SWIMO
1. 개요
SWIMO는 하이브리드 추진 시스템, 회생 제동 시스템, 니켈 수소 축전지 등을 갖춘 철도 차량이다. 궤간은 1067mm 협궤이며, 좌석 28석, 전차선 전압은 직류 600V이다. 최고 속도는 40km/h이며, 가속도와 감속도는 각각 2.5km/h/s와 3.5km/h/s이다. 견인 전동기는 50kW 유도전동기 2대를 사용하며, 제어 장치는 IGBT-VVVF 인버터 2대, 추진용 전지는 대형 니켈 수소 축전지를 사용한다.
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일본의 노면전차 -
도쿄도 전차
도쿄도 전차는 1882년 마차 철도로 시작해 1903년 전기 철도로 전환, 1911년 도쿄시 전기국에 인수되어 시영 전차로 운영되었으나, 1960년대 이후 교통 변화와 재정 문제로 대부분 폐선되고 현재는 아라카와선(도쿄 사쿠라 트램)만이 유일하게 남아 그 역사를 이어가고 있다. -
일본의 노면전차 -
구마모토시 교통국
구마모토시 교통국은 구마모토시에서 노면 전차와 버스를 운영했던 공영 교통 기관으로, 기술 혁신을 이루었으며 버스 사업은 민간에 이관되었고 현재는 노면 전차를 운영하며 노선 연장 등이 논의되고 있다. -
궤도 교통 -
히로시마 전철
히로시마 전철은 1910년 히로시마 전기궤도로 설립되어 히로시마시에서 총 35.1km의 노면 전철 및 철도 노선을 운영하는 일본 최대 규모의 회사로, 원폭 투하 후 재건에 기여했으며 시설 현대화와 서비스 개선을 추진하고 버스, 부동산 사업도 전개한다. -
궤도 교통 -
궤도차
궤도차는 철도를 이용하여 여객 및 화물 수송, 궤도 유지보수, 안전 관리, 운영 지원, 군사 목적 등 다양한 목적으로 운행되는 차량의 총칭이다.
2. 개발 배경 및 역사
SWIMO는 가와사키 중공업이 개발한 니켈 수소 축전지인 "기가셀"을 사용하여, 전철화되지 않은 구간에서도 주행이 가능한 차량이다. 전철화 구간에서는 일반적인 전동차처럼 팬터그래프를 통해 전력을 공급받고, 비전철 구간에서는 "기가셀"의 전력을 사용한다. 또한, 회생 제동으로 발생하는 전력이나 전철 구간에서 얻은 전력의 일부를 충전에 활용할 수 있다. 5분간 충전하면 평지에서 시속 40km로 10km 주행할 수 있다.
2006년 8월 30일, 지쿠호 전기 철도 2000형 2103편성을 시험 차량으로 사용하여 기가셀 탑재 운전에 성공했다. 2007년에는 효고현하리마정의 하리마 공장에 전철 및 비전철 구간이 혼재된 시험 선로를 부설하고, 신조 3차체 연접차 "SWIMO-X" 시운전을 시작했다. 2007년 12월부터 2008년 3월까지는 삿포로 시영 전차에서 "SWIMO-X"와 철도총연의 시작차 LH02형 "Hi-tram" 비교 시험을 실시했으나, 영업 운전은 하지 않았다.
2010년 오카야마 전기 궤도가 SWIMO 도입을 검토하고 있다고 발표했다.
2.1. 개발 배경
SWIMO는 가와사키 중공업이 개발한 니켈 수소 축전지인 "기가셀"을 사용하여, 전철화되지 않은 구간에서도 주행이 가능한 차량이다. 전철화 구간에서는 일반적인 전동차처럼 팬터그래프를 통해 전력을 공급받고, 비전철 구간에서는 "기가셀"의 전력을 사용한다. 또한, 회생 제동으로 발생하는 전력이나 전철 구간에서 얻은 전력의 일부를 충전에 활용할 수 있다.
2006년 8월 30일, 지쿠호 전기 철도의 2000형 2103편성을 시험 차량으로 사용하여 기가셀 탑재 운전에 성공했다. 2007년에는 효고현하리마정의 하리마 공장에 전철 및 비전철 구간이 혼재된 시험 선로를 부설하고, 신조 3차체 연접차 "SWIMO-X"의 시운전을 시작했다. 2007년 12월부터 2008년 3월까지는 삿포로 시영 전차에서 "SWIMO-X"와 철도총연의 시작차인 LH02형 "Hi-tram"의 비교 시험을 실시했다. (단, 영업 운전은 하지 않았다.)
2010년에는 오카야마 전기 궤도가 SWIMO 도입을 검토하고 있다고 발표했다.
2.2. 개발 과정
SWIMO는 3량 고정 편성으로, 길이는 15m이다. 가선이 있는 전철화 구간에서는 일반적인 전동차와 마찬가지로 팬터그래프 집전을 통해 주행하지만, 비전철 구간에서는 가와사키 중공업이 독자 개발한 니켈 수소 축전지인 "기가셀"의 전력을 사용하여 주행한다. 또한, 회생 제동으로 발생하는 전력이나, 전철 구간에서 팬터그래프로부터 얻은 전력의 일부를 이러한 충전에 사용할 수 있다. 5분간의 충전으로 평지에서 시속 40km로 10km 주행할 수 있다.
2006년(헤이세이 18년) 8월 30일, 지쿠호 전기 철도2000형 2103편성을 시험 차량으로 사용하여 기가셀 탑재 운전에 성공했다. 2007년(헤이세이 19년), 효고현하리마정에 있는 하리마 공장에 실제 주행 구간을 본떠 전철 구간과 비전철 구간이 혼재된 시험용 선로를 부설했다. 같은 해 9월, 신조 3차체 연접차 "SWIMO-X"를 사용한 시운전을 시작했다. 같은 해 12월부터 2008년(헤이세이 20년) 3월까지 삿포로 시영 전차에서 "SWIMO-X"와 철도총연의 시작차LH02형 "Hi-tram"과의 비교 시험을 실시했으며, 영업 운전은 하지 않았다.
2010년(헤이세이 22년) 현재, 오카야마 전기 궤도가 도입을 검토하고 있다고 발표했다.
2.3. 도입 검토
2006년(헤이세이 18년) 8월 30일, 지쿠호 전기 철도 2000형 2103편성을 시험 차량으로 사용하여 기가셀 탑재 운전에 성공했다. 2007년(헤이세이 19년), 효고현 하리마정에 있는 하리마 공장에 실제 주행 구간을 본떠 전철 구간과 비전철 구간이 혼재된 시험용 선로를 부설했다. 같은 해 9월, 신조 3차체 연접차 "SWIMO-X"를 사용한 시운전을 시작했다. 같은 해 12월부터 2008년(헤이세이 20년) 3월까지 삿포로 시영 전차에서 "SWIMO-X"와 철도총연의 시작차 LH02형 "Hi-tram"과의 비교 시험을 실시했으며, 영업 운전은 하지 않았다.
2010년(헤이세이 22년) 현재, 오카야마 전기 궤도가 도입을 검토하고 있다고 발표했다.
3. 기술적 특징
SWIMO는 가와사키 중공업이 개발한 니켈 수소 축전지인 "기가셀"을 사용하여 전동차와 축전지 차량의 특징을 결합한 하이브리드 차량이다. 3량 고정 편성으로, 길이는 15m이다.
주요 특징:
* 하이브리드 추진 시스템: 가선이 있는 전철화 구간에서는 팬터그래프를 통해 전력을 공급받아 일반적인 전동차처럼 주행한다. 비전철 구간에서는 "기가셀"에 저장된 전력을 사용하여 주행한다.
* 회생 제동: 회생 제동으로 발생하는 전력과 전철 구간에서 팬터그래프로부터 얻은 전력의 일부를 "기가셀" 충전에 사용한다.
* 충전 효율: 5분간 충전으로 평지에서 40km/h로 10km 주행이 가능하다.
개발 과정:
* 2006년 8월 30일: 지쿠호 전기 철도 2000형 2103편성을 시험 차량으로 사용하여 기가셀 탑재 운전에 성공했다.
* 2007년: 효고현 하리마정에 시험용 선로를 부설하고, 신조 차량 "SWIMO-X"를 사용한 시운전을 시작했다.
* 2007년 12월 ~ 2008년 3월: 삿포로 시영 전차에서 "SWIMO-X"와 철도총연의 시작차 LH02형 "Hi-tram"과의 비교 시험을 실시했다. (영업 운전은 하지 않음)
2010년에는 오카야마 전기 궤도가 도입을 검토하고 있다고 발표했다.
3.1. 하이브리드 추진 시스템
SWIMO는 3량 고정 편성으로, 길이는 15m이다. 가선이 있는 전철화 구간에서는 일반적인 전동차와 마찬가지로 팬터그래프 집전을 통해 주행하지만, 비전철 구간에서는 가와사키 중공업이 독자 개발한 니켈 수소 축전지인 "기가셀"의 전력을 사용하여 주행한다. 또한, 회생 제동으로 발생하는 전력이나, 전철 구간에서 팬터그래프로부터 얻은 전력의 일부를 이러한 충전에 사용할 수 있다. 5분간의 충전으로 평지에서 40km/h로 10km 주행할 수 있다.
2006년 (헤이세이 18년) 8월 30일, 지쿠호 전기 철도2000형 2103편성을 시험 차량으로 사용하여 기가셀 탑재 운전에 성공했다. 2007년 (헤이세이 19년), 효고현하리마정에 있는 하리마 공장에 실제 주행 구간을 본떠 전철 구간과 비전철 구간이 혼재된 시험용 선로를 부설했다. 같은 해 9월, 신조 3차체 연접차 "SWIMO-X"를 사용한 시운전을 시작했다. 같은 해 12월부터 2008년 (헤이세이 20년) 3월까지 삿포로 시영 전차에서 "SWIMO-X"와 철도총연의 시작차LH02형 "Hi-tram"과의 비교 시험을 실시했으며, 영업 운전은 하지 않았다.
2010년 (헤이세이 22년) 현재, 오카야마 전기 궤도가 도입을 검토하고 있다고 발표했다.
3.2. 기가셀 (니켈 수소 축전지)
SWIMO는 가선이 있는 전철화 구간에서는 일반적인 전동차와 마찬가지로 팬터그래프 집전을 통해 주행하지만, 비전철 구간에서는 가와사키 중공업이 독자 개발한 니켈 수소 축전지인 "기가셀"의 전력을 사용하여 주행한다. 또한, 회생 제동으로 발생하는 전력이나, 전철 구간에서 팬터그래프로부터 얻은 전력의 일부를 충전에 사용할 수 있다. 5분간의 충전으로 평지에서 40km/h로 10km 주행할 수 있다.
3.3. 제원
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 궤간 | 1067mm (협궤) |
| 좌석 | 28명 |
| 전차선 전압 | 직류 600V |
| 무게 | 30ton (빈차) |
| 법정 최고속도 | 40km/h |
| 설계 최고속도 | 50km/h |
| 가속도 | 2.5km/h/s (고가속 때 3.5km/h/s) |
| 감속도 | 상용 최대 (기계적 제동 보족) 3.5km/h/s, 비상 5km/h/s |
| 견인 전동기 | 50kW 유도전동기×2대 |
| 제어 장치 | IGBT-VVVF 인버터×2대 |
| 추진용 전지 | 200Ah이상×30셀×8모듈, 대형 니켈 수소 축전지 |
| 충방전 제어장치 | IGBT-쵸퍼 250kW |
| 정원 | 62명 (좌석 정원 28명) |
| 편성 질량 | 30ton (공차) |
| 치수 | 길이 15000mm × 폭 2330mm × 높이 3780mm, 저면 높이 330mm (출입구부) · 360mm (일반부) |
| 대차 | 선두 - KW-184 2축 다이렉트 마운트, 중간 - KW-185 좌우 독립륜 볼스터리스 |
| 브레이크 | 회생 브레이크 우선 전기 지령식 공기 브레이크 |
| 주 전동기 | 삼상 유도 전동기 50kW × 2 |
| 주 제어 장치 | 1C1M IGBT - VVVF 인버터 × 2 |
| 구동 장치 | WN 드라이브 |
| 추진용 배터리 | 200Ah 이상 대형 니켈 수소 축전지 |
4. 한국 도입 시 기대 효과 및 과제
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