배터리 용량과 긴 충전 시간이 문제
충전시간 단축 위한 MCU기반 레퍼런스 디자인

전기차의 가장 큰 고민은 '연료'가 떨어지지 않고 장거리 운전을 할 수 있는가 하는 것이다. 전기차의 연료는 당연히 전기다. 연료의 문제는 배터리 용량과 전기 충전소와 관련이 있다.

전기차는 형태는 좀 다르지만 1800년대부터 존재했고 오늘날 우리가 직면한 문제와 본질적으로 비슷한 문제를 가지고 있었다. 실제로 1900년대 초 미국에서는 생상된 차량의 1/4이 전기차였다. 수요가 줄어든 이유는 가솔린의 보급과 제공이 전기보다 쉬웠기 때문이다. 환경적인 이후로 전기차의 필요성이 대두되기 시작하는데 60년이 걸렸다.

전기차가 아직 해결하지 못한 문제는 배터리 용량의 향상, 고효율 모터, 환경 오염에 대한 대중적 인식 등이 있다. 공용 충전소에 쉽게 접근할 수 있어야 하고 빨리 충전할 수 있어야 한다는 문제가 아직 크다. 시장의 필요성을 충족하려면 DC 급속 충전기를 포함한 충전소가 일반 주유소만큼 많아져야 한다. 또, 전기차 충전소에서 모든 전기차가 호환 가능해야 한다.

TI는 CharIM e.V. 컨소시엄에 가입했다. 이 컨소시엄은 배터리로 구동되는 전기차 충전을 위한 표준을 만드는일을 한다. 업계 전방의 공통적인 플랫폼을 구축해 소비자가 충전소에 갈 때 자신의 차량에 맞는지 확인할 수 있다.

또 다른 중요한 단계는 레벨 3 충전기가 보급될 수록 커지는 배터리의 충전 시간을 단축하는 것이다. TI는 충전기 업체들의 개발에 도움이 될 수 있도록 C2000™ 마이크로컨트롤러를 기반으로 한 몇 가지 레퍼런스 디자인을 제공한다.

TI는 네트워크 서버 분야에서 사용되는 고전압 정류기와 관련해 지난 수십 년간 쌓아온 전문성을 바탕으로 전기차 충전기 시장용 레퍼런스 디자인을 개발했다. 첫 번째로 C2000 MCU를 사용한 비엔나 정류기 기반 3상 PFC 레퍼런스 디자인이 있다. 이 레퍼런스 디자인은 TI의 최신 Delfino™ TMS320F28377D 듀얼 코어 C2000 MCU를 기반으로 설계되었으며, 98% 피크 효율을 달성하고 TI의 powerSUITE 소프트웨어 라이브러리를 지원한다. 이 레퍼런스 디자인은 레벨 III 충전기를 위한 AC/DC 솔루션이다.

C2000 MCU 기반의 2상 인터리브 LLC 공진 컨버터 레퍼런스 디자인은 DC/DC 솔루션으로, 비엔나 정류기에서 DC 출력을 하여 전기차 배터리가 사용할 수 있는 DC 버스 전압으로 변환한다. 이 설계 또한 TMS320F28377D MCU를 사용하고 있으며 전류 공유, 동기 정류, 페이즈 쉐딩 같은 기능을 지원한다.

전기차가 대중적인 교통 수단으로 자리잡기 위해서는 전기차 충전 장비(EVSE) 풋프린트를 늘리는 것이 중요하다. 그러기 위해서는 공통적인 호환성과 급속 충전 솔루션이 필요하다. TI 솔루션을 사용해 설계자는 이와 같은 과제를 해결할 수 있다.