초록 ▼

□ 최종목표
본 과제로 개발한 PAS 전기자전거를 출시하고 가격이 상대적으로 저렴한 보급형은 국내 및 저가 시장에 진출을 하고 고급형은 해외 고가시장을 목표로 하고 있으며, 에너지 절감을 위해 자동차를 대체 및 보조 할 수 있는 친환경적이고 효율적인 이동수단으로서의 기능과, 웰빙 및 레저 수단으로서의 충분한 기능을 갖추어 전기자전거 시장확대에 기여하고자 함.

□ 개발내용 및 결과
가. 20“, 24”, 26“ 시리즈 보급형 Pas 전기자전거 개발
1) Compact한 디자인의 배터리 내장형 E-bike

□ 최종목표
본 과제로 개발한 PAS 전기자전거를 출시하고 가격이 상대적으로 저렴한 보급형은 국내 및 저가 시장에 진출을 하고 고급형은 해외 고가시장을 목표로 하고 있으며, 에너지 절감을 위해 자동차를 대체 및 보조 할 수 있는 친환경적이고 효율적인 이동수단으로서의 기능과, 웰빙 및 레저 수단으로서의 충분한 기능을 갖추어 전기자전거 시장확대에 기여하고자 함.

□ 개발내용 및 결과
가. 20“, 24”, 26“ 시리즈 보급형 Pas 전기자전거 개발
1) Compact한 디자인의 배터리 내장형 E-bike 개발
2) 고강도 감속기 일체형 고효율 BLDC 모터 개발
3) 인공지능형 PAS 컨트롤러 개발
4) 마이크로 컨트롤러를 적용한 Smart BMS 배터리 개발
5) 통신을 통한 제어 시스템 적용한 종합 Display 개발

나. 26“ 고급형 PAS 전기자전거 개발
1) 인체공학적 지오메트리 구현
2) DD Type의 컨트롤러 및 센서 내장형 모터 개발
3) 인공지능형 파스방식 주행 모드 구현
4) 10kg 중후반 경량화 완성차 개발

다. 목표 성능 기준 달성 결과
1) 완성차 중량 20kg 이하 달성
2) 주행거리 100km 초과 달성
3) 프레임 강도 목표 달성
3) IP Grade 목표 달성
4) 모터 효율 초과 달성
5) 배터리 성능 목표 달성
6) 컨트롤러 및 디스플레이 성능 목표 달성

□ 기술개발 배경
PAS(Power Assist System)을 내재한 하이브리드 자전거는 일정한 구동력을 지원하는 전기자전거와 달리 탑승자의 구동력을 감지하여 다양한 운전환경에 따른 주행력을 모터의 전동력을 이용하여 보조하는 메커니즘으로써, 기능성 자전거 기술의 선두적 기술이다. 한편 탑승자의 페달력과 자전거의 속도를 감지하여 Assist해 주는 고가의 일본 모델은 배터리의 전력 소모를 줄이는 반면 운동의 효과도 기대할 수 있는 방식이나, 언덕이나 굴곡이 많은 국내 지형에서는 Assist력 부족으로 여성 및 노약자의 사용 등에서 극히 제한적일 수밖에 없다. 본 기술개발에서는 이러한 제품의 단점을 보완하고 E-bike 및 PAS의 장점을 동시에 갖춘 한국형 하이브리드 자전거용 핵심 구동모듈을 개발하는 것으로써,세부적으로는 하이브리드 자전거용 고출력 BLDC 모터 및 감속기, 그리고 다기능 제어를 목적으로 하는 Multi-PAS 기능을 탑재한 제어기를 국산화 기술개발을 목표로 한다.

최근 자전거 산업의 활발한 움직임, 특히 전동 구동 모듈을 탑재한 하이브리드나 전기자전거 시장의 확대에도 불구하고 축적된 관련 기술의 취약성과 개발 경험의 부족 등으로 인하여 능동적인 대응에 어려움이 존재하고 있다. 하이브리드 자전거는 정부의 녹색성장 및 친환경 정책과 유기적으로 부합되며, 저조한 국내 자전거 인구의 확충과 국내 자전거 산업 및 관련부품 시장의 활성화를 도모할 수 있을 것으로 판단된다.

□ 핵심개발 기술의 의의
본 기술은 하이브리드 자전거의 핵심 구동 부품인 박형/고효율 특성의 BLDC 모터와 고강도 정밀 유성감속기 및 탑승자의 주행력을 감지하여 최적의 Power assist를 제공하고, 필요에 따라 자가 충전을 할 수 있는 고 기능성 Controller 개발에 관한 것이다.기존 국내에 유통되고 있는 전동 자전거의 구동시스템은 크게 E-bike(중국)와 Pedal Assist(일본)의 형태로 구분할 수 있다. 자전거의 페달력과 관계없이 탑승자의 선택에 의하여 Power 전달을 결정하는 중국 제품 방식은 전력의 소모가 많아 사용 시간이 극히 제한적이며, 운동의 효과를 기대하기가 어려운 방식이다. 한편 일본의 제품은 페달의 토크와 모터의 토크 그리고 속도 센서 등을 이용한 고기능의 PAS를 구현하고 있다. 그러나 일본의 제품에도 본 기술개발에서 구현하고자 하는 것처럼, 인공지능형의 사용자 상태 및 지형에 기반한 특성을 일정하게 구현해 주는 방식은 채택 되어있지 않다. 각 제품별 단점을 보완하고 장점을 동시에 갖춘 인공지능형 PAS 제어기와 한국형 고출력 BLDC 모터 및 고강도 감속기, 그리고 다기능 Display를 목표로 하는 Multi-Display 및 Smart BMS를 장착한 고효율 배터리개발에 성공하였고, 이를 적용한 하이브리드 전기자전거 국산화의 발판을 마련하였다.

□ 적용 분야
가. 전기자전거 분야
나. 전동휠체어 분야
다. 전기스쿠터 분야
라. 전기자동차 분야
마. 기타 레저산업 분야

( 출처 : 초록 )

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 3기술개발사업 최종보고서 초록 ... 6기술개발사업 주요 연구성과 ... 18목차 ... 22제 1 장 서론 ... 23 제 1 절 과제의 개요 ... 23제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과(기술개발 내용 및 방법) ... 30 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 30 제 2 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 32 제 3 절 수행 결과의 보안 등급 ... 43 제 4 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리현황 ... 44제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 45 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 45 1. 연구개발 추진 일정 ... 45 2. 연구개발 추진 실적 ... 48 3. 기술개발 결과의 유형 및 무형 성과물 ... 49 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 63 1. 기술개발 추진 체계 ... 63 2. 1차 연도 추진 실적 ... 63 3. 2차 연도 추진 실적 ... 156 4. 3차 연도 추진 실적 ... 295 제 3 절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 444 제 4 절 고용 창출 효과 ... 447 제 5 절 자체보안관리진단표 ... 448부록 ... 449끝페이지 ... 522