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인피니언의 HybridPACK 1 전력 모듈, 현대자동차 하이브리드카에 채택

현대자동차의 소나타 하이브리드와 기아자동차의 옵티마 하이브리드 차량에 인피니언의 전력 모듈이 채택됐다. 인피니언테크놀로지스에 따르면, 세계 5위의 자동차 회사이자 세계에서 가장 빠르게 성장하고 있는 현대/기아차는 인피니언과 협력하여 전기 모터 인버터의 일부분으로서 인피니언의 HybridPACK™ 1 전력 모듈과 관련 제어 장치들을 포함하는 하이브리드 파워트레인을 설계하였다.

현대/기아차는 하이브리드 차종 생산에 박차를 가하고 있으며 북미 시장과 한국 시장을 중심으로 하이브리드 차량 판매를 강화한다는 계획을 세웠다. 인피니언은 최대 30킬로와트(kW) 출력 대의 하이브리드 전기차(HEV) 애플리케이션에 이용하도록 설계된 HybridPACK 1 전력 모듈 공급을 시작했다. 통상적으로 풀하이브리드 차량에는 2개의 전력 모듈이 사용된다. 내연 엔진 자동차와 비교해서 하이브리드카는 재생 제동 장치와 부스트 기능을 이용해서 15~35퍼센트의 연료를 절약한다.

인피니언(www.infineon.com)의 HybridPACK 1 전력 모듈은 배터리 시스템과 HEV 드라이브 사이의 에너지 브리지로서 하이브리드 전기 모터를 제어하고 구동할 수 있도록 하는 중요한 역할을 한다. HybridPACK 1이 배터리의 직류(DC)를 교류(AC)로 변환해서 전기 모터를 구동할 수 있도록 하고, AC를 다시 DC로 변환해서 제동 에너지를 이용해서 배터리 시스템을 충전할 수 있도록 한다.

인피니언은 하이브리드 및 전기차 용으로 자동차 등급의 전력 모듈 제품을 양산 공급할 수 있게 된 세계 최초의 자동차용 반도체 회사이다. 인피니언의 HybridPACK 1 전력 모듈은 다른 솔루션 대비 최고 30퍼센트까지 더 작은 반도체 면적으로 최대 30kW에 이르는 요구 전력 정격을 달성함으로써 인버터 시스템의 크기와 중량을 줄여준다. 또한 전력 모듈에 적용되는 고성능 전력 반도체는 인버터에 더 간소한 냉각 시스템을 이용할 수 있도록 한다.

인피니언 테크놀로지스의 전기 드라이브 트레인 부문 마크 뮌쳐 (Mark Muenzer) 이사는 “인피니언은 전력 반도체와 자동차 전장 분야에서 축적해 온 전문지식을 결합하여 이와 같이 컴팩트하고 신뢰성이 뛰어난 HybridPACK 전력 모듈을 개발할 수 있었다.”라고 말했다. 자동차 회사들은 CO2 목표를 달성하고 연비를 향상시키기 위해서 하이브리드 기술을 향후 자신들의 기본적인 차량 모델로 전환하고자 계획하고 있다.

인피니언은 오스트리아의 필라흐(Villach) 공장에서 자동차 전력 모듈 용 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 칩 및 이미터 제어 다이오드를 생산하고 있다. HybridPACK 전력 모듈은 독일의 바르슈타인 (Warstein) 공장에서 생산된다.

[박스 처리]

HybridPACK 1은 어떤 기술

HybridPACK 1은 첨단 자동차 애플리케이션에 이용하도록 설계된 여러 전력 모듈 제품군 중의 하나로서 인피니언의 IGBT 및 이미터 제어 다이오드 기술을 기반으로 하고 있다. 인피니언의 하이브리드 시스템은 마이크로컨트롤러, IGBT 칩을 포함하는 전력 모듈 및 관련 제어 부품들로 구성되며, 전력 손실을 1/5까지 감소시켜 더 간소한 냉각 시스템을 이용할 수 있도록 한다.

인피니언의 IGBT는 HEV 전력 시스템에서 도전 손실과 스위칭 손실을 줄일 뿐만 아니라, 다른 제품들과 비교해서 동일한 출력 성능으로 최대 30퍼센트까지 크기를 줄여준다. 현재 인피니언 IGBT 제품은 최대 접합부 온도 정격이 150?C에 이른다.

하이브리드 인버터 애플리케이션 용으로 설계된 HybridPACK 1은 평면 구리 베이스 플레이트 및 고성능 세라믹 기판과 인피니언의 향상된 와이어 본딩 프로세스를 이용해서 열 사이클링에 관련된 수명을 3배까지 향상시키고 전력 사이클링 신뢰성 관련 수명은 2배까지 향상시킨다.

아이씨엔 매거진 2011년 10월호

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