자석기어

[KERI TV]전기선박부터 플라잉카까지! 미래 전기모빌리티를 소개합니다

첨단 산업의 발달로 전기 에너지 응용 연구가 활발해지는 가운데, 전기선박의 성능을 검증하는 육상시험소(LBTS)가 주목받고 있습니다. 전기선박은 추진 시스템이 선박 하부에 위치해 고장 시 정비가 매우 어렵기 때문에 탑재 전 철저한 성능 검증이 필수적입니다. 세계에서 세 번째로 구축된 이 육상시험소(LBTS)는 실제 선박에 설치되는 모든 장비를 동일하게 배치하여 사전 검증을 수행합니다. 이를 통해 실제 건조 과정에서의 시행착오를 줄이고 선박의 신뢰성을 획기적으로 높일 수 있는 기술적 기반이 마련되었습니다. 물이 없는 육상에서 선박 시험이 가능한 비결은 고도화된 수치 해석과 프로그래밍 기술에 있습니다. 유체 해석 결과를 바탕으로 선박의 동특성을 정밀하게 모사하여, 실제 바다에서 프로펠러가 받는 저항과 영향을 모터에 그대로 가하는 방식입니다. 이러한 검증 과정을 통해 탄생한 국산 잠수함 도산안창호함은 건조 기간을 단축하고 비용을 절감하는 가시적인 성과를 거두었습니다. 이제 이 기술은 군수 분야를 넘어 민수 산업으로 확대되며 선박 건조 분야에서 전 세계적인 기술 경쟁력을 확보해 나가고 있습니다. 선박의 추진 효율을 극대화하기 위한 연구도 성과를 내고 있습니다. 기존의 상반회전 추진기는 두 개의 프로펠러를 서로 반대 방향으로 돌리기 위해 복잡한 기계식 기어를 사용해 왔습니다. 한국전기연구원(KERI)은 이를 대체할 혁신적인 자석 기어 기술을 제안하며 기계적 마찰을 없애는 데 성공했습니다. 이는 기계식 시스템의 한계를 극복한 사례로, 선박 설계의 패러다임을 바꿀 수 있는 중요한 기술적 진보로 평가받고 있습니다. 특히 비접촉 방식으로 동력을 전달하기에 유지보수 측면에서도 매우 유리한 혁신적인 기술입니다. 육상과 해상을 넘어 하늘을 나는 도심 항공 모빌리티(UAM) 분야에서도 전기 모터 기술의 혁신은 계속됩니다. 드론이나 플라잉카의 핵심인 전기 동력 추진 모터는 무엇보다 비행 안전성이 중요합니다. 연구팀은 3상 전동기 두 개를 결합한 6상 시스템을 구현하여, 비행 중 일부 회로에 고장이 발생하더라도 남은 전력으로 프로펠러를 구동해 안전하게 착륙할 수 있는 기술을 확보했습니다. 이는 전기 에너지를 활용한 미래 이동 수단의 신뢰성을 한 단계 끌어올리는 중요한 전환점이 될 것입니다. 미래의 모빌리티 생태계는 모터와 제어기뿐만 아니라 충전과 환승을 담당하는 인프라까지 포함합니다. 연구기관은 항공기와 지상 모빌리티 사이의 원활한 이동을 돕는 모바일 스테이션을 연구하며 통합적인 전동화 시스템을 구축하고 있습니다. 4차 산업혁명의 핵심 동력인 전기화(Electrification) 기술은 단순히 편리함을 넘어 국가 경쟁력을 결정짓는 척도가 될 것입니다. 전기가 일상이 된 시대를 선도하며 국민의 삶의 질을 향상하기 위한 연구원들의 노력은 대한민국을 진정한 전기 강국으로 이끄는 든든한 밑거름이 되고 있습니다.