공력성능 개선에 따른 초소형 전기소방차의 주행가능거리 예측

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확장요약문

초소형 전기소방차는 협소한 도심 골목 및 주택 밀집 지역에서 신속한 초동대응이 가능한 차량으로, 제한된 배터리 용량으로 인해 주행가능거리 확보가 중요하다. 특히 차량의 공기저항은 주행 중 에너지 소비에 영향을 미치는 주요 요인 중 하나로, 공력성능 개선을 통한 주행가능거리 향상이 요구된다. 이에 본 연구에서는 초소형 전기소방차의 공력성능을 분석하고, 에어로파츠 적용에 따른 항력 저감이 주행가능거리에 미치는 영향을 수치적으로 예측하고자 한다.

연구 대상은 차체 길이 3.6 m, 공차중량 750 kg급의 초소형 전기소방차이며, 전산유체역학(CFD) 해석을 통해 차량 주변의 유동 특성과 항력 발생 요인을 분석하였다. 기존 차량의 항력계수는 0.443으로 나타났으며, 차량 상부구조에서 전체 항력의 80% 이상이 발생하는 것을 확인하였다. 이를 바탕으로 항력 저감을 위한 에어로파츠를 적용하였으며, 적용 후 항력계수는 0.3481로 약 21.4% 감소하였다.

이후 AMESim을 활용하여 차량의 주요 제원과 배터리 특성을 반영한 차량 모델을 구축하고, 73 km/h 정속주행 조건에서 주행가능거리를 예측하였다. 기존 차량의 주행가능거리는 116.243 km로 예측되었으며, 에어로파츠 적용에 따른 차량 중량 20 kg 증가와 항력계수 감소를 반영한 결과 135.314 km로 나타났다. 이는 기존 차량 대비 19.071 km, 약 16.4% 증가한 결과이다.

본 연구를 통해 초소형 전기소방차의 공력성능 개선이 주행가능거리 향상에 기여함을 확인하였으며, 향후 전기 특장차의 공력 설계 및 에너지 효율 향상을 위한 기초 자료로 활용될 것으로 판단된다.