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전기차(EV)와 관련된 가장 큰 고민은 ‘연료’가 떨어지지 않고 장거리를 운전할 수 있느냐 하는 것이다. 전기차에서 ‘연료’는 ‘전기’다. 이러한 고민은 배터리 용량과 전기차를 충전하는 충전소와 관련되어 있다.

이것은 새로운 문제가 아니다. 전기차는 형태가 좀 다를지는 몰라도 1800년대부터 존재했고, 오늘날 우리가 직면하고 있는 문제와 조상들이 직면했던 문제는 본질적으로 비슷하다.

실제로 1900년대 초 미국에서 생산된 모든 자동차의 1/4은 전기차였다. 전기차의 인기가 떨어진 주된 이유 중 하나는, 전기에 비해 가솔린의 보급과 제공이 상대적으로 더 쉬웠기 때문이다. 환경적으로 전기차의 필요성에 대한 논의가 새로 나오기까지 60년이 걸렸다.

이제 전기차는 전통적인 가솔린 구동 자동차의 실행 가능한 대안이다. 배터리 용량의 향상, 고효율 모터, 환경 오염에 대한 대중적인 인식 등 여러 가지 요인이 있다. 하지만 공용 충전소에 쉽게 접근할 수 있어야 하며, 충전소에서 전기차를 얼마나 빠르게 충전할 수 있는지는 여전히 해결되어야 할 과제다. 시장의 필요성을 충족하고 전기차가 상용화되기 위해 DC 급속 충전기를 포함한 충전소는 일반 주유소와 같은 수준으로 많아져야 한다.

이러한 목표를 실현하기 위해서는 많은 과제가 해결되어야 한다. 그 중 하나는 모든 전기차 충전소에서 모든 전기차가 호환 가능하냐는 것이다. 아직까지 우리는 주유소에 갈 때 노즐이나 연료가 자신의 차량에 적합한 지 신경 쓴다. 하지만 전기차 충전소에서는 이러한 고민은 필요 없다.

이 문제의 중요성을 인식하고 TI는 CharIN e.V. 컨소시엄에 가입했는데, 이 컨소시엄의 임무는 배터리로 구동되는 전기차 충전을 위한 표준을 만드는 것이다. 업계 전반의 공통적인 플랫폼을 구축해 마침내 소비자가 충전소에 갈 때 충전기가 자신의 차량에 맞는지 확인할 수 있다.

또 다른 중요한 단계는, 더 많은 레벨 III 충전기가 보급될수록 커지는 배터리의 충전 시간을 단축하는 것이다. TI는 충전기 업체들의 개발에 도움이 될 수 있도록 C2000™ 마이크로컨트롤러를 기반으로 한 몇 가지 레퍼런스 디자인을 제공한다.

TI는 네트워크 서버 분야에서 사용되는 고전압 정류기와 관련해 지난 수십 년간 쌓아온 전문성을 바탕으로 전기차 충전기 시장용 레퍼런스 디자인을 개발했다. 첫 번째로 C2000 MCU를 사용한 비엔나 정류기 기반 3상 PFC 레퍼런스 디자인이 있다. 이 레퍼런스 디자인은 TI의 최신 Delfino™ TMS320F28377D 듀얼 코어 C2000 MCU를 기반으로 설계되었으며, 98% 피크 효율을 달성하고 TI의 powerSUITE 소프트웨어 라이브러리를 지원한다. 이 레퍼런스 디자인은 레벨 III 충전기를 위한 AC/DC 솔루션이다.

C2000 MCU 기반의 2상 인터리브 LLC 공진 컨버터 레퍼런스 디자인은 DC/DC 솔루션으로, 비엔나 정류기에서 DC 출력을 하여 전기차 배터리가 사용할 수 있는 DC 버스 전압으로 변환한다. 이 설계 또한 TMS320F28377D MCU를 사용하고 있으며 전류 공유, 동기 정류, 페이즈 쉐딩 같은 기능을 지원한다.

전기차가 대중적인 교통 수단으로 자리잡기 위해서는 전기차 충전 장비(EVSE) 풋프린트를 늘리는 것이 중요하다. 그러기 위해서는 공통적인 호환성과 급속 충전 솔루션이 필요하다. 텍사스 인스트루먼트의 솔루션을 사용해 설계자는 이와 같은 과제를 해결할 수 있다.

추가 정보

• 레벨 III 충전기에 관한 블로그 “충전기 보급을 늘리는 문제 – 전기차는 전기를 필요로 한다” 읽기
• “1갤런의 석유를 사용하여 세계 일주를 할 수 있는 전기차”
• “전기차 충전소와 통신 – 와이파이 통합”
• 전기차 충전소에 관한 지식 습득을 위한 교육 비디오 보기
• 전기차 모터에 관한 블로그 시리즈 읽기:
– 1부
– 2부
– 3부
– 4부