TI(텍사스인스트루먼트)는 3일 온라인 미디어 간담회를 통해 TI의 파워트레인 시스템 통합 솔루션에 대해 발표했다. TI는 통합 솔루션을 통해 부품수를 줄이고, 설계를 간소화해 시스템 비용을 50% 절감할 수 있다고 밝혔다. 

박서민 TI 오토모티브 사업 부문 국내 영업 상무는 "내연 엔진차량과 전기차 가격차이는 1300만원에 달한다"며 "전기차 가격과 주행거리가 전기차 보급의 가장 큰 장벽이 되는 상황에서 부품 통합으로 시스템 부피를 줄이고, 비용 절감과 주행거리 향상에 기여할 수 있을 것"이라고 말했다. 

TI의 시스템 통합 솔루션은 파워트레인의 개별 설계가 아닌 통합 설계를 통해 제조 단가를 낮추고 쉬운 설계를 가능케 한다. 중복되는 부품수를 줄여, 소모 전력을 줄이고, 부품 이상이 발생할 확률을 줄여 신뢰성을 높였다. 박서민 상무는 "통합 파워트레인 구성 시, 기능 안전을 위한 별도 50여가지의 추가부품이 필요 없다"며 "시스템 신뢰성은 부품부, 각각의 부품 고장율에 결정되기 때문에 단일부품의 안전 기준을 만족하는 TI 솔루션을 사용시 시스템의 성능 및 신뢰성 향상에 기여한다"고 설명했다.

파워트레인 통합은 OBC(On Board Charger)·DC/DC·인버터 등을 결합해 시스템 차원에서 이루어진다. 파워트레인 통합은 제조사가 원하는 방식대로 다양하게 제공될 수 있다. 예컨대 제조사 요구사항에 따라 DC/DC에 OBC를 묶어 시스템을 구성하거나, 인버터까지 하나의 도메인 컨트롤 유닛에 통합하는 방식이다.

TI 측은 파워트레인 통합을 가능하게 하는 TI제품으로 차량용 GaN(질화갈륨) FET(전계효과트랜지스터), 절연형 게이트 드라이버 등을 제시했다. 이를 통해 시스템 비용과 사이즈 절감에 기여할 수 있다는 설명이다. 

TI는 차량용 GaN FET를 통해 DC/DC컨버터와 OBC의 크기를 기존의 Si또는 SiC기반의 시스템보다 최대 50%절감한다고 밝혔다. 박 상무는 "스위칭 전원회로에서 해당 부품의 크기와 용량은 GaN, Si FET와 같은 스위칭 소자의 스피드에 달려있다"며 "GaN FET는 일반 Si FET, SiC 와 달리, 물성적으로 전자의 모빌리티가 제일 빠르기 때문에 스위칭 주파수를 2.2Mhz까지 효율 저하없이 증가 시킬 수 있다. 자기소자 등의 크기를 줄여 전체 보드 사이즈를 50% 까지 축소할 수 있다"고 전했다. 

절연형 게이트 드라이버에는 50개 이상의 안전메커니즘이 포함돼 BOM(Bill of Material)을 줄인다. 절연형 게이트 드라이버 는 전기차의 핵심인 모터에 사용되는 FET를 구동하는 소자다. 가혹한 조건에서도 해당 FET를 빠르게 보호하고, 인버터에 흐르는 각종 전류, 전압, 온도 정보 등을 모니터링, 제어하고 MCU(마이크로컨트롤유닛)와 커뮤니케이션 해야 한다. TI 측은 "해당 기능을 구현하기 위해서는 외부에 약 50여가지의 추가 부품이 필요한데 TI 절연형 게이트 드라이버는 해당 블럭을 다 포함하고 있어 시스템 BOM을 줄일 수 있다"며 "신호를 받는 입력부와 고전압, 고전류를 구동하는 출력단 사이에 높은 수준의 절연 특성을 가지고 있다"고 말했다. 

해당 제품들은 품질 및 안전성 인증 기업인 TÜV SÜD(티유브이 슈드)에서 인증한 기능적 안전성 개발 프로세스를 적용해 개발됐다. 또한 자동차 기능 안전 국제 표준(ISO26262) 인증 최고 등급인 ASIL-D 안전 컨셉트에 대해서 외부 평가기관으로부터 검증된 레퍼런스 디자인을 제공한다.