홍파, 바이코 모듈과 48V 아키텍처로 초소형 액티브 서스펜션 혁신

중국의 자동차 전력 관리 및 분배 전문업체인 샤먼 홍파 일렉트로어쿠스틱(Xiamen Hongfa Electroacoustic, 이하 홍파)이 바이코(Vicor)의 BCM6135 전력 모듈을 활용해 현재 업계에서 가장 작고 가장 뛰어난 성능의 액티브 서스펜션 전력 시스템을 개발했다. 이 시스템은 고급 차량에서만 제공되던 액티브 서스펜션 기능을 중급 차량에도 적용하는 것을 목표로 한다.

홍파는 시스템의 크기와 중량을 최소화하면서도 우수한 과도 응답 성능, 높은 효율, 향상된 EMI 특성, 대칭형 회생(symmetric regenerative) 기능을 모두 만족시키는 데 성공했다.

48V 존(zonal) 아키텍처를 지원하는 릴레이 솔루션을 제공하는 홍파는 바이코와 협력해 800V-48V 고정 비율 DC-DC 컨버터 모듈을 시스템에 통합했다. 이 모듈은 센서, 전자기계식 액추에이터, 지능형 소프트웨어로 구성된 시스템 내에서 차량 서스펜션을 실시간으로 조정한다. 그 결과, 업계에서 가장 빠른 전력 변환 과도 응답 속도를 자랑하며, 경쟁 제품 대비 거의 절반 크기의 초소형 액티브 서스펜션 시스템을 완성했다.

 

액티브 서스펜션 시스템은 노면 상태에 따라 차량의 핸들링, 승차감, 안전성, 도로 소음 등 다양한 요소를 제어한다. 기존에는 12V 기반 시스템의 한계로 인해 대형 모터와 부가적인 중량·공간 부담이 불가피했으나, 최근에는 고전압 배터리와 48V PDN을 결합해 효율과 응답 속도 면에서 개선이 이루어지고 있다.

바이코가 제공하는 BCM^® 버스 컨버터는 800만 암페어/초의 과도 응답 속도를 갖는 양방향 DC-DC 컨버터로, 버크(buck) 또는 부스트(boost) 기능을 제공하는 대칭형 양방향 성능을 제공한다. 또한 고급 평면 패키지를 통해 열관리 시스템 설계를 단순화하고 전체 시스템 부피와 중량을 줄이는 데 기여한다. 양방향 전력 컨버터를 통해 회생 쇼크 업소버로부터 발생한 에너지를 차량의 고전압 배터리로 회수하는 것도 가능하다.
 

홍파는 바이코의 고밀도 전력 모듈을 활용해 각 액추에이터에 적합한 5kW급 소형(197 x 201 x 71mm) 전력 공급 장치를 제작했다. 이 시스템은 최대 6kW이 피크 전력을 양방향으로 빠르게 처리할 수 있다. 특히, 바이코의 BCM6135 모듈 한 쌍을 사용함으로써, 수백 개의 개별 부품으로 구성되던 컨버터 설계를 단순화했다. 이 모듈은 800V 배터리 시스템과 함께 작동하도록 최적화되었으며 420~920V 의 작동 범위를 갖는다. 또한, 액체 냉각 방식으로 최대 100A의 전류를 97.3%의 효율로 공급하며, 시스템 하우징은 1.8리터 미만, 무게는 2.6kg에 불과하다.
 
홍파의 연구개발 담당 이사 피터 리(Peter Li)는 “OEM 고객은 밀리초 단위의 응답 속도를 요구하며, 이를 충족하지 못할 경우 추가적인 배터리 지원이 필요하다”며 “바이코의 BCM6135 전력 모듈은 이러한 성능 요건을 만족할 뿐만 아니라 개발 기간을 크게 단축했으며 시스템 설계 난도를 크게 낮추었다”고 말했다.

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