차량 주행 간 진동에너지를 이용한 에너지하베스팅 시스템

문서 내 토픽

1. 에너지 하베스팅

본 연구에서는 자동차가 노면을 주행 시 발생되는 진동에너지를 수집하여 전기에너지로 변환시키는 '에너지하베스팅 시스템'의 가능성을 확인하였다. 압전소자를 이용하여 진동에너지를 전기에너지로 변환하고 저장할 수 있는 회로와 진동수 조절이 가능한 가진기를 제작하여 압전소자에 가해지는 진동에너지를 조절하는 실험을 진행했다. 이를 통해 진동수와 전력생성량간의 상관관계를 확인하였다.
2. 차량 진동 에너지

차량 주행 시 발생하는 진동에너지를 전기에너지로 변환하고, 변환된 전기에너지를 차량 내부배터리 충전이나 차량 탑승 중에 휴대폰충전을 하는 것과 같이 실용적인 측면으로의 적용 가능성을 확인하는 것이 본 연구의 목적이다.
3. 압전 소자

압전소자를 이용하여 진동에너지를 전기에너지로 변환하고 저장할 수 있는 회로를 제작하였다. 압전소자에 가해지는 진동에너지를 조절하기 위해 Arduino와 모터드라이버를 활용하여 가진기를 제작하였다.
4. 차량 현가장치

차량 주행 시 진동에너지가 가장 많이 발생하는 부분은 차량 wheel 부근인 현가장치임을 검증하였다. 구조해석을 통해 쇼크 업소버와 스프링 하단에서 가장 큰 응력이 발생하는 것을 확인하였고, 압전회로를 현가장치 내부의 쇼크 업소버와 코일 스프링 하단부에 장착하는 것이 효율적일 것으로 결론 내렸다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. 에너지 하베스팅

에너지 하베스팅은 주변 환경에서 버려지는 에너지를 수집하여 전기 에너지로 변환하는 기술입니다. 이는 화석 연료 사용을 줄이고 친환경적인 에너지 생산을 가능하게 합니다. 다양한 에너지 하베스팅 기술이 개발되고 있으며, 이 중 압전 소자를 이용한 기술이 주목받고 있습니다. 압전 소자는 기계적 변형에 의해 전기를 발생시키는 특성을 가지고 있어, 차량 진동이나 보행 등의 움직임을 이용하여 전기를 생산할 수 있습니다. 이를 통해 배터리 수명을 늘리거나 전기 자동차의 주행거리를 향상시킬 수 있습니다. 또한 센서나 전자 기기의 전원으로 활용할 수 있어 다양한 분야에 적용될 수 있습니다. 앞으로 에너지 하베스팅 기술의 효율성과 실용성이 더욱 향상될 것으로 기대됩니다.
2. 차량 진동 에너지

차량 진동 에너지는 주행 중 발생하는 차량의 진동을 이용하여 전기 에너지를 생산하는 기술입니다. 이는 에너지 하베스팅의 한 분야로, 차량의 움직임을 활용하여 전력을 생산할 수 있다는 점에서 주목받고 있습니다. 차량 진동 에너지 하베스팅 기술은 주로 압전 소자를 이용하여 구현됩니다. 압전 소자는 기계적 변형에 의해 전기를 발생시키는 특성을 가지고 있어, 차량의 진동을 전기 에너지로 변환할 수 있습니다. 이를 통해 차량의 배터리 수명을 연장하거나 전기 자동차의 주행거리를 향상시킬 수 있습니다. 또한 차량 내부의 센서나 전자 기기의 전원으로 활용할 수 있어 다양한 응용 분야가 기대됩니다. 향후 차량 진동 에너지 하베스팅 기술의 효율성과 실용성이 더욱 향상될 것으로 예상됩니다.
3. 압전 소자

압전 소자는 기계적 변형에 의해 전기를 발생시키는 특성을 가진 물질입니다. 이러한 압전 효과를 이용하여 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 대표적인 예로 에너지 하베스팅 분야에서 압전 소자는 주변 환경의 진동이나 움직임을 전기 에너지로 변환할 수 있어 주목받고 있습니다. 차량 진동 에너지 하베스팅, 보행 에너지 하베스팅 등이 대표적인 사례입니다. 또한 압전 소자는 초음파 센서, 압력 센서, 엑츄에이터 등 다양한 응용 분야에서 활용되고 있습니다. 최근에는 압전 소자의 효율성과 내구성을 높이기 위한 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 향후 압전 소자 기술의 발전으로 에너지 하베스팅, 센서, 액추에이터 등 다양한 분야에서 활용도가 더욱 높아질 것으로 기대됩니다.
4. 차량 현가장치

차량 현가장치는 차량의 주행 안정성과 승차감을 향상시키는 중요한 부품입니다. 현가장치는 노면의 충격을 흡수하고 차체의 움직임을 제어하는 역할을 합니다. 최근 차량 현가장치 기술은 지속적으로 발전하고 있습니다. 전자식 현가장치, 능동형 현가장치 등 다양한 기술이 개발되어 차량의 주행 성능과 승차감을 크게 향상시키고 있습니다. 또한 차량 진동 에너지 하베스팅 기술과 연계하여 현가장치의 움직임을 이용해 전기 에너지를 생산하는 연구도 진행되고 있습니다. 이를 통해 차량의 연비 향상과 배터리 수명 연장 등의 효과를 기대할 수 있습니다. 향후 차량 현가장치 기술은 주행 안전성과 승차감 향상, 에너지 효율성 제고 등 다양한 측면에서 지속적으로 발전할 것으로 전망됩니다.