인디애나 교통부·퍼듀대학교·매그먼트, 고속도로용 동적 무선 EV 충전기술 개발

인디애나 교통부(INDOT)는 퍼듀대학교 및 독일 인프라 기술 회사인 매그먼트와 손잡고 세계 최초로 고속도로 구간에서 전기차를 주행하면서 무선으로 배터리를 충전하는 시범 프로젝트를 진행한다고 스마트시티다이브가 보도했다.

퍼듀대학교 엔지니어들은 매그먼트의 자화성 콘크리트 부품을 포함하는 도로를 설계 및 포장하고 인디애나 고속도로에서 주행하면서 전기차를 충전시키는 실용성을 테스트 중이다.

세 가지 프로젝트 단계 중 첫 번째 단계인 연구 및 랩 테스트가 이번 달에 시작됐다. 스티브 페카렉 전기 및 컴퓨터 공학 교수는 “퍼듀대학교가 내년 말까지 실제 도로 적용 전까지의 두 단계를 마무리할 것”이라고 말했다.

세 번째 단계는 예정된 장소에 4분의 1마일 길이의 테스트 도로를 건설하는 것이다. 시점은 2023년이 될 것으로 보인다. 솔루션이 실행 가능하다고 판단될 경우, 인디애나 고속도로에서 실제 제품 구현이 약 3~4년 내에 이루어질 수 있다.

이 프로젝트는 지속가능한 교통의 전기화를 가속화하기 위한 국립과학재단 연구개발 이니셔티브 ASPIRE(Powered Infrastructure for Roadway Electrication) 프로젝트의 일부다. 페카렉 교수는 컨소시엄 구성으로 기술과 정보를 공유하고 발전시킬 것이라고 말했다.

퍼듀와 INDOT는 특히 이 새로운 기술이 아직 상용화되지 않은 혁신 솔루션이라는 점을 감안해 전 세계로의 확산을 위해 모든 과정과 연구결과를 문서화해 공개할 방침이다.

스캇 매닝 INDOT 사무차장은 "파트너들이 모든 연구 결과를 공개하고 다른 사람들과 공유하는 것이 목적"이라며 "이 분야에 종사하는 누구라도 자체 연구나 제품 개발 정보 데이터를 활용할 수 있을 것"이라고 말했다.

INDOT는 트럭을 중심으로 한 물류의 전기차 전환을 지원하기 위해 상용트럭 교통량이 많은 지역에 기술을 적용하는 방안을 검토하고 있다. 아직 시험 운행될 실제 도로 구간을 확정하지 않았다. 매닝은 "마지막 단계에서 이 기술이 일상적으로 어떻게 작동할지 그리고 대규모로 실행할 수 있을지가 판가름날 것“이라고 말했다.

파트너들은 인디애나 기후의 다양한 조건 하에서 자기를 이용해 충전하는 도로의 강도, 내구성 및 기능을 테스트하게 된다. 엔지니어들은 따뜻한 지역이 추운 기후보다 기술 적용이 수월하고 성공 가능성이 높을 것으로 보기 있다. 추운 지역의 경우 지반 침하나 포트폴 등의 가능성이 높다. 특히 겨울이 혹독한 지역에서는 더욱 그렇다. 충전을 위한 자성 도로와 관련된 전기 부품 등이 통합되면 유지관리가 더 복잡하고 비용이 많이 들 수 있다.

난관은 많다. 콘크리트 파손이나 우천 시 시스템에의 물 유입 가능성, 차량 수신기와 송신기 사이의 거리 변화에 따른 돌발 상황 등 다양하다. 페카렉 교수는 "물이 시스템에 유입될 경우, 도로의 차량 수신기와 송신기 사이의 거리를 변화시킬 경우 어떤 일이 발생하는지를 살피고 온도 변화에 견딜 수 있도록 설계되어야 한다“고 설명했다. 도로를 수리할 때 시스템을 손상시키지 않는 것도 큰 과제다. 무선 전파는 시스템이 조금만 흐트러져도 성능에 큰 영향을 받는다.

동적인 무선 충전 시스템 R&D 및 시범 프로젝트는 독일, 이탈리아, 텔아비브 등 해외 여러 곳에서 진행되고 있다. 뉴질랜드 오클랜드 대학교와 코넬 대학교를 포함한 고등 교육 기관들도 이 기술을 발전시킨 연구를 계속 발표하고 있다. 그러나 실제 공공도로에서의 이행은 여전히 큰 장애물이다.

페카렉 교수는 대부분의 연구가 동적 충전 기능을 완벽하게 하는 데 초점이 맞춰져 있지만 향후 연구는 지표면 얼음을 녹이기 위해 도로의 전기를 이용할 수 있는 문제들을 다룰 수 있을 것이라고 말했다.

전기화된 도로 감독, 관리 및 자금 지원을 누가 책임질 것인지에 대한 자세한 내용은 아직 작성 중이다. 예를 들어, 유틸리티 기업이 장기적인 도로 전기화를 보장하기 위해 프로젝트에 참여하게 될 것이며, 다른 파트너와 함께 소비 전력에 대한 비용을 지불하는 방법도 모색해야 한다.

인디애나 교통부(INDOT)는 퍼듀대학교 및 독일 인프라 기술 회사인 매그먼트와 손잡고 세계 최초로 고속도로 구간에서 전기차를 주행하면서 무선으로 배터리를 충전하는 시범 프로젝트를 진행한다고 스마트시티다이브가 보도했다.

퍼듀대학교 엔지니어들은 매그먼트의 자화성 콘크리트 부품을 포함하는 도로를 설계 및 포장하고 인디애나 고속도로에서 주행하면서 전기차를 충전시키는 실용성을 테스트 중이다.

세 가지 프로젝트 단계 중 첫 번째 단계인 연구 및 랩 테스트가 이번 달에 시작됐다. 스티브 페카렉 전기 및 컴퓨터 공학 교수는 “퍼듀대학교가 내년 말까지 실제 도로 적용 전까지의 두 단계를 마무리할 것”이라고 말했다.

세 번째 단계는 예정된 장소에 4분의 1마일 길이의 테스트 도로를 건설하는 것이다. 시점은 2023년이 될 것으로 보인다. 솔루션이 실행 가능하다고 판단될 경우, 인디애나 고속도로에서 실제 제품 구현이 약 3~4년 내에 이루어질 수 있다.

이 프로젝트는 지속가능한 교통의 전기화를 가속화하기 위한 국립과학재단 연구개발 이니셔티브 ASPIRE(Powered Infrastructure for Roadway Electrication) 프로젝트의 일부다. 페카렉 교수는 컨소시엄 구성으로 기술과 정보를 공유하고 발전시킬 것이라고 말했다.

퍼듀와 INDOT는 특히 이 새로운 기술이 아직 상용화되지 않은 혁신 솔루션이라는 점을 감안해 전 세계로의 확산을 위해 모든 과정과 연구결과를 문서화해 공개할 방침이다.

스캇 매닝 INDOT 사무차장은 "파트너들이 모든 연구 결과를 공개하고 다른 사람들과 공유하는 것이 목적"이라며 "이 분야에 종사하는 누구라도 자체 연구나 제품 개발 정보 데이터를 활용할 수 있을 것"이라고 말했다.

INDOT는 트럭을 중심으로 한 물류의 전기차 전환을 지원하기 위해 상용트럭 교통량이 많은 지역에 기술을 적용하는 방안을 검토하고 있다. 아직 시험 운행될 실제 도로 구간을 확정하지 않았다. 매닝은 "마지막 단계에서 이 기술이 일상적으로 어떻게 작동할지 그리고 대규모로 실행할 수 있을지가 판가름날 것“이라고 말했다.

파트너들은 인디애나 기후의 다양한 조건 하에서 자기를 이용해 충전하는 도로의 강도, 내구성 및 기능을 테스트하게 된다. 엔지니어들은 따뜻한 지역이 추운 기후보다 기술 적용이 수월하고 성공 가능성이 높을 것으로 보기 있다. 추운 지역의 경우 지반 침하나 포트폴 등의 가능성이 높다. 특히 겨울이 혹독한 지역에서는 더욱 그렇다. 충전을 위한 자성 도로와 관련된 전기 부품 등이 통합되면 유지관리가 더 복잡하고 비용이 많이 들 수 있다.

난관은 많다. 콘크리트 파손이나 우천 시 시스템에의 물 유입 가능성, 차량 수신기와 송신기 사이의 거리 변화에 따른 돌발 상황 등 다양하다. 페카렉 교수는 "물이 시스템에 유입될 경우, 도로의 차량 수신기와 송신기 사이의 거리를 변화시킬 경우 어떤 일이 발생하는지를 살피고 온도 변화에 견딜 수 있도록 설계되어야 한다“고 설명했다. 도로를 수리할 때 시스템을 손상시키지 않는 것도 큰 과제다. 무선 전파는 시스템이 조금만 흐트러져도 성능에 큰 영향을 받는다.

동적인 무선 충전 시스템 R&D 및 시범 프로젝트는 독일, 이탈리아, 텔아비브 등 해외 여러 곳에서 진행되고 있다. 뉴질랜드 오클랜드 대학교와 코넬 대학교를 포함한 고등 교육 기관들도 이 기술을 발전시킨 연구를 계속 발표하고 있다. 그러나 실제 공공도로에서의 이행은 여전히 큰 장애물이다.

페카렉 교수는 대부분의 연구가 동적 충전 기능을 완벽하게 하는 데 초점이 맞춰져 있지만 향후 연구는 지표면 얼음을 녹이기 위해 도로의 전기를 이용할 수 있는 문제들을 다룰 수 있을 것이라고 말했다.

전기화된 도로 감독, 관리 및 자금 지원을 누가 책임질 것인지에 대한 자세한 내용은 아직 작성 중이다. 예를 들어, 유틸리티 기업이 장기적인 도로 전기화를 보장하기 위해 프로젝트에 참여하게 될 것이며, 다른 파트너와 함께 소비 전력에 대한 비용을 지불하는 방법도 모색해야 한다.