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2011/09/07 04:28
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Ricardo사의 장치 분야에 관련된 9가지 특허영역 과제인 키너지 시스템(Kinergy)은, 분당 60,000회까지 회전속도에서 밀폐된 진공 챔버 내에서 작동되는 고속의 탄소섬유 플라이휠에 기반을 두고 있다. 현재의 플라이휠이 회전하는 속도에서 작동되는 구동 샤프트를 통해 에너지가 들어오고 나가는 방식과는 달리, 키너지 시스템(Kinergy)은 마그네틱 기어링 및 커플링시스템을 이용하여 봉쇄벽(containment wall)을 통하여 직접 토크를 전송한다. 이러한 고속 플라이휠 기술에 대한 새로운 접근을 통해, 장치 유닛에 수명주기 동안 밀폐가 가능한 전망을 제공하고, 그리하여 고속 시일과 진공 펌프의 필요성을 제공하여 비용과 유지보수 필요사항들을 감소시킨다.
이 시스템 적용의 결과로 발생하는 무게와 공간의 절감 가능성은 경쟁력있는 패키징 가능성을 제공하며, 높은 기어비를 결합시키는 효율적인 마그네틱 커플링 능력은 토크의 입출력을 기존의 직접-구동 고속 플라이휠 설계법에서의 경우보다 상당한 수준으로 관리가능토록 한다고 Ricardo사는 밝혔다.
이번의 최초의 키너지 시스템(Kinergy) 프로토타입은, 플라이버스(Flybus) 고속 플라이휠 기계적 하이브리드 파워트레인(powertrain, 동력발생 및 전달장치) 시험용 차량의 핵심이 될 유닛을 제작하기 위해 시도된 신속 엔지니어링 개발 프로세스에서 나온 것이다. 제작과 조립과정 사이에 플라이휠의 회전자를 정밀하게 밸런싱하는 작업이 뒤따르면서, 이 유닛은 개발용 시험을 위해 특별하게 제작된 다이나모미터(dynamometer, 동력계)에 설치되었다.
연속적인 시험이 증가하는 속도에서 수행되었고 성능과 효율성에 대한 엔지니어링 시뮬레이션 결과와 비교되었다. 이 개발의 주요한 추진동력은 커플링에서의 자기적 손실의 제거였으며 이 기술의 성공에 절대적으로 중요한 돌파구가 되었다.
플라이버스(Flybus)에 사용된 960kJ-등급의 키너지 시스템(Kinergy)은 Ricardo사에 의해 [KinerStor] 프로젝트의 일환으로 개발되어 왔다. 이 [KinerStor] 프로젝트에는 2011년 말을 완료로 계획된 장기간의 개발 프로세스가 포함되어 있다. 이 연구작업은 키너지 시스템(Kinergy)에 대한 더욱 최적화와 개선된 연속가변 변속장치(continuously variable transmission) 및 자동차 축전지의 재충전을 위한 전기적 파워 도약장치와의 우선적인 통합에 초점을 맞추고 있다.
또한, 연구검토 중인 과제로는 더욱 우수한 제조능력과 효율성을 위한 마그네틱 기어박스의 설계 개선과 저손실 마그네틱 베어링과 경량의 봉쇄시스템을 포함한 개선된 부품 콘셉트이다. 플라이버스(Flybus) 프로젝트에 적용된 프로토타입 키너지 시스템(Kinergy)은, 2011년 9월 7일부터 8일까지 영국 로킹햄에서 개최되는 Cenex LCV2011의 Ricardo사 및 Torotrak사 부스에서 전시될 예정이다.
오늘 발표된 효율성 개선작업은 매우 촉망받는 Ricardo사 특허의 에너지 저장기술 개발에서 중요한 이정표이다. 이 차세대 비용효율적 고에너지 밀도의 플라이휠 시스템 기술은 묵묵히 앞으로 전진하고 있으며, 승용차에서부터 고속철도 차량까지 모든 차량 형식에서 저탄소 파워트레인(powertrain, 동력발생 및 전달장치) 장치의 효과적인 기계적 하이브리드화에 대한 전망을 제공해 주고 있다.
? 영국 Ricardo사의 연구 및 협력분야 프로젝트 책임자인 Nick Owen씨
Flybus와 KinerStor
현재, Ricardo사는 자사의 키너지(Kinergy) 고속 플라이휠 기술을 개발하고 정밀하게 가공함으로써 두 가지 연구분야에서 협력을 진행하고 있다. 이 프로젝트 각각은 영국정부 지원의 기술전략위원회(Technology Strategy Board)의 투자와 개별적 연구 파트너들의 자원 밸런싱을 통해 지원되고 있다.
이 협력 연구의 첫 번째 결과물인 [Flybus]는, Optare Solo사의 영업용 버스에 기반을 둔 시험용 차량에 Ricardo사가 개발한 키너지(Kinergy) 플라이휠 에너지 저장장치를 Torotrak사 특허의 연속가변 변속장치(CVT, Continuously Variable Transmission)에 통합시키는 것이다. [Flybus] 프로젝트는 Torotrak사가 이끌고 있으며 Allison Transmission사의 지원과 함께 Optare사와 Ricardo사가 파트너로 참여하고 있다.
Ricardo사가 이끌고 있는 [KinerStor] 프로젝트는, CTG사, JCB사, Land Rover사, SKF사, Torotrak사 및 Williams Hybrid Power사가 포함된 컨소시엄으로 구성되어 있다. 이 프로젝트의 목적은, 30%의 연료 절감율(상응한 이산화탄소 배출량 감소 포함)을 1,600 미국달러 이하의 비용에서 하이브리드 시스템 적용이 가능하도록 [Kinergy] 시스템과 경쟁자의 시스템을 포함한 모든 곳에 고속 플라이휠 기술 사용의 가능성을 실증화하는 것이다. 그리하여, 가격에 민감한 자동차 장치분야에서 하이브리드 자동차가 시장의 주류가 되도록 만드는 것이다.
키워드 : 키너지 시스템, 마그네틱 기어링, 커플링시스템, 플라이버스
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