전기차 무선 충전은 본질적으로 안전한 자기장을 사용한다
오늘날 사용되는 무선 전력 전송(WPT)의 가장 일반적인 방법은 저주파에서 고주파(30kHz에서 30MHz)의 가변 자기장을 이용한다. 이를 '유도 WPT' 또는 '자기장 WPT'라고도 한다. 무선 충전기는 우리 주변에 존재하는 무선 주파수보다 훨씬 낮은 상태로 작동한다. 고 에너지(이온화) 방사선과 달리 전자기 스펙트럼의 비 이온화 부분에 있는 전기장과 자기장(EMF)은 DNA나 세포를 직접적으로 손상시키지 않는다.
무선 EV 충전에 사용되는 주파수에서 자기장은 공기, 물, 얼음, 콘크리트, 나무, 플라스틱 및 기타 일반적인 비금속 물질에 투과되지 않는다. 이러한 자기장들은 어떠한 상호작용이나 어떠한 해도 끼치지 않고 대부분의 물체와 인체를 통과한다. 이는 또한 접촉 기반 또는 유선 충전으로 가능한 한계보다 더욱 안전하고 견고한 밀폐 설계를 허용한다. 또한 무선 시스템은 감전 및 돌발 사고를 최소화한다. IDTechEx의 최신 보고서에는 무선 EV 충전 시스템에 대한 표준과 안전 기능에 대한 자세한 내용이 포함되어 있다.
능동 차폐 방법론
차폐는 무선 전기 충전기의 안전한 작동을 위해 중요하다. 차폐 없이는 다음과 같은 문제가 발생할 수 있다: 자기장이 EV 또는 다른 물체와 간섭하고, 배터리 가열을 유발하며, 금속 부품에서 전류를 순환시킬 수 있다. 저주파 또는 중 주파 자기 소스에 대한 차폐에는 두 가지 기본적인 방법이 있는데, 여기에는 자속 방향성을 제공하기 위한 페라이트 금속 사용과 필드 누출을 최소화하기 위한 알루미늄 플레이트가 포함된다. IDTechEx 리서치가 업계의 다양한 업체들을 인터뷰한 결과, 실드는 주로 송신기 패드 아래와 수신기 패드 위에 추가되는 것으로 나타났다. 이 보고서는 EMF를 방사하는 대신, 플레이어들이 자기장을 재활용하고 그것을 패드 안에 포함시키고 있다는 것을 발견했는데, 이는 공명적이고, 고도로 결합되고, 모양을 갖추었기 때문이다.
이물질 감지(FOD)
무선 EV 충전기의 안전성은 이물질 감지(FOD) 및 생활 물체 보호(LOP) 시스템을 사용하여 더욱 향상된다. 이 시스템은 송신 패드와 수신 패드 사이의 금속 물체를 식별하며 전력 전달을 일시 중단할 수 있다. 이것은 금속 물품일 경우 중요한데, 종이 클립이나 동전과 같은 작은 물체도 가열되어 화상 위험을 초래할 수 있다. FOD는 다양한 방법으로 달성될 수 있다. 예를 들어 패드의 용량 성 센서를 사용하여 코일의 성능을 모니터링 할 수 있다. 패드의 금속 물체는 정전용량을 변경하여 그 존재를 감지할 수 있다. 그러나 그것이 차고의 패드 위에 있는 동물과 같은 유기적인 물체를 항상 감지하는 것은 아니다. 적외선 LED와 포토다이오드(photodiode) 검출기를 이용한 플레이트 가장자리 주변 광학 센서나 라이다(Lidar)를 이용해 패드의 금속과 유기 물체를 모두 감지하고 장애물이 감지되면 충전 과정을 끌 수 있다.
IDTechEx 연구는 플레이어가 개발 프로세스의 초기 단계부터 상호 운용성, 전자기 호환성(EMC), 안전성을 염두에 두는 것이 중요하다고 판단했다. 제품이 규정을 준수하고 제품 재설계 및 테스트 시간과 비용을 최소화하기 위해서는 요구사항과 표준을 파악하는 것이 필수적이다. 보고서 "전기차 무선 충전 시장 2023-2033: '기술, 플레이어 및 예측'은 향후 발전 전망과 함께 산업 연구개발 현황에 대한 통찰력을 제공한다.