인천대학교 동북아물류대학원 송상화 교수와 고려대학교 산업경영공학과 정태수 교수는 전기 배터리 기반 버스의 배터리 교체에 관련된 네트워크 설계에 관한 논문을 SCI급 저널인 Sustainability에 2020년 1월 발표하였다.
논문 초록: With the growing interest and popularity of electric vehicles (EVs), the electrification ofbuses has been progressing recently. To achieve the seamless operation of electric buses (e-Buses) forpublic transportation, some bus stations should play the role of battery swapping station due to thelimited travel range of e-Buses. In this study, we consider the problem of locating battery swappingstations for e-Buses on a passenger bus traffic network. For this purpose, we propose three integerprogramming models (set-covering-based model, flow-based model and path-based model) to modelthe problem of minimizing the number of stations needed. The models are applied and tested on thecurrent bus routes in the Seoul metropolitan area of South Korea.
최근 전기 자동차 (EV)에 대한 관심과 인기가 높아짐에 따라 대중교통 시스템의 전기화가 진행되고 있습니다. 전기 자동차의 경우 대용량 배터리를 장착하고 운영되며, 충전이 필요할 경우 충전 스테이션을 찾아 충전하는 과정이 필요합니다. 이에 따라 최대한 빠른 시간 안에 배터리를 충전하는 시스템 개발 경쟁이 치열합니다.
기존 배터리 충전 방식은 충전 시간 문제와 대용량 배터리 활용에 따른 비용 문제로 상용화에 걸림돌이 되고 있습니다. 이에 따라 다양한 방식의 전기 자동차 시스템 중 대중 교통을 위한 전기 버스 (e-Buse)의 경우 높은 배터리 가격 및 충전 시간을 고려할 때 소형 배터리를 장착하여 비용을 낮추고, 필요시 배터리 교체 시스템이 장착된 버스 정류장에서 배터리를 빠른 시간에 교환하는 아이디어가 제시되고 있습니다.
이 연구에서는 대중교통 버스 네트워크에서 e-Buse에 대한 배터리 교체 스테이션을 찾는 문제를 고려하며, 필요한 스테이션 수를 최소화하는 문제를 모델링하기 위해 다양한 최적화 모델을 제시하고, 이를 활용하여 서울 버스 노선 데이터를 활용하여 배터리 교체형 전기 버스 시스템의 특성에 대해 살펴보았습니다.
최적화 모델을 적용하여 네트워크 설계가 진행되었으며, 실제 서울 버스 네트워크 데이터를 활용하여 배터리 특성에 따른 네트워크 운영 특성을 분석하였습니다.
논문은 아래 링크에서 다운로드가 가능합니다.
(PDF) Locating Battery Swapping Stations for a Smart e-Bus System. Available from: https://www.researchgate.net/publication/339073872_Locating_Battery_Swapping_Stations_for_a_Smart_e-Bus_System [accessed Feb 14 2020].