전기차 주행거리 늘리는 센서 혁신! TI, 다축 전류 센서 공개

기존 코어리스 대비 정확도 20배 향상으로 모터 제어 및 인버터 소형화 구현

텍사스 인스트루먼트가 하이브리드 전기차(HEV)와 순수 전기차(EV)의 트랙션 인버터(Traction Inverter) 성능을 개선하는 전류 센서 신제품을 출시했다. 이번에 공개된 TMCS2100-Q1은 업계 최초로 다축 코어리스(Coreless) 방식을 적용한 홀 효과(Hall Effect) 전류 센서이다.

다축 센싱으로 정밀도 대폭 향상

기존의 코어리스 센서는 주로 한 방향의 자기장만 측정하는 단일 축 방식을 사용했다. 이 방식은 크기를 줄일 수 있지만 차량 주행 시 발생하는 진동이나 위치 변화에 따라 측정 오차가 커지는 단점이 있었다. 신제품은 수평과 수직 방향의 자기장을 동시에 측정하는 다축 센싱 아키텍처를 도입했다. 이를 통해 기존 단일 축 방식보다 최대 20배 높은 측정 정확도를 구현한다.

정확한 전류 측정은 모터의 토크 제어 성능을 높이는 데 직접적인 영향을 미친다. 전류 오차가 줄어들면 모터 구동 시 발생하는 토크 리플(Torque Ripple)을 최소화할 수 있다. 토크 리플이 줄어들면 가속 시 차량이 울컥거리는 현상이나 모터 소음이 감소하여 승차감이 좋아진다.

제이슨 콜(Jason Cole) 텍사스 인스트루먼트(TI) 센싱 제품 부문 부사장 겸 총괄 매니저는 “800V 아키텍처가 적용되면서 트랙션 인버터의 정확도에 대한 요구 수준도 높아지고 있다”며 “TMCS2100-Q1은 자동차 제조업체가 보다 정밀한 전류 측정을 바탕으로 효율적인 모터 제어와 향상된 주행 성능을 구현하도록 지원한다”고 말했다.

버스바 개조 없는 유연한 설계

신제품은 높은 전력 밀도를 갖춘 소형 인버터 설계를 가능하게 한다. 무거운 자기 코어를 사용하지 않고도 높은 정확도를 유지하므로 인버터의 크기와 무게를 줄일 수 있다.

기존 센서는 정확한 측정을 위해 구리 도선인 버스바(Busbar)에 구멍을 뚫거나 홈을 내는 개조 작업이 필요했다. 그러나 신제품은 버스바 구조를 변경하지 않고도 수평 및 수직 자기장을 측정할 수 있다. 엔지니어는 열 관리나 기계 설계를 복잡하게 만들지 않고 회로 기판 공간을 효율적으로 사용할 수 있다.