온라인 전기 자동차(OLEV) 경진 대회 5. KAIST 온라인 전기자동차 사업단

1. 온라인 전기자동차의 필요성 (1/2) 기존 전기자동차의 문제점 #1 배터리 전기자동차 실용화를 위한 최대의 걸림돌 완충후 주행거리 : 최고 200km 수준(48~160Km로 실용화) 까지 주행가능 배터리 수명/무게 : 5년 정도 이용 가능, 180~480kg으로 차량의 1/3 수준 배터리 비용 : 고가의 배터리가 필요  차량가격 상승의 주요인 전기자동차는 가솔린자동차보다 30년 앞서 출현한 기술로 세계적인 많은 연구에도 불구하고 당분간 배터리 문제는 근본적 해결이 곤란

1. 온라인 전기자동차의 필요성 (2/2) 기존 전기자동차의 문제점 #2 충전소 충전소 건립비용 과다로 인해 사업성 미흡 충전 소요 시간 : 쾌속 충전 시에도 10분 이상 충전필요 (통상 30분) 잦은 충전 빈도 : 배터리 용량 제한으로, 100~150km마다 충전 필요 충전소 건설비 : 전국에 1만개 교환소(20억원/개) 건설시 20조원 배터리 교체방식(이스라엘)으로 충전시간은 줄일 수 있으나 교환소 수는 줄일 수 없고, 막대한 배터리 비용도 해결 곤란 * 이스라엘 전역에 배터리 교환소 50만개와 교환소 200개를 설치

온라인 전기자동차(OnLine Electric Vehicle, OLEV)의 개념 및 장점 2. 온라인 전기자동차의 개념 (1/4) 온라인 전기자동차(OnLine Electric Vehicle, OLEV)의 개념 및 장점 고속 고효율 집전장치 장착 기존 배터리 기존 충전소 배터리용량을 1/5로 축소 (비상용으로 사용) 심야 충전 무상도로에 저렴하게 건설 `` 인버터 차량가격 : 배터리 용량과 사용회수를 대폭 감소시켜 단가 하락 에너지비 : 심야전기로 비용저감, 온라인 충전으로 고효율 보장 - 인프라비 : 도로변의 고가 충전소를 대신하여 저렴하게 구현

2. 온라인 전기자동차의 개념 (2/4) 급전-집전 원리 . <측면> <정면> 고주파용 코어 정밀한 가이드(~1cm) 차량하부의 집전코일(2차) 도로상의 1차측 급전코일에서 발생한 고주파 교류자장이 공극을 통해 차량하부의 2차측 집전코일에 전압을 유기하여, 전기에너지 전달 공극 . + 도로상 단일선 급전코일(1차) 집전장치 회전축 집전판 롤러 . + <측면> <정면> 급전장치 집전장치

2. 온라인 전기자동차의 개념 (3/4) 집전 장치 주행시 도로 장애물 충돌에도 안전한 집전장치 제어 집전판 제어장치 (좌우) 도로상 단일선 급전코일 차량 집전코일 차량 진행방향 선로: 200~500m 도로상 장애물 집전판 롤러 주행시 도로 장애물 충돌에도 안전한 집전장치 제어

2. 온라인 전기자동차의 개념 (4/4) 급전장치 모듈형으로서 신속한 공사와 관리가 용이한 스마트도로 건설기술 선로 인덕턴스 용이한 스마트도로 건설기술 고주파 인버터 커패시터 차량통신 중계장치 비활성 선로 활성 선로 인덕턴스 공진 커패시터 공진형 전력전자 회로기술 정류 장치 인버터 전원 1차측 공진회로 2차측 공진회로 부하측 권선비

3. 온라인 전기 자동차(OLEV) 경진 대회(1/2 ) 일정 및 장소 1. 서류 평가 및 발표 평가 : 2009. 6월 초 서류평가 후 발표 평가 또는 기술서 2. 제작 및 시험 : 2009년 6 ~ 7월 3. 예비테스트 : 2009년 7월 초순 시제품 제공 4. 본선 : 2009년 9월 2일 COEX 평가 항목 효율(Efficiency) : MCU를 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 8

3. 온라인 전기 자동차(OLEV) 경진 대회(2/2) 일반 경주(자율주행 및 집전장치 제어 성능 평가 ) 미급전 구간 평가 기준 : 주어진 미션(장애물, 미 급전, 기복구간)을 수행하면서 전체 트랙을 주행한 총 시간 측정 장애물 구간 기복 구간 미급전구간 고속 경주(Line Tracking 및 고속주행 알고리즘) 평가 기준 : MPC를 이용하여 정해진 경로를 이탈하지 않는 범위 내에서 고속주행 9

4. 세부 Spec. (트랙) 일반 경주 고속 경주 1. 트랙 사이즈 : 4m X 4m(테스트 용, 1차로) 미급전 구간 기복 구간 장애물 구간 미급전 구간 1. 트랙 사이즈 : 4m X 4m(테스트 용, 1차로) 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 10

4. 세부 Spec. (RC-CAR 1/4) 실제 측정 SIZE 320mm 실제 측정 SIZE 390mm + @ 4WD Monster Truck 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 *본 Spec.은 차량의 기본 Spec.이므로 경진대회용 차량으로 개조할 경우 세부 Spec.이 달라집니다. 11

4. 세부 Spec. (RC-CAR 2/4) 윗 면 전방 후방 PCB 구동Batery 집전장치 12 초음파센서 엠프모듈 Control Board 적외선센서 Battery 7.2V 초음파센서 초음파센서 Control Board 구동 Motor 12

4. 세부 Spec. (RC-CAR 3/4) 측 면 EARTH 13 집전장치 상하제어 집전장치 Control Board 초음파센서 LCD 전장 판넬 집전장치 상하제어 Regulator 집전장치 적외선센서 위ㆍ아래 조절가능 Super Capacity EARTH 급전레일 Control Board 구동용 Battery 13

4. 세부 Spec. (RC-CAR 4/4) 정 면 EARTH 14 Control Board 구동용 Battery 초음파센서 집전코일 높이 36mm 예상 좌ㆍ우 이동가능 14

5. 평가기준 경주 구분 내용 배점방식 일반 경주 (총 50점) 고속 경주 (총 50) 1. 효율 MCU를 통한 Line Tracking 총 15점 만점 미션 유도로 이탈 시 -2점 2. 안전성 도로상 장애물 발견 시 Pick-up 상하제어 미션 불이행 시 -2점 3. 알고리즘 미션을 수행하면서 고속주행 총 20점 만점 최단 시간 순으로 -2점씩 차등 배점 고속 경주 (총 50) 2. 고속주행 회전구간을 제외한 급전 레일을 따라 고속주행 총 30점 만점 15

6. 세부 일정 경진대회 참가자 OLEV 준비일정 구분 내용 서류 평가 및 발표 평가 2009.6월 초에 서류(지원서) 평가 후 발표 평가 또는 기술서(평가위원) 2. 주행테스트 2009.7월 초부터 본선 대회 직전까지 RC-CAR 지급 및 테스트 (장소 : KAIST 문지동 캠퍼스) 3. 본선대회 2009.09.02 서울 COEX OLEV 준비일정 1. 본선 대회용 트랙 제작 2009.06월 말까지 제작 후 테스트용 RC-CAR를 가지고 실제 테스트 2. 서류평가를 위한 심사위원 구성 2009.6월 중순에 구성 후 지원서를 기준으로 심사 및 결과 발표 3. 본선 대회용 RC-CAR 지급 2009.7월 초 기술지원 및 세부 규정을 전달 후 RC-CAR지급 본선 대회 2009.09.02 서울 COEX 16