ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics, 이하 ST)는 전기자동차(EV)의 성능과 주행거리를 향상시킬 수 있는 새로운 고성능 SiC(Silicon Carbide) 전력 모듈을 공개했다. 이와 함께 현대자동차의 E-GMP 전기차 플랫폼에 이 모듈이 채택됐다고 밝혔다.
총 5종의 새로운 SiC-MOSFET 기반 전력 모듈은 다양한 정격 전력을 선택할 수 있고, EV 트랙션 시스템에 일반적으로 사용되는 동작 전압을 지원한다. 전력 모듈에는 ST의 3세대(Gen 3) STPOWER SiC MOSFET이 내장돼 있다. 이 전력 모듈은 트랙션 애플리케이션에 최적화된 ST의 에이스팩 드라이브(ACEPACK DRIVE) 패키지로 제공된다. ST에 따르면, 이 패키지는 소결 기술로 인해 안정성이 높고 견고하며, EV 드라이브에 쉽게 통합될 수 있다.
마르코 몬티(Marco Monti) ST 오토모티브 및 디스크리트 그룹 사장은 “ST의 실리콘 카바이드 솔루션은 주요 자동차 OEM 업체가 차세대 전기차 개발 과정에서 전기화를 가속화할 수 있도록 지원한다.”면서 “ST의 3세대 SiC 기술은 최고의 전력밀도와 에너지 효율성을 보장해 탁월한 차량 성능, 주행거리, 충전 시간을 달성할 수 있다.”라고 밝혔다.
현대자동차는 3세대 에이스팩 드라이브 SiC-MOSFET 기반 전력 모듈을 현 세대 EV 플랫폼인 E-GMP에 탑재하기로 했으며, 우선 기아 EV6 모델에 탑재할 예정이다.
현대자동차 그룹 인버터 설계팀의 신상철 팀장은 “ST의 SiC-MOSFET 기반 전력 모듈은 보다 긴 주행거리를 지원하는 트랙션 인버터에 최적의 솔루션”이라며, “지속적 기술 투자로 전기화를 혁신하는 선도적 반도체 기업인 ST와의 협력을 통해 보다 지속가능한 전기자동차 구현에서 중요한 진전을 이룰 수 있었다.”라고 밝혔다.
ST에 따르면, STPOWER SiC는 전 세계적으로 300만 대 이상의 양산 승용차에 탑재됐다. SiC는 DC-DC 컨버터 및 트랙션 인버터를 비롯해 차량에서 그리드로 전력을 전송하는 양방향 동작이 가능한 온보드 충전기(OBC)에 이르기까지 다양한 EV 시스템에 폭넓게 채택되고 있다.
ST는 전원공급장치의 품질과 보안을 보장하는 SiC 전략을 통해 차량 제조업체의 전기화 전략을 지원한다. 최근 ST는 2023년 가동 예정인 완전 통합 SiC 기판 제조시설을 이탈리아 카타니아에 구축한다고 발표했다.
ST의 1200V ADP280120W3, ADP360120W3, ADP480120W3(-L) 모듈은 이미 양산 중이며, 750V 에이스팩 드라이브(ACEPACK DRIVE) ADP46075W3 및 ADP61075W3 모듈은 2023년 3월에 본격 생산될 예정이다. 이 모듈들은 직접 액체 냉각 방식을 지원하고 효율적인 열 분산을 위한 핀-휜(Pin-Fin) 배열을 특징으로 하는 트랙션 인버터용 플러그&플레이(plug-and-play) 솔루션이다. 175 ℃의 최대 접합 온도 사양과 안정적인 압입(Press-Fit) 연결 및 기판에 소결된 다이를 통해 자동차 애플리케이션의 수명을 연장한다.
ST는 IGBT 및 다이오드 기반의 에이스팩 드라이브 버전 등으로 제품 포트폴리오를 확장할 예정이다.
이 모듈들은 열 효율과 기계적 강도가 뛰어난 것으로 알려진 AMB(Active Metal Brazed) 기판 기술이 적용됐으며, 각 기판에 전용 NTC 저항이 장착돼 있다. 모듈은 버스 바(Busbar)에 용접이나 나사로 장착할 수도 있어, 다양한 장착 요건에 대해 유연성을 제공한다. 또한, 긴 버스 바 옵션으로 모터 전류를 모니터링하는 홀 센서(Hall Sensor)도 선택할 수 있어 유연성을 더해준다.
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