[투데이에너지 송명규 기자] 일본의 미쓰비시가 전기차용 파워컨디셔너 소형화 기술 개발에 성공, 부피를 약 절반 가까이 줄이는 데 성공했다.

미쓰비시는 지난달 29일 전기자동차용 파워컨디셔너의 소형화 기술을 개발했다고 발표했다. 기존의 회사 제품과 비교해 부피를 절반으로 억제하는 것에 성공했으며 이번 소형화로 일반 가정의 전기차 차고를 중심으로 설치가 진행될 것으로 기대된다

다나카 히로 미쓰비시 첨단기술종합연구소 소장은 “최근 전기차에 대한 수요가 확대함과 동시에 전기차를 축전지로 사용하는 요구도 높아지고 있다”라며 “지난해 11월 이후 고정가격매입 제도(FIT)가 순차적으로 만료됨에 따라 태양광발전에 의한 잉여전력을 전기차의 축전지에 모아 자가소비하는 경향이 강해지고 있는 것이 가장 큰 원인이며 자연 재해의 증가를 배경으로 정전시 비상전원으로 전기차의 배터리에 주목하고 있기 때문”이라고 설명했다.

잉여전력을 전기차에 축전해 자가소비하려면 전기차용 파워컨디셔너가 필요하다. 단 기기를 설치하기 위해 전용 공간을 마련하지 않으면 안되기 때문에 주택의 주차장 등 좁은 공간에 설치하기 어려운 문제점이 있었다.

이번 미쓰비시의 기술개발을 통해 기기의 소형화가 진행되면 일반 가정에 전기차용 파워컨디셔너의 도입이 더 진전될 것으로 예상된다.

미쓰비시는 이번 기술 개발을 진행하면서 전기차용 파워컨디셔너의 DC컨버터와 인버터를 구성하는 ‘리액터’라는 부품에 주목했다. 리액터는 전기차용 파워컨디셔너의 대부분을 차지하지만 부품 자체의 크기가 커 이전부터 소형화가 요구돼 왔다.

리액터는 장비의 안정적인 작동을 보장하기 위해 펄스 전압의 노이즈를 제거하는 역할을 담당하고 있으며,그 부피는 입력 전압의 펄스주기와 크기에 따라 결정된다. 반대로 펄스 주기를 단축하고, 입력 전압을 저하시킬 수 있다면 소형화가 가능하게 된다.

이에 따라 미쓰비시는 우선 전력 반도체 소자의 고속 스위칭화를 실현했다. 스위칭은 DC컨버터를 구성하는 전력 반도체 소자의 ON/OFF 전환을 동작해 이로 인한 반복 펄스가 발생한다. 미쓰비시는 이번 스위칭 속도를 고속화하는 기술을 새롭게 개발하고 개별 펄스주기를 단축하는 데 성공했다.

두번째는 ‘새로운 회로’의 개발이다. 스위칭시의 전력 변동을 억제하는 기술을 이용해 3레벨 인버터 회로를 인버터에 적용할 수 있도록 했다. 3레벨 인버터 회로는 기존의 2레벨 인버터 회로에 비해 전압의 진폭을 줄일 수 있다.

이로 인해 리액터에 입력한 전압량을 낮출 수 있게 되고 리액터의 소형화를 달성할 수 있었다.

또한 소형화와 동시에 고효율 제어기술 개발에도 진행했다. 현재 기기에서는 DC컨버터의 사용 대수가 1개 뿐이지만 이것을 2개를 사용하도록 구성을 바꿨다. 저출력시에는 2대 중 하나만을 동작시키고 또한 실행 중인 DC 컨버터에 대해서도 전력 반도체 소자의 스위칭을 일부 정지시킨다. 이를 통해 1kW 이하의 저출력시의 전력 손실을 기존대비 약 30 % 감소하는 데 성공했다.

미쓰비시는 일반 가정의 경우 전자레인지 등 축전지의 전력 사용량이 1kW 이하가 낮은 출력 전력의 사용 빈도가 높기 때문에 낮은 출력의 전력 손실을 저감하면서 태양광발전에 의한 잉여전력을 가정 에서 보다 효율적으로 활용할 수 있다고 설명했다.

현재 실증제품의 구체적인 치수는 밝혀지지 않았다. 미쓰비시는 전기차용 파워컨디셔너 시장 규모가 현재 10억엔 정도지만 10년 후 수백억엔의 시장으로 성장할 것으로 전망했다.

특히 향후 소형 고효율 전기차용 파워컨디셔너의 양산화를 목표로 체제를 정비해나간다는 방침이다.

저작권자 © 투데이에너지 무단전재 및 재배포 금지