급전인프라 구축 : 총 24Km 왕복노선 중 144m, 0.6%
www.smfir.co.kr 사업화 추진 현황 진행 상황 구분 해외사업 미국 Massport Authority 보스톤 로건공항 시범사업 추진 ( 13~) 덴마크 콜딩시 시범사업 검토 ( 13) 서울특별시 서울특별시-KAIST MOU 체결 ( 09.08.11.) - 서울대공원 온라인 전기열차 시험 인프라 구축 및 시험운행 ( 10.3. 준공) - 서울대공원 온라인 전기열차 상용운행 시작 ( 11.7.) - 서울대공원 온라인 전기열차 상용운행권 획득 ( 12.12.) 여수 EXPO 2012 여수 엑스포 OLEV 시범인프라 구축 및 운행 ( 12.05.~08.) 국내사업 12.10.) KAIST 셔틀 OLEV 상용 KAIST 교내 셔틀버스 구축 및 운행 ( 구미시 무선 충전 전기버스 시범사업 진행 ( 13.07.~12.) 사업화 추진 방향 Step 1 버스 중심의 대중교통시스템 정해진 노선을 운행하는 버스 중심 대중교통 시스템 진입으로 경제성 및 안전성 입증 정류장 부근과 교차로 부근 및 경사 지역에 인프라 구축 Step 2 철도 및 항만 시스템 접목 철도(KTX등)의 운행 속도제약 해결 및 터널 공사 비용 경감 RTG, YT 등 항만 운송수단에 접목 하여 Green port 구현
세계가 인정한 카이스트 자기공진 형상화 기술 Shaped Magnetic Field In Resonance 향후 추진 과제 분야 최근 2년간 국토부과제에서 확보한 원천기술의 계속성과 활용성과을 증대할 수 있 도록 도로교통 배출가스 최소화를 위한 공해 없는 청정교통 로드맵 수립에 반영 하여 버스 이외의 도로 교통수단 분야에 대한 연구 개발 추진 1. 철도차량에 적용할 수 있는 무선 전송 기술개발 - 1단계 : 무가선 트램 - 2단계 : KTX, 전동차 등 모든 가선을 이용한 철도차량 2. 소형차용 무선충전 시스템개발 - 대중교통(버스, 철도)와 연계할 수 있는 Sharing 소형 무선충전 전기자동차 개발 - 소형 무선충전 전기자동차 개발로 전기자동차의 보급 증대 가능 3. 친환경 항만 시스템 구축을 위한 무선충전 항만 수송시스템 기술 - RTG용 집전장치 개발 - YT용 집전장치 - 항만용 급전인프라 개발
www.smfir.co.kr 활용분야 휴대 기기 / 가전분야 노트북, 휴대폰, TV 휴대플레이어, 가전제품 로봇 분야 가정용 산업용, 군용 공항 / 항만 분야 공항버스, RTG/YT SMFIR원천 및 파생기술 자동차 분야 시내버스, 마을버스, 고속버스, 택시, 승용차, 골프카, 공장 항만 등 대규모 단지내 이송차량, 트럭 레저 분야 사파리 보트 놀이공원 철도 분야 BRT, PRT, 경전철 지하철, 고속철 기대효과 1. 미래 시장 선점 가능 무선 급집전 모듈 개발의 경제성 확보로 인한 미래 무선충전 수송시스템 시장 선점 가능 2. 철도 분야의 문제점 해결 철도분야에 적용할 경우, 기존의 상부가선 방식에서 발생되는 감전문제, 도시미관 문제, 속도 제한 및 상부가선 설치비용 등의 문제점 해결 가능 3. 광범위한 전기 산업 분야 활용 가능 휴대기기 및 가전분야를 비롯하여 로봇 분야, 레저 분야 등 전기를 활용하는 모든 분야에 활용 가능
세계가 인정한 카이스트 자기공진 형상화 기술 Shaped Magnetic Field In Resonance 주요 추진경과 2009 01.13 신성장동력과제 선정 (제29회 국가과학기술위원회) 05.01 [교과부, 250억원] 무선충전전기자동차 원천기술개발사업 10.21 CNN Eye on South Korea 에 무선충전전기자동차 방영 11.09 서울대공원 시범사업 시험 인프라 착공 03.09 서울대공원 OLEV 열차 시범사업 완공 및 시험운행 시작 05.01 [지경부, 150억원] 무선충전전기자동차 기반 단기수송시스템 기술개발 2010 사업 과제 11.11 G20 정상회의 기간 중 홍보관 운영 11.22 TIME지 2010년 50대 발명품 에 무선충전전기자동차 선정 무선충전 전기차 초창기 모델 2 무선충전 전기차 초창기 모델 무선충전 전기마을버스 1세대 무선충전 전기버스 2세대 무선충전 전기버스 무선충전 전기승용차 1세대 코끼리전기열차 2세대 코끼리전기열차
www.smfir.co.kr 2011 2012 05.18 2011 OLEV 심포지움 개최 (KAIST) 07.19 서울대공원 코끼리전기열차 상용운행 시작 09. 국내외 상용화 추진을 위한 회사 설립 국내 : (주)올레브 (2011.09) 국외 : OLEV Tehc (2011.03) 10. [철도시설공단 18억원] 고속철도용 대전력 비접촉식 급집전 기초 핵심기술 개발 과제 12. [국토부 1차년도, 100억원] 비접촉 전력전달방식친환경 대중교통시스템 개발 과제 05.~08. 10. 10. 10.04 11. 2012 여수엑스포박람회 OLEV 전시 및 운행 02.13 60kHz 대용량 무선전력전송 원천기술 초기시험 성공 자동차안전연구원 내 표준급전인프라 구축 OLEV버스 및 급전인프라 공인인증 확보 KAIST OLEV 교내순환셔틀버스 운행 시작 [국토부 2차년도, 100억원] 비접촉 전력전달방식친환경 대중교통시스템 개발 과제 (오송 무가선트램 시험장) 2013 02.15 세계경제포럼(WEF 다보스포럼) 2013년 10대 유망기술 에 OLEV 기술 선정 03.06 무선충전전기버스 시범사업 협약체결 : 구미시 06.04 60kHz 무선전력전송 기술 무가선 트램 적용 시연 08.06 구미시 무선충전전기버스 시범사업 개통식 여수엑스포 무선충전 전기버스 KAIST 무선충전 교내셔틀버스 60kHz 대용량 무선급전 원천기술 시연 연구중인 무선충전 무가선트램 구미시 무선충전 전기버스 무선충전 전기버스 시범운행 개통식