Cost analysis based on interrelationships of core equipment in OLEV system

Abstract

최근 지구 온난화 등의 환경문제와 CO2 배출량 규제 강화, 화석연료 고갈 및 고유가 문제 등의 해결책으로 전기자동차의 개발과 보급을 서두르고 있다. 10 년 후에는 전체 자동차의 20 % 정도가 전기자동차로 교체될 것이라는 전망들이 나오고 있다. 하지만 현재 시장에 출시되고 있는 전기차들은 주행거리와 긴 충전시간으로 인해 한계점을 드러냈다. 이러한 기술적 한계점을 보완하기 위해 On-Line Electric Vehicle (OLEV)가 카이스트에서 개발되어 서울대공원, 경북 구미시에서 시범운행 되고 있다. OLEV란 자기공진 원리를 이용해 대형 충전기를 정류장 또는 도로에 설치하여 차량이 정차 및 주행 중에도 무선으로 전력을 공급받을 수 있는 시스템을 말한다.

본 논문에서는 OLEV 시스템의 모델링 방안을 제시하였다. 기존 전기차 모델링에 사용된 tractive effort force, driving cycle, battery와 OLEV 시스템의 특성을 반영하여 모델링 하였다. 또한 본 연구에서는 OLEV 시스템를 구성하는 요소간의 상관성을 정확하게 알기 위해 비용함수를 구했으며, 휴리스틱 알고리즘을 이용하여 전체 비용함수의 최소 값을 형성하는 배터리 용량, 픽업 용량, 급전선로 길이를 구했다. OLEV 구성 요소가 변화할 때 차량 비용과 기반 시설 비용에 미치는 영향을 분석했고 시외 및 도심지 환경에 대한 시뮬레이션을 수행했다. 시뮬레이션 결과 도심지 교통 환경에서는 작은 배터리, 긴 급전선로, 최대 픽업용량을 사용하는 것이 전체 비용을 최소화 시켰다. 시외 환경에서는 큰 배터리 용량, 짧은 급전선로, 적정 양의 픽업용량이 전체비용을 최소화 시키는 것을 알 수 있었다. 마지막으로, 순수 전기 차량과 OLEV 차량간의 경제성을 비교하였으며 OLEV 시스템 운행시 순수전기차 대비 전체 비용이 약 7 % 감소됨을 확인 할 수 있었다.