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온라인 전기 자동차 (OLEV)

경진 대회

2009. 5.

KAIST

온라인 전기자동차 사업단

2

1. 온라인 전기자동차의 필요성 (1/2)

배터리배터리 전기자동차 실용화를 위한 최대의 걸림돌 전기자동차 실용화를 위한 최대의 걸림돌

완충후 주행거리완충후 주행거리

배터리 수명 /무게

배터리 수명 /무게

전기자동차는 가솔린자동차보다 30 년 앞서 출현한 기술로 세계적인 많은 연구에도 불구하고 당분간 배터리 문제는 근본적 해결이 곤란

전기자동차는 가솔린자동차보다 30 년 앞서 출현한 기술로 세계적인 많은 연구에도 불구하고 당분간 배터리 문제는 근본적 해결이 곤란

: 최고 200km 수준 (48~160Km 로 실용화 ) 까지 주행가능

: 5 년 정도 이용 가능 , 180~480kg 으로 차량의 1/3 수준

배터리 비용배터리 비용 : 고가의 배터리가 필요 차량가격 상승의 주요인

기존 전기자동차의 문제점 #1기존 전기자동차의 문제점 #1

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충전소충전소 충전소 건립비용 과다로 인해 사업성 미흡 충전소 건립비용 과다로 인해 사업성 미흡

충전 소요 시간충전 소요 시간

잦은 충전 빈도잦은 충전 빈도

: 쾌속 충전 시에도 10 분 이상 충전필요 ( 통상 30분 )

: 배터리 용량 제한으로 , 100~150km 마다 충전 필요

배터리 교체방식 ( 이스라엘 ) 으로 충전시간은 줄일 수 있으나 교환소 수는 줄일 수 없고 , 막대한 배터리 비용도 해결 곤란

배터리 교체방식 ( 이스라엘 ) 으로 충전시간은 줄일 수 있으나 교환소 수는 줄일 수 없고 , 막대한 배터리 비용도 해결 곤란

충전소 건설비충전소 건설비 : 전국에 1 만개 교환소 (20 억원 /개 ) 건설시 20조원

기존 전기자동차의 문제점 #2기존 전기자동차의 문제점 #2

1. 온라인 전기자동차의 필요성 (2/2)

* 이스라엘 전역에 배터리 교환소 50 만개와 교환소 200 개를 설치

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온라인 전기자동차 (OnLine Electric Vehicle, OLEV) 의 개념 및 장점온라인 전기자동차 (OnLine Electric Vehicle, OLEV) 의 개념 및 장점

2. 온라인 전기자동차의 개념 (1/4)

``

배터리용량을 1/5 로 축소

( 비상용으로 사용 )

고속 고효율 집전장치 장착 기존 충전소기존 충전소

심야 충전

기존 배터리기존 배터리

무상도로에 저렴하게

건설

- 차량가격 : 배터리 용량과 사용회수를 대폭 감소시켜 단가 하락- 에너지비 : 심야전기로 비용저감 , 온라인 충전으로 고효율 보장- 인프라비 : 도로변의 고가 충전소를 대신하여 저렴하게 구현

- 차량가격 : 배터리 용량과 사용회수를 대폭 감소시켜 단가 하락- 에너지비 : 심야전기로 비용저감 , 온라인 충전으로 고효율 보장- 인프라비 : 도로변의 고가 충전소를 대신하여 저렴하게 구현

인버터

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2. 온라인 전기자동차의 개념 (2/4)

급전 - 집전 원리급전 - 집전 원리

+ .

집전장치 회전축

급전장치 집전장치

.

< 측면 > < 정면 >

+

도로상 단일선 급전코일 (1 차 )

차량하부의 집전코일 (2 차 )

도로상의 1 차측 급전코일에서 발생한 고주파 교류자장이

공극을 통해 차량하부의2 차측 집전코일에 전압을

유기하여 , 전기에너지 전달

도로상의 1 차측 급전코일에서 발생한 고주파 교류자장이

공극을 통해 차량하부의2 차측 집전코일에 전압을

유기하여 , 전기에너지 전달

고주파용코어

공극

정밀한 가이드 (~1cm)

집전판 롤러

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2. 온라인 전기자동차의 개념 (3/4)

집전 장치집전 장치

차량 진행방향

차량 집전코일도로상 단일선 급전코일집전판 제어장치

( 좌우 )

선로 : 200~500m

주행시 도로 장애물 충돌에도 안전한 집전장치 제어

주행시 도로 장애물 충돌에도 안전한 집전장치 제어

집전판 롤러 도로상 장애물

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2. 온라인 전기자동차의 개념 (4/4)

급전장치 급전장치

고주파 인버터 커패시터차량통신

중계장치

인버터 전원

선로 인덕턴스

권선비

1 차측 공진회로

2 차측 공진회로

공진 커패시터

정류장치

부하측공진형 전력전자

회로기술공진형 전력전자

회로기술

모듈형으로서 신속한 공사와 관리가 용이한 스마트도로 건설기술

모듈형으로서 신속한 공사와 관리가 용이한 스마트도로 건설기술

비활성 선로

비활성 선로

활성선로

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3. 온라인 전기 자동차 (OLEV) 경진 대회(1/2 )

1. 효율 (Efficiency) : MCU 를 통한 Line Tracking 구현

2. 안전성 (Safety) : 도로상 장애물 발견 시 Pick-up 상하 제어

3. 제어알고리즘 (Algorithm) : 주어진 미션을 충실히 수행하면서 고속주행을 할 수 있는 최적의 알고리즘 개발

1. 효율 (Efficiency) : MCU 를 통한 Line Tracking 구현

2. 안전성 (Safety) : 도로상 장애물 발견 시 Pick-up 상하 제어

3. 제어알고리즘 (Algorithm) : 주어진 미션을 충실히 수행하면서 고속주행을 할 수 있는 최적의 알고리즘 개발

1. 서류 평가 및 발표 평가 : 2009. 6 월 초 서류평가 후 발표 평가 또는 기술서

2. 제작 및 시험 : 2009 년 6 ~ 7 월3. 예비테스트 : 2009 년 7 월 초순 시제품 제공 4. 본선 : 2009 년 9 월 2 일 COEX

1. 서류 평가 및 발표 평가 : 2009. 6 월 초 서류평가 후 발표 평가 또는 기술서

2. 제작 및 시험 : 2009 년 6 ~ 7 월3. 예비테스트 : 2009 년 7 월 초순 시제품 제공 4. 본선 : 2009 년 9 월 2 일 COEX

평가 항목 평가 항목

일정 및 장소일정 및 장소

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3. 온라인 전기 자동차 (OLEV) 경진 대회(2/2)

일반 경주 ( 자율주행 및 집전장치 제어 성능 평가 )일반 경주 ( 자율주행 및 집전장치 제어 성능 평가 )

평가 기준 : 주어진 미션 ( 장애물 , 미 급전 , 기복구간 ) 을 수행하면서전체 트랙을 주행한 총 시간 측정

평가 기준 : 주어진 미션 ( 장애물 , 미 급전 , 기복구간 ) 을 수행하면서전체 트랙을 주행한 총 시간 측정 장

애물

구간 기

복 구

간

미급전 구간

미급전구간

고속 경주 (Line Tracking 및 고속주행 알고리즘 )고속 경주 (Line Tracking 및 고속주행 알고리즘 )

평가 기준 : MPC 를 이용하여 정해진 경로를 이탈하지 않는 범위 내에서 고속주행

평가 기준 : MPC 를 이용하여 정해진 경로를 이탈하지 않는 범위 내에서 고속주행

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4. 세부 Spec. ( 트랙 )

일반 경주일반 경주장

애물

구간

기복

구간

미급전 구간

미급전 구간

고속 경주고속 경주

1. 트랙 사이즈 : 4m X 4m( 테스트 용 , 1 차로 )2. 트랙 폭 : 500Cm( 차량 폭 X 1.5)3. 급전 레일 : 20W( 인버터 포함 )4. 미션 : 일반경주 ( 장애물 , 슬로프 , 미급전 )

*본선 트랙은 별도 협의 후 진행

1. 트랙 사이즈 : 4m X 4m( 테스트 용 , 1 차로 )2. 트랙 폭 : 500Cm( 차량 폭 X 1.5)3. 급전 레일 : 20W( 인버터 포함 )4. 미션 : 일반경주 ( 장애물 , 슬로프 , 미급전 )

*본선 트랙은 별도 협의 후 진행

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4. 세부 Spec. (RC-CAR 1/4)

MODEL VAST (Monster Truck)BODY SIZE 310 X 315 X 210 (L X W X H)

POWER 8.4V 1800mAh

MOTOR 560type 8.4V/12000 rpm

Weight 2.2Kg

390mm + @

320mm

실제 측정 SIZE

실제 측정 SIZE

4WD Monster Truck

*본 Spec. 은 차량의 기본 Spec. 이므로 경진대회용 차량으로 개조할 경우 세부 Spec. 이 달라집니다 .

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4. 세부 Spec. (RC-CAR 2/4)

적외선센서

초음파센서초음파센서

초음파센서초음파센서

집전장치

Battery7.2V

구동Motor

Control Board

PCB 구동Batery

Control Board

전방 후방

초음파센서 엠프모듈

윗 면

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4. 세부 Spec. (RC-CAR 3/4)

EARTH

위ㆍ아래조절가능

적외선센서

Control Board 구동용 Battery

초음파센서

Control Board

LCD 전장 판넬

집전장치

Super Capacity

측 면

Regulator

집전장치

상하제어

급전레일

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4. 세부 Spec. (RC-CAR 4/4)

EARTH

정 면

Control Board 구동용 Battery

초음파센서

집전코일좌ㆍ우 이동가능높이 36mm 예상

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5. 평가기준

경주 구분 내용 배점방식

일반 경주( 총 50 점 )

1. 효율 MCU 를 통한 Line Tracking 총 15 점 만점미션 유도로 이탈 시 -2 점

2. 안전성 도로상 장애물 발견 시 Pick-up상하제어

총 15 점 만점미션 불이행 시 -2 점

3. 알고리즘 미션을 수행하면서 고속주행 총 20 점 만점 최단 시간 순으로 -2 점씩 차등 배점

고속 경주( 총 50)

1. 효율 MCU 를 통한 Line Tracking 총 20 점 만점미션 유도로 이탈 시 -2 점

2. 고속주행 회전구간을 제외한 급전 레일을 따라 고속주행

총 30 점 만점 최단 시간 순으로 -2 점씩 차등 배점

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6. 세부 일정

구분 내용

경진대회참가자

1. 서류 평가 및 발표 평가2009.6 월 초에 서류 ( 지원서 ) 평가 후 발표 평가 또는 기술서 ( 평가위원 )

2. 주행테스트 2009.7 월 초부터 본선 대회 직전까지 RC-CAR 지급 및 테스트 ( 장소 : KAIST 문지동 캠퍼스 )

3. 본선대회 2009.09.02 서울 COEX

OLEV준비일정

1. 본선 대회용 트랙 제작 2009.06 월 말까지 제작 후 테스트용 RC-CAR 를 가지고 실제 테스트

2. 서류평가를 위한 심사위원 구성 2009.6 월 중순에 구성 후 지원서를 기준으로 심사 및 결과 발표

3. 본선 대회용 RC-CAR 지급 2009.7 월 초 기술지원 및 세부 규정을 전달 후 RC-CAR 지급

4. 본선 대회2009.09.02 서울 COEX