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[인터뷰]이철 인피니언 차장-“전기차 OBC 개발, 최적 시스템 설계 必”

기사입력 2022.03.24 16:35

“전기차 OBC 개발, 최적 시스템 설계 必”

車메이커·차종·지역·사용 조건 등 따라 요구사항 달라
인피니언, 파워 스위치 제품군으로 개발 트렌드 지원

[편집자주] 한국자동차연구원 자료에 따르면 2021년 글로벌 전기차 신차 판매량은 약 472만대로 전년 대비 112% 증가하면서 전체 완성차 판매량의 5.8%를 차지했다. 전기차의 인기가 높아지면서 자연스럽게 배터리와 충전에 관한 관심도도 높아졌다. 전기차 충전 기술 중 온보드 차저는 전력망과 배터리 사이에서 전기의 흐름을 관리하는 역할을 한다. 온보드 차저는 차량에 영구적으로 탑재되어 전기차 성능에 직결되기 때문에 시스템 솔루션 측면에서도 매우 중요하다. 본지는 인피니언 이철 차장을 만나 온보드 차저의 원리, 장점 등을 알아보고 인피니언의 온보드 차저 시스템 솔루션에 대해 들어봤다.

▲ 이철 인피니언 차장

■ 온보드 차저(OBC)가 무엇이며 원리는 무엇입니까?

온보드 차저 (On-board charger, OBC)는 전기자동차에 탑재되어 있는 메인 배터리 충전기다.

전기자동차는 내연기관 자동차와 달리 화석 연료 대신 배터리에 저장된 전기 에너지를 에너지원으로 사용하고, 이로 인해 반복적인 배터리 충전을 필요로 한다.

배터리는 일종의 커패시터 뱅크인 관계로 직류 전원으로의 충전이 필요한데, 온보드 차저의 PFC 스테이지에서는 교류 입력 전원을 일정한 직류 전압으로 변환해주고, DC-DC 컨버터 스테이지에서는 이 직류 전압을 배터리 전압 레벨에 맞게 변환하여 배터리를 충전한다.

■ 온보드 차저의 특징과 장점이 궁금합니다.

일반적으로 발전소에서 생산하는 전기는 교류이며 우리가 일상 생활에서 접근 가능한 대부분의 전원은 교류 전원이다.

온보드 차저는 직류 차저와 달리 교류 전원을 입력으로 하기 때문에 충전을 위한 접근성이 뛰어날 뿐만 아니라, 비용이 합리적이고, 무게와 크기가 감소한다는 장점이 있다.

전기자동차는 고용량 배터리를 탑재하고 있어 단순한 이동 수단을 넘어 “이동 가능한 에너지원”으로도 불린다.

양방향 온보드 차저는 자동차 배터리에 저장된 전기 에너지를 다시 교류 전원으로 변환할 수 있기 때문에 캠핑과 같은 야외 활동, 정전 시 전원 공급 수단, 다른 전기차 충전, 더 나아가 전력망과 연결하여 스마트 그리드의 실현에도 기여할 수 있다.

■ 온보드 차저의 개발 트렌드는 무엇입니까?

온보드 차저는 단순히 교류에서 직류로 전력을 변환하는 충전 기능만 만족해서는 안 되고, 자동차 메이커, 출시 지역, 사용 조건 등에 따라 다양한 요구사항을 만족해야 한다.

다양한 개발 요구사항 중 공통의 트렌드는 크게 네 가지로, △높은 충전 파워 △높은 전력 밀도 △높은 출력 전압 △양방향 전력 변환이다.

■ 인피니언 OBC 시스템 솔루션이 궁금합니다.

인피니언은 대전력부터 저전력까지, 파워, 센서, 통신 및 보안 제품을 포괄하는 폭넓은 제품 포트폴리오를 보유하고 있다.

인피니언에서는 온보드 차저의 파워 블록에 필요한 고전력 스위칭 소자뿐만 아니라, 이런 파워 스위칭 소자들을 구동할 수 있는 △게이트 드라이버 IC △디지털 제어를 위한 마이크로컨트롤러 △내외부 통신을 위한 CAN 트랜시버 △시스템 내부 전원 공급을 위한 LDO·PMIC·SBC (System basis chip) 등의 전원 공급 IC △전류 센싱 IC까지 온보드 차저 시스템 개발을 위한 토탈 솔루션을 제공한다.

■ 인피니언의 파워스위칭 솔루션에 대해 설명 부탁드립니다.

인피니언은 온보드 차저의 최신 개발 트렌드를 만족할 수 있도록 최적의 파워 스위칭 솔루션을 제공한다.

인피니언의 파워 스위칭 솔루션은 △실리콘 기반의 IGBT와 MOSFET △와이드 밴드갭 소자인 SiC 다이오드 △SiC MOSFET △GaN을 포함한다.

또한 패키지 측면에서는 TO-247과 같은 스루홀 (Through-hole) 패키지, D2PAK 등의 SMD 패키지를 포함한 디스크리트 솔루션 그리고 EasyPACK과 같은 모듈 솔루션도 제공한다.

특히 인피니언의 전장용 파워 스위칭 소자들은 동급 최고의 성능을 지닐 뿐만 아니라 자동차용 반도체 국제 규격인 AEC-Q101보다 더 높은 품질 수준을 만족한다.

■ 독자에게 한 말씀 부탁드립니다.

시장 조사 기관에 따르면 소비자들이 전기자동차를 구매할 때 가장 우려하는 부분 중 하나가 충전이다.

인피니언은 전기차의 온보드 차저 개발을 위한 완전하고 포괄적인 파워 스위칭 솔루션을 제공한다.

인피니언의 온보드 차저 솔루션으로 최신 개발 트렌드에 대응하고, 각각의 설계 요구사항에 맞는 온보드 차저 시스템을 개발하기를 바란다.

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