부피·무게 확 줄인 전기차급속충전기 개발[1일IT템]

전기연구원, 신개념 반도체 변압기 개발 효성·중앙제어와 함께 올인원시스템 구축 동우전기에 반도체 변압기 기술 이전

전기연구원 백주원 박사가 반도체 변압기를 활용한 전기차 급속 충전 시스템에 대해 설명하고 있다. 전기연구원 제공

[파이낸셜뉴스] 한국전기연구원(KERI) 전기추진연구센터 백주원 박사팀이 반도체 변압기를 이용한 전기차 급속 충전기를 개발했다. 이 급속 충전기는 연구진이 효성과 중앙제어와 협력해 개발됐으며, 반도체 변압기 기술은 최근 동우전기에 기술이전해 제품화와 양산화를 진행중이다.

백주원 박사는 13일 "전기차 급속 충전기에 적용한 반도체 변압기는 고속철도 및 전기선박의 추진 전원, 에너지저장장치(ESS), 신재생 연결 전력변환장치 등 다양한 직류 전원 분야에 응용될 수 있다"고 말했다.

이 전기차 급속 충전기는 1000㎾급으로 50㎾에서 1000㎾까지 다양하게 충전 포트 수와 용량 구성이 가능하다. 또 연구진이 개발한 핵심원천 기술은 충전 설비의 부피와 무게를 획기적으로 낮춰 협소한 도심공간에도 충전기를 설치할 수 있다.

흔히 도로에서 많이 발견되는 전봇대의 주상변압기는 22.9㎸의 큰 교류 전압을 220V나 380V로 낮춰주는 역할을 한다. 또 대부분의 전자제품은 직류로 작동해 교류를 직류로 바꾸는 컨버터가 반드시 필요하다.

전기연구원 백주원 박사가 개발한 반도체 변압기는 전기차의 대용량 급속 충전을 지원한다. 전기연구원 제공

연구진은 우선 기존 변압기와 비교해 자유롭게 전압과 전류를 조절하고 무게와 부피, 시스템을 단순화 시킨 고성능 반도체 변압기를 개발했다. 약 10년 이상의 연구개발을 거쳐 반도체 변압기에 필요한 제어, 회로, 설계, 해석, 절연 기술을 확보해 왔다. 또 직류 에너지의 활용도를 높이기 위해 다른 에너지원과 부하를 연결할 수 있는 구조도 개발했다.

백주원 박사는 "반도체 변압기는 기존에 활용되던 전력변환장치와 관련한 모든 응용 분야에 적용이 가능하며, 앞으로 우리가 사용하는 직류 기기가 많아질수록 활용 분야는 더욱더 넓어질 것"이라고 설명했다. 그러면서 "반도체 변압기의 절연 능력 향상 및 가격 경쟁력 확보, 활용성 제고를 위해 연구개발에 계속 힘쓰겠다"고 밝혔다.

한편, 연구진은 개발 기술의 높은 수준을 인정받아 지난해 전력전자학회 우수 논문상을 받았으며, 이와 관련한 국내 특허 출원도 다수 완료했다.

[e-mail] 김만기 기자