본 논문에서는 라즈베리파이(Raspberry Pi)와 실시간 객체 감지 기술인 YOLO를 이용한 전기차충전기앞불법주차 경고 영상인식 시스템을 제안한다. 최근 전기 자동차의 사용과 더불어 충전 인프라는 점점 늘어나는 중이지만, 여전히 전기차 충전기는 많지 않은 것이 현실이다. 전국 1,000여 곳이 넘는 전기차 충전소에 대해 법령으로 인한 규제를 시행 중임에도 불구하고 불법주차를 하는 일반차 오너들은 여전히 많다. 이로 인해 전기차 오너들은 충전에 많은 불편함이 있다. 이 시스템은 전기 자동차의 번호판을 인식하여 실시간 객체 감지 딥러닝 기법인 YOLO를 이용해 전기 자동차의 번호판에 특정 부분을 인식하고 특정 부분이 없는 일반 자동차가 전기차 충전기 앞 불법 주차를 하게 되면 부저와 LED경고를 통해 주차된 일반 차량에게 경고를 하여, 불법 주차자와 더불어 주변을 지나가는 행인들에게도 전기차 앞 불법 주차에 대해 각인을 시켜줄 수 있는 시스템이다.
전기자동차 충전기에서는 요금정산 서버의 실시간 전기차 충전젼력 요금을, 요금정산 서버에서는 충전기에서의 실시간 상태정보를 서로 필요로 하기 때문에 전기차 보급이 본격화될 시기에 대비하여 요금정산 시뮬레이터 및 통신 프로토콜을 개발이 필요하다. 전기자동차 충전인프라 시뮬레이터는 크게 물리적 시스템 구성과 서버 및 소프트웨어로 구성되어 있고 통신프로토콜 기능은 충전기제어, 충전단가 요청/통보, 충전 상태 통보 기능이 있다. 시뮬레이터는 충전기 1000대, 전기차 500대를 모의 시뮬레이션 하는 것으로 프로그램을 개발하였다.
최근 전기자동차의 수요가 급증하면서 전기차 충전 인프라에 대한 요구도 높아지고 있다. 따라서 전기차의 보급률에 비해 부족한 충전 인프라의 한계를 극복하기 위해 가정에서 쉽게 사용할 수 있는 이동형 충전기의 사용률도 높아지고 있다. 고속 충전소와 다르게 이동형 충전기의 경우 사용자의 특성(배터리용량, 주행량, 충전빈도, 충전시간 등)에 맞춰 충전 시간과 장소, 요금 등을 제안할 수 있는 맞춤형 부가 서비스를 창출할 수 있다. 이를 통해 결과적으로 주택 또는 건물과 도시 수준에서의 전기차 충전을 위한 전력 부하를 절감하는 효과를 가져올 수 있다. 본 논문은 이러한 부가 서비스를 창출하기 위한 이동형 충전기 사용자 데이터의 특성들을 분석한다.
최근 국내에서 진행중인 스마트 그리드(Smart Grid) 사업 분야에 속해 있는 스마트 운송(Smart Transportation) 사업의 하나로 전기차 운영이 핵심이 되어 진행이 되고 있다. 그러나 실제적으로 전기차를 원활히 운영하기 위해서는 극복해야 할 여러 문제가 있으며 대표적으로 주행 거리를 좌우하는 배터리 용량 문제와 고객이 어디서든 전기차를 사용하고 충전하는데 불편이 없을 만큼 충분한 충전 인프라 구축 문제가 있다. 충전 인프라는 현재, 완속 충전기와 급속 충전기로 구성되어 있으나 본 논문에서는 완속 충전기에 한정하여 서술하였고 인프라 구축에 있어 표준화 일환으로 미국자동차기술학회에서 제시하는 SAE-J1772 규격에 맞추어 개발한 자사의 완속 충전기에 2012년 독일과 미국의 자동차 업체 주도로 발표된 국제표준(ISO/IEC 15118, Vehicle-to-Grid Communication Interface) 기술 규격이며 향후 충전 인프라에 적용 예상이 되는 PLC 통신 방식을 적용한 완속 충전기 개발에 관하여 소개하도록 하였다.
국내에서 활발히 진행중인 스마트 그리드(Smart Grid) 사업분야에 속해 있는 스마트 트랜스포테이션(Smart Transportation) 사업에서는 전기차를 이용한 운영에 중점을 두고 진행이 되고 있다. 그러나 실제적으로 전기차를 운영하기 위해서는 운영에 충분한 충전 인프라가 구축되어야 하며 충전 인프라를 구축하기 위해서는 그에 맞는 충전 시스템을 갖추어야 한다. 충전 시스템에는 현재, 완속 충전기와 급속 충전기가 주를 이루고 있으며 본 논문에서는 완속 충전기의 표준화의 일환으로 미국자동차기술학회에서 제시하는 SAE-J1772 규격에 맞추어 개발한 자사의 완속 충전기에 관하여 소개하고자 한다.
본 논문은 단상/3상 겸용 단일단 800V 전기차 탑재형 충전기를 제안한다. 제안하는 단일단 충전기는 넓은 단상/3상의 계통전압(120V-240V)에도 스위치의 ZVS 턴 온을 보장하며 전해 콘덴서 없이 DC충전이 가능하다. 2상 인터리브드 토템폴 구조로 구성되어 입력필터가 작으며 전해콘덴서가 없어서 5.5kW/L의 높은 전력밀도를 달성하였다. 또한 4차 고조파 주입 알고리즘을 통해 고조파 규정인 EN 61000-3-2 규정을 만족한다. 시작품의 타당성 및 성능 검증을 위해 SiC 소자를 적용하여 스위칭 주파수 150kHz의 11kW급 충전기를 제작하였고 제안하는 컨버터의 타당성 및 성능을 검증하였다.
최근 정부의 적극적인 지원정책과 함께 전기차 이용자들이 급증하고 있으며, 이로 인해 이용자 중심의 충전인프라 구축에도 많은 관심을 쏟아지고 있다. 다양한 정책의 수립과 함께 건물 특성에 기반한 총량적인 전기차 충전기 보급대수 기준은 마련되고 있으나, 장소별 특성에 기반한 완속과 급속충전기 적정 보급 비율에 대한 연구는 제한적이다. 이에 본 연구에서는 전기차 이용자들을 대상으로 진행한 설문조사를 통해 수집한 장소 유형별 공용 완속충전기 보급 비율 자료를 바탕으로 적정 보급비율을 도출하고, 개인별로 충전 환경 요구가 어떻게 차별적으로 유형화되고 이들이 어떠한 특성과 연관되는지 분석하였다. 분석 결과, 10% 이하의 완속 충전기가 필요한 유형, 40-60% 수준의 완속충전기가 필요하여 완속과 급속충전기의 균등 분배가 필요한 유형, 완속이 80% 이상 필요한 유형 등 총 세 가지 장소 유형을 도출할 수 있었다. 또한 잠재계층 군집분석을 통해 개인별로 서로 다른 장소유형별 완속충전기 필요 수준을 분류한 결과 5개 군집으로 유형화할 수 있었으며, 이들은 사회경제적 변수, 차량의 특성, 통행 및 충전행태와 연관된 것으로 나타났다. 특히, 충전행태와 주말 통행행태 그리고 성별, 소득과의 연관성이 높은 것으로 나타났다. 본 연구의 분석결과는 향후 충전인프라 정책 수립 및 전기차 시장의 변화에 따른 충전인프라 보급 기준 마련에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
본 논문은 최근 친환경 교통수단으로 부각되고 있는 전기 자동차의 배터리에 전력을 공급하는 EV 충전기의 운전, 고장을 원격으로 진단, 분석하는 서버시스템의 구현방법에 대해 기술하고 있다. EV 충전기의 원격진단을 위해 기본적으로 충전인프라(서버/충전기/전기차/전력계통)가 필요하며, 이러한 인프라 내에서 운영시스템의 한 부분으로 원격진단/분석이 이루어질 수 있다. 이러한 분석시스템은 소유 및 관리 주체, 운영방향 및 분석정도 및 범위, 목적 등에 따라 달라질 수 있다. 그러나 기본적인 시스템 구현 방법은 큰 차이가 없으므로 본 논문에서는 이에 관해 상세히 다루어 보고자 한다.
본 논문은 새로운 역률보상회로를 적용한 플러그인 하이브리드 전기 자동차 탑재형 완속 충전기(On-Board Charger, OBC)를 제안한다. 제안하는 완속 충전기용 역률보상회로 (Power Factor Correction, PFC)는 기존의 부스트 컨버터를 기본으로 하는 역률보상회로와 동일한 개수의 회로 부품과 입 출력전압 관계를 가진다. 회로 구조상 전파 정류된 DC 전압을 저장하는 입력 커패시터와 입력 인덕터의 에너지가 저장되는 출력 커패시터가 직렬 결합되어 DC-link 전압을 형성하므로 출력 커패시터의 동작전압(Working voltage)을 낮출 수 있어 단가절감이 가능하다. 제안된 역률보상 회로를 적용한 플러그인 하이브리드 전기 자동차 탑재형 완속 충전기에 대한 동작 특성을 해석하고 시뮬레이션을 통해 타당성을 검증한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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