초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
○ 청정 제주를 위한 다목적 관제시스템이 포함된 냉장 전기차량 제작 및 제주도 전 지역 신선물류 배송체계 구축 기술 개발
- 핵심목표 1
· 신선물류 배송 관제시스템을 포함하는 냉장 전기차량 설계·개발 및 제주도 내 물류 기업을 통한 실증
- 핵심목표 2
· 냉장 전기차량의 상태 모니터링 분석 및 에너지 소모량을 고려한 배송 경로 최적화 시스템 개발 및 적용
- 핵심목표 3
· 배터리 상태를 고려한 냉장 전기차량의 종합 에너지 소모량 계산 방법 개발

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
○ 청정 제주를 위한 다목적 관제시스템이 포함된 냉장 전기차량 제작 및 제주도 전 지역 신선물류 배송체계 구축 기술 개발
- 핵심목표 1
· 신선물류 배송 관제시스템을 포함하는 냉장 전기차량 설계·개발 및 제주도 내 물류 기업을 통한 실증
- 핵심목표 2
· 냉장 전기차량의 상태 모니터링 분석 및 에너지 소모량을 고려한 배송 경로 최적화 시스템 개발 및 적용
- 핵심목표 3
· 배터리 상태를 고려한 냉장 전기차량의 종합 에너지 소모량 계산 방법 개발과 실험적 검증을 통한 실증 적용
- 핵심목표 4
· 냉장 전기차량 내 식품 신선도 유지 및 개선 시스템 개발 및 적용

◼ 전체 내용
○ 본 과업을 통해 도출된 다목적 관제시스템을 포함한 냉장 전기차량 및 신선물류 배송체계 구축 기술을, 연구개발성과의 수요처인 제주도 내 물류기업 ㈜제주박스 및 ㈜제이비엘을 통해 B2C 서비스로 실증 및 실용화
○ 연구개발기관별 연구 추진내용
- 주관연구기관 – EMG: 관제시스템이 탑재된 냉장 전기차량 제작 및 실증
[1] 냉장 전기차량 사양 검토 및 프로토콜에 대한 정의 선행
[2] 차량 데이터 수집 기능을 보유한 차량 단말기 선정 및 커스터마이징 설계
[3] 데이터 통신, CAN 통신, UART 등 타 장치 연동 인터페이스 보유 단말기 선정
[4] 차량 배터리를 이용하기 위한 냉장 시스템 차량 탑재를 설계
[5] 운전자 모니터링 시스템 설계
[6] 각 시스템 장치간 데이터 연동을 위한 프로토콜 설계/정의 및 SW 설계
[7] 차량 제작·고도화 및 지역 내 실증
- 공동연구기관 – 한국과학기술원: 배송정보 기반 경로 최적화 시스템 개발
[1] 차량 상태 모니터링 시스템 개발
[2] 배송 최적화를 위한 루프 기반 경로 표현 방법 개발
[3] 루프 기반 경로 표현법을 이용한 차량 경로 최적화 수식 정립
[4] 배송 최적화 시스템 유효성 검증
[5] 실용화를 위한 배송 경로 최적화 시스템의 고도화
- 공동연구기관 – 호서대학교: 냉장 전기차 에너지 소모량 계산 방법 개발
[1] 배터리 팩의 가용 에너지를 판단할 수 있는 알고리즘 개발
[2] 냉장 전기차의 주요 에너지 소모 구성 요소를 고려한 전체 에너지 흐름 정의
[3] 필요 주행거리 및 소요시간에 따른 냉장 전기차의 에너지 계산 모델 개발
[4] 소요 에너지를 복합적으로 고려할 수 있는 냉장 전기차용 에너지 소모량 계산 모델 개발
[5] 실제 냉장 전기차 탑재 및 모의 주행 실험을 통해 실험적 모델 검증
- 공동연구기관 – 제주대학교: 냉장전기차 내 식품 신선도 유지 및 개선 시스템 개발
[1] 화물운송 권장온도 및 시간에 따른 품질변화 관찰
[2] 실험실 규모 실험을 통한 신선냉장식품 2종의 품질변화 관찰
[3] 실제 냉장 전기차량을 통한 신선냉장제품 2종 품질변화 분석
[4] 이화학적/미생물학적/관능적 특성 분석을 통해 식품규격 부합 여부 분석
[5] 냉장 전기차량 운영패턴 기반의 신선제품 품질 유지에 적합한 유통 방법론 개발

◼ 1년차
❏ 목표
○ 냉장 전기차량 및 관제시스템 설계
○ 차량 상태 모니터링 및 배송 최적화 시스템 개발
○ 냉장 전기차 배터리 팩의 가용 에너지 판단 알고리즘 및 필요 에너지 산출용 수학적 모델 개발
○ 실험실 규모 실험을 통한 신선냉장식품 2종의 품질변화 관찰
❏ 내용
- 주관연구개발기관(EMG)
· 서버 연동 기능을 탑재한 냉장 전기차량 설계
· 신선 물류 배송, 차량 관리, 안전 운행을 위한 냉장 전기차량 관제시스템 설계
- 공동연구개발기관(한국과학기술원)
· 친환경 전기 냉장 차량의 신선 물류 배송을 위한 차량 상태 모니터링 및 분석
· 배송정보 최적화 시스템을 위한 루프 기반의 경로표현 방법 개발
· 루프 기반 경로표현 방법을 이용한 차량 경로 최적화 수식 정립
- 공동연구개발기관(호서대학교)
· 냉장 전기차의 가용 에너지를 판단하기 위하여 탑재된 배터리 팩의 충전/방전 전류와 전압 정보를 활용하여 냉장 전기차의 주행 가능 거리를 판단할 수 있는 알고리즘 개발
· 배터리 상태·필요 주행 거리·신선식품 유지에 필요한 에너지·소요 시간을 종합적으로 고려하는 냉장 전기차용 에너지 소모량 계산 모델 개발
- 공동연구개발기관(제주대학교)
· 냉장 전기 차량운행 시 발생하는 시간-온도 이력에 따른 신선 냉장식품 2종의 품질변화를 실험실 규모 실험을 통한 관찰 및 분석을 통해 최적 품질 유지 온도 확립: 차량 내 식품 신선도 유지 시스템 설계

◼ 2년차
❏ 목표
○ 냉장 전기차 및 관제시스템 제작
○ 차량 상태 모니터링 및 배송 최적화 시스템 고도화
○ 냉장 전기차의 종합 에너지 소모량 계산 방법 개발 및 실험적 검증
○ 냉장 전기차량을 이용한 신선제품 품질 개선 방법론 개발
❏ 내용
- 주관연구개발기관(EMG)
· 서버 연동 기능을 탑재한 냉장 전기차량 제작
· 신선 물류 배송, 차량 관리, 안전 운행을 위한 냉장 전기차량 관제시스템 개발
· 냉장 전기차량 및 관제시스템의 수요기업 물류 배송을 통한 실증
- 공동연구개발기관(한국과학기술원)
· 배송 최적화 시스템의 유효성 검증
· 배송 최적화 시스템의 고도화 및 실용화 방안 구축
- 공동연구개발기관(호서대학교)
· 개발된 에너지 소모량 계산 수치를 실제 냉장 전기차에 적용하여 차대동력계 등을 활용한 모의 주행 실험을 통해 검증
· 다양한 냉장 조건과 주행 패턴을 활용하여 냉장 전기차의 통합 에너지 소모량 계산의 튜닝 파라미터를 실험적 데이터를 기반으로 개선 및 고도화
- 공동연구개발기관(제주대학교)
· 신선제품의 품질유지을 위한 최적온도를 반영한 실제 냉장 전기차량을 이용하여 신선냉장제품 2종의 품질변화를 관찰
· 냉장 전기 차량 사이즈 및 운영 패턴에 따른 시간-온도 이력을 고려한 각 신선식품 품질유지에 적합한 유통조건(포장법, 적재법) 확립

□ 연구개발성과
○ 서버 연동 기능을 탑재한 냉장 전기차량 설계 및 제작
- 과제 목표인 전기차 메인 배터리를 활용하여 주행 및 냉장 시스템을 가동하는 냉장 전기차량과 차량 관제를 위한 차량 내 시스템을 설계하고 사양에 맞는 중고 전기차를 개조하여 냉장 전기차량 4대를 제작함
○ 신선 물류 배송, 차량 관리, 안전 운행을 위한 냉장 전기차량 관제시스템 개발
- 냉장 전기차량 관제, 신선 물류 배송서비스 운영을 위한 배송 관제시스템을 개발하여 클라우드 운영환경을 구축하고 실증기간 동안 운영 및 고도화함
○ 냉장 전기차량 및 관제시스템의 수요기업의 물류 배송을 통한 실증
- 냉장 전기차량 및 관제시스템을 수요기업에 제공하여 신선물류 배송 실증을 통해 냉장 전기차량의 에너지 효율성 및 유지비 절감 효과 확인
○ 지역혁신기술개발사업의 지역 활동 수행
- 지역혁신협의체를 구성하고 운영, 주민 공청회(설명회) 주최를 통한 지역 활동을 수행하여 지역주민과 기관, 전문가 자문, 의견수렴, 주민만족도 조사 등을 수행
○ 루프 기반 경로 표현 방법을 이용한 차량 경로 최적화 수식 정립
- 루프 변수와 기준 경로를 새롭게 도입한 루프 기반 경로 표현 방법을 개발하여, 최단경로문제와 외판원문제에 대한 최적화 수식을 정립하고 최단경로문제와 외판원문제를 포함한 다양한 차량경로문제를 통해, 제안 방법이 최적경로를 산출할 수 있음을 확인함
○ 유효성 검증을 위한 실제 도로 네트워크 실증 수행
- 제주도 도로 네트워크을 모델링하고, 각 표준노드의 고도 데이터를 취득하여, 도로 경사도를 고려한 전기차 에너지소모량을 추정하여 최단경로 뿐만 아니라 최소 에너지소모량 경로를 산출하여 비교 분석함
○ 냉장 전기차의 종합적 에너지 소모량 계산 모델 개발
- 냉장 전기차의 시간, 거리에 따른 독립적인 에너지 소모량 계산 모델을 개발하여 1회 충전 시 배송 가능한 배송지를 최적으로 배정 가능해지게 하는 기반을 마련
○ 차대동력계를 활용한 에너지 소모량 계산 모델 파라미터 최적화
- 3종의 공인 주행 사이클과 1종의 특수 주행 사이클을 활용하여 다양한 조건에서 차량의 통계적 데이터를 확보하였음
- micro-trip 분석과 함께 차량의 거리-속도 함수 속도-전비 함수를 개발하여 에너지 소모량 모델의 정확도를 크게 향상 시켰음
○ 에너지 소모량 계산 모델 검증
- 개발된 에너지 소모량 계산 모델을 단순 산술평균 방법과 제안하는 함수화된 알고리즘의 정확도를 비교하여 단순 평균 데이터와 비교하여 약 80% 미만의 추정 오차를 갖고 있음을 확인하였음
○ 실험실 규모의 모의유통환경 확립
- 모의 유통환경 조성을 위한 냉장설비와 온도센서 등을 활용하여 실제 냉장 전기차량의 배송 환경과 최대한 유사하게 구현함. 도어개방 온도변화 조건 확립, 식품 포장법 확인을 통해 실제 차량환경과 최대한 유사하게 구현
○ 모의유통환경 및 실제 배송 차량을 통한 온도 변화 및 품질 변화 관찰
- 모의유통환경 조성 시 냉장고과 제품박스, 식품의 품온을 측정하였으며 냉장고 높이와 도어개방에 따른 온도변화를 확인함
- 실제 식품회사의 평균배송경로를 이용하여 신선식품의 품질변화를 관찰하였으며, 배송시간동안 위생적으로 안전함을 확인함
○ 지역균형발전 기여 및 상생효과
- 항목⑫ : 환경의 지속가능성 보전 효과

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
○ 경제·산업적 효과
- 제주도는 지역적 특성으로 인해 타 내륙지역에 비해 상대적으로 높은 물류비용이 형성되어 있으며 시스템 구축에 고비용이 드는 신선물류 시스템을 적용하기 어려움
- 본 연구에서는 기존 물류 체계 배송 수단인 내연기관 차량에서 전기 차량으로의 연료 전환을 통해 연료 비용을 크게 절감할 수 있음
- 본 연구는 화물 및 물류 배송 체계의 친환경 전환 요구 증대로 인한 지역 경제 부담을 완화하는데도 크게 기여할 수 있을 것으로 판단됨
○ 사회적 효과
- 육지 대비 지역 내 소규모 배송이 많아 물류단지 중심의 기존 물류 운영 방식과 차별적 운영 필요 → 소형 전기 냉장차량 개발을 통해 신선 물류 배송 용이
- 제주 지역 내 서비스가 어려웠던 신선물류의 활성화를 통해, 기존에 도서지역 특성으로 인해 제공되지 못했던 다양한 물류 관련 서비스(도내 물동량 증가를 통한 물류 차량 증차 등)의 품질 향상을 기대할 수 있음
- 운전자 모니터링 및 실시간 관제시스템을 통해 물류 배송용 화물차 관련 교통안전 문제에도 기여할 수 있음

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 요 약 문 ... 3
• 목차 ... 9
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 10
• 1) 연구개발과제의 최종 목표 ... 10
• 2) 연구개발과제의 연차별 목표 ... 12
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 17
• 1) 연구개발과제의 추진전략ㆍ방법 ... 17
• 2) 연구개발과제의 추진체계 ... 22
• 3) 연구개발과제 추진일정 ... 23
• 4) 연구개발과제 수행 내용 ... 24
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 102
• 1) 연구수행 결과 ... 102
• 2) 목표 달성 수준 ... 111
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 112
• 1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 ... 112
• 2) 자체 보완활동 ... 112
• 3) 연구개발 과정의 성실성 ... 113
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 113
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용계획 ... 114
• 1) 연구성과 총괄 ... 114
• 2) 연구개발성과의 향후 5년간(활용보고서 제출기간) 성과활용 목표·계획 ... 116
• 끝페이지 ... 117