초록 ▼

최종목표
○ 경량화를 통해 백팩형태로 휴대카 가능한 세계초소형 보급형 2휠 자세제어 밸런싱 스쿠터
- 공차중량: 15kg
- 최고출력 : 800 W(400W / wheel)
- 최고속도 : 20km/h
- 1회 충전 주행거리: 20km
- 등판각도 : 15˚
- 허용하중: 120kg
- 목표가격 : 200만원대 (300만원 이하)

개발내용 및 결과
○ 개발내용
- 공차중량 15kg 수준이하의 휴대가 가능한 세계초소형 수준의 밸런싱 스쿠터 하드웨어 플랫폼 설계/개발

최종목표
○ 경량화를 통해 백팩형태로 휴대카 가능한 세계초소형 보급형 2휠 자세제어 밸런싱 스쿠터
- 공차중량: 15kg
- 최고출력 : 800 W(400W / wheel)
- 최고속도 : 20km/h
- 1회 충전 주행거리: 20km
- 등판각도 : 15˚
- 허용하중: 120kg
- 목표가격 : 200만원대 (300만원 이하)

개발내용 및 결과
○ 개발내용
- 공차중량 15kg 수준이하의 휴대가 가능한 세계초소형 수준의 밸런싱 스쿠터 하드웨어 플랫폼 설계/개발
- 최고속도 20km/h 등판각도 15˚ 충족가능한 800W 출력이상의 모터 및 경량감속기가 결합된 모터구동부 개발
- 2휠 밸런싱 기술 구현을 위한 통합형 자이로센서(각속도센서 가속도센서, 방위센서 통합) 개발 및 제어 S/W 개발
- 사용자 편의성올 고려한 세계최초 배터리 교환방식 채택 및 교환식 Li-ion 배터리팩 개발
- 밸런싱 안정성 향상을 위한 제어 S/W 개발
○ 정량적 목표 대비 결과물
- (정량적 목표 15kg) 공차중량 13.4kg
- (정량적 목표 800W) 900W 모터구동부 개발
- (정량적 목표 20km/h) 최고속도 21km/h 달성
- (정량적 목표 20km) 1회충전 주행거리 20km 달성
- (정량적 목표 15˚) 등판각도 18˚달성
- (정량적 목표 120kg) 탑승허용하중 120kg 달성
- (EMC 시험성적) pass
- (정량적 목표 10,OOOkm) 내구평가 10,OOOkm 달성
- (정량적 목표 20cycle) 내환경평가 20cycle 달성

기술개발 배경
○ 2휠 자세제어 밸런싱 스쿠터의 편의성
- 1/100초 단위로 제품의 기울기값을 측정, 스스로 균형을 잡고 탑승자가 봄올 앞뒤로 기울이는껏 만으로 전/후진 및 이동속도를 제어하는 2휠 자세제어 밸런싱 스쿠터는 근거리이동수단의 혁명이라 불라며 전세계의 관심을 불러일으킴. 특히 바퀴가 각각 구동되어 제자리에서 360˚ 회전이 가능하고 기존 세로 휠 스쿠터보다 소형이라 실내외 모두에서 운행이 가능함.
○ 크기와 무게로 인한 휴대성 제한
- 세계유사제품의 경우 53kg, 국내제품의 경우도 35kg 수준의 무게와 크기로 인해 휴대가 불가능하며 타 교통수단과의 연계성이 매우 부족함. 특히 배터리 소진시 타 교통수단을 통해 운반의 애로가 많아 타 교통수단과의 연계가 필요한 근거리 이동수단으로써의 역할이 제한적임.
○ 높은 가격
- 세계최고수준제품의 경우 1300만원, 국내개발품의 경우 65만원 수준으로 일반인의 가격접근성이 매우 부족함. 2휠 밸런싱 기술 구현을 위한 부품의 부재 및 특수성에 기인하여 부품가격이 높아 생산단가 및 소비자가격이 높아질 수 밖에 없는 구조적 한계
○ 소형화 및 휴대성 확보
- 이에 부품의 Mems 화 및 기존양산부품의 커스터마이징 개발 구조적 단순화를 통해 생산단가를 낮춰 20만원대 가격경쟁력 확보
- 제품의 경량화를 통해 15kg 수준이하의 공차중량 실현 및 핸들구조를 접이식 구조로 개선하여 사용자가 백팩형태로 휴대가 가능하도록 소형화 필요
○ 교환식 배터리팩
- 기존 밸런싱 스쿠터의 경우 배터리 충전시간이 길고 방전시 운반에 애로가 많아 사용자 편의를 위한 교환식 배터리팩 적용 필요

핵심개발 기술의 의의
○ 통합 자이로센서 개발
- 2 휠 자세제어 밸런싱 구현을 위해 필수적인 자이로센서 외 기타 센서들이 많아 구조적으로 복잡하고 생산단가 상승을 얼으키며 적용가능한 국내 센서의 부재
- 그간 자체적으로 개발한 센서기술을 통해 자이로센서, 가속도 센서, 방위센서를 통합하여 핵심부품의 국산화 달성 및 생산단가 낮출수 있었음.
○ 양산형 부품을 커스터마이징 개발한 모터구동부
- 밸런싱 스쿠터 구현을 위해 필요한 소형고출력 모터구동부에 적용 가능한 모터의 부재
- 전기자전거 시장 확대로 소형고출력 모터 양산품들의 다양해져 커스터마이징 개발을 통해 적용가능한 부품의 개발 가능
- 커스터마이징 개발을 통해 개발비용을 줄이면서도 양산품 수준의 가격수준에서 부품구매가 가능해짐으로써 생산단가 낮출 수 있음.
○ 밸런싱 스쿠터 기술수준 향상
- 제품의 기술수준이 부족한 부분을 제품의 무게중심을 플랫폼 하부에 집중함으로써 하드웨어적으로 보완하던 기술수준에서 소형, 경량화 된 제품에서도 자세제어 밸런싱을 구현하는 기술적 수준향상
- 6000rpm, 750W 모터 두 개 와 24:1 감속기를 통해 구현했던 성능수준을 4000rpm 수준과 7:1 수준의 감속기 적용하면서도 유사 성능 수준 달성 및 주행안정성 확보함.
- 하드웨어의 소형경량화 수준 뿐 아니라 제어기술의 질적 향상으로 세계 초소형의 크기에서도 세계최고수준의 제어기술 확보

적용 분야
○ 2휠 자세제어 밸런싱 구현 핵심부품의 집적화, 소형경량화
- 기존 2휠 자세제어 밸런싱 기술 구현을 위한 부품은 구조가 복잡하고 수량이 많아 생산단가가 높으며 크기와 무게로 인한 휴대성 부족으로 근거리이동수단으로서 활용도가 제한적이었음.
- 본 개발사업의 의의는 2휠 자세제어 밸런싱 기술 구현을 위한 핵심부품의 집적화, 소형경량화에 있음.
○ 통합 자이로센서
- 2휠 자세제어 밸런싱 기술을 구현하기 위한 핵심부품인 각속도센서, 가속도센서, 방위센서를 일체화한 통합 자이록센서의 개발
- 연간 4조원 시장규모로 파악되는 드론 및 기타 이동수단 등에 적용가능하며 기존 자이로센서보다 높은 성능수준 및 낮은 가격으로 부품단위 판매를 통한 핵심부품의 사용화 가능
○ 교환식 배터리팩
- 전기자전거, 전동스쿠터 등 전기를 동력으로 활용하는 퍼스널모빌리티 시장에서는 배터리가 중요 부속으로 주목받고 있음.
- 자체개발한 BMS는 피크전류값이 일반 전기자전거용 보다 높으며 순간적인 고출력을 발휘할때도 배터리전원이 차단되지 않아 안정적인 사용이 가능함.
○ 2휠 자세제어 밸런싱 기술
- 현재까지는 입식방식의 퍼스널 모빌리티에 주로 적용되었던 2휠 자세제어 밸런싱 기술을 다양한 분야에 접목 할 수 있게됨
- 당사 기준 입식방식 뿐 아니라 공통된 플랫폼에서 핸들부 변경을 통해 좌식방식으로 탑승 가능한 제품으로 변경 가능
- 기존 로붓에서는 외부환경의 경우 구동성능이 부족하여 구동환경이 제한되었으나 해당 기술을 적용한 구동부를 장착하여 구동의 제한성올 극복하였음. 당사 제품의 경우 KBS 드라마 블러드에 제품 출연하였음.

(출처 : 기술개발사업 최종보고서 초록)