“트랙션 인버터 효율 2% 높였을 뿐인데”…TI, 전기차 연간 1600km 더 질주 [소부장반차장]

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“트랙션 인버터 효율 2% 높였을 뿐인데”…TI, 전기차 연간 1600km 더 질주 [소부장반차장]

디지털데일리 발행일 2023-05-11 17:18:52

김문기

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마크 응 텍사스인스트루먼트(TI) 전기차 파워트레인 총괄 매니저 [사진=줌 캡쳐]

[디지털데일리 김문기 기자] “트랙션 인버터 효율을 최대 2% 더 올렸다. 한번 충전에 7마일을 더 달릴 수 있다. 연간으로 환산하면 무려 1000마일(약 1600km)를 더 달릴 수 있는 셈이다.”

마크 응 텍사스인스트루먼트(TI) 전기차 파워트레인 총괄 매니저는 11일 개최한 온라인 미디어 웨비나를 통해 신규 절연 게이트 드라이버 ‘UCC5880-Q1’을 소개하며 이같이 말했다.

이 제품은 엔지니어들이 보다 효율적인 트랙션 인버터를 설계하고 전기차의 주행거리를 극대화할 수 있도록 고도로 통합되고 기능 안전 표준을 준수하는 절연 게이트 드라이버다. 전기차 파워트레인 엔지니어들이 시스템 설계의 복잡성과 비용은 절감하면서도 전력 밀도를 높이고 안전과 성능에 대한 목표를 달성할 수 있도록 다양한 기능을 제공한다.

응 매니저는 “TI에서 전기차 관련 가장 중요한 업무 중 하나가 전정화로 주행거리를 극대화시키고, 충전 경험을 개선하며, 전기차 가격 합리화와 안전성에 무엇보다 중요한 전략을 가지고 있다”라며, “전기차 산업을 가속화시키기 위해 한번 충전으로 7마일을 더 달릴 수 있다는 의미는 한번 충전을 7분 가량 줄일 수 있고 전기차 비용도 7% 줄일 수 있으며 보다 안정하게 더 멀리 갈 수 있게 할 수 있다는 뜻이다”라고 설명했다.

전기차의 인기가 높아짐에 따라 트랙션 인버터 시스템 반도체의 혁신은 전기차 보급을 앞당기는 데 도움을 주고 있다. 차량 제조업체는 실시간 가변 게이트 드라이브 강도, 직렬 주변기기 인터페이스(SPI), 첨단 실리콘 카바이드(SiC) 모니터링 및 보호 그리고 기능 안전에 대한 통합 진단을 제공하는 UCC5880-Q1을 통해 더 안전하고, 효율적이며, 신뢰할 수 있는 SiC와 절연 게이트 양극 트랜지스터(IGBT) 트랙션 인버터를 설계할 수 있다.

이 중 효율성 향상은 1회 충전할 때마다 주행거리를 개선하는 데 직접적인 영향을 미치기 때문에, 전기차에서 신뢰도와 전력 성능에 대한 필요성이 점점 더 증가하고 있다. TI가 트랙션 인버터 효율을 2% 높인 이유이기도 하다.

응 매니저는 “트랙션 인버터 효율을 2% 올렸다는 것이 얼마나 대단한 일인지 의문을 가질 수 있지만 시장에 나와 있는 트랙션 인버터 효율은 90% 이상임을 감안했을 때 2%를 더 올리는 일은 대단한 성과다”라며, “TI는 트랙션 관련한 기술뿐만 아니라 시장 선도적인 IP를 바탕으로 한 디자인 패키징과 테스트 베이스까지 모드 갖추고 있다”고 말했다.

게이트 구동 강도를 실시간으로 20A에서 5A 사이의 단계에서 변경함으로써 설계자는 UCC5880-Q1 게이트 드라이버로 SiC 스위칭 전력 손실을 최소화헤 시스템 효율성을 최대 2%까지 개선할 수 있다. 이와 함께, 배터리 1회 충전당 최대 7마일(약 11km) 이상의 전기차 주행 거리를 확보할 수 있다.

또한 UCC5880-Q1의 SPI 프로그래밍 기능과 통합 모니터링 및 보호 기능은 설계의 복잡성은 물론 외부 부품 비용을 절감할 수 있다. 엔지니어는 SiC 전기차 트랙션 인버터 레퍼런스 디자인을 사용하여 부품 수를 줄이고 효율적인 트랙션 인버터 시스템을 신속하게 시제품화 할 수 있다. 맞춤형이 가능하고 테스트 설계를 마친 레퍼런스 디자인은 UCC5880-Q1, 바이어스 공급 전원 모듈, 실시간 제어 MCU 및 고정밀 감지 기능을 포함한다.

응 매니저는 “전기차에 있어서 중요한 것이 안전”이라며, “이번 제품은 ISO26262 준수하고 있다”고 강조했다.

UCC5880-Q1의 시제품 버전은 현재 TI.com에서만 10.5x 7.5mm 32핀 SSOP(shrink small-outline package)로 구매할 수 있다. 1000개 단위로 5.90달러부터 구매 가능하다. 새로운 UCC5880-Q1 평가 모듈은 249달러에 구매할 수 있다.

한편, 이번 제품은 TI가 직접 생산에 나선다.