일본산업뉴스요약

Nikkei X-TECH_2021.7.2

폭스바겐의 본격 EV 'ID.3' 철저 분해
ID.3의 인버터, 인피니온의 범용품
EV 최초의 냉각 구조화

이번엔 독일 폭스바겐의 전기 자동차(EV) ‘ID.3’의 전동 액슬의 마지막 요소인 인버터를 분해해보았다. 인버터는 알루미늄 합금 케이스로 덮여 있으며 내부에는 주요 부품인 제어기판과 게이트 구동회로 기판, 파워모듈이 있었다.

제어기판과 게이트 구동회로 기판 사이에는 알루미늄제 주조부품이 있었다. 게이트 구동회로 기판 쪽에는 방열용 실리콘이 부착되어 있고, 이것이 알루미늄 부품에 접면해 있다는 점에서 주로 냉각을 위한 것으로 보인다.

인버터의 내부 구조는 전체적으로 공간적 여유가 있었다. 모터와 감속기 위에 탑재되어 있는 구조이기 때문에 바닥 면적을 크게 잡았을 것이다.

-- 파워 모듈을 냉각시키면서 평활용 커패시터도 냉각 --
파워모듈과 게이트 구동회로 기판은 파워모듈에 연결된 핀으로 접속되어 있었다. 파워모듈 아래에는 물이 흐르는 알루미늄제 냉각 유닛이 있으며, 이것을 파워모듈의 방열부로 뚜껑 덮는 듯한 구조로 되어 있었다. 이 냉각 유닛 아래에는 평활용 필름 콘덴서가 설치되어 있어 파워모듈과 동시에 이것을 냉각하는 구조였다.

지금까지 EV의 인버터를 많이 분석해 온 나고야대학 미래재료·시스템연구소의 야마모토(山本) 교수는 “1개의 냉각 유닛으로 파워 모듈과 다른 부품을 냉각하는 구조는 처음 보았다. 아마도 EV에서는 최초일 것이다”라며 놀라워했다.

제어 기판에는 독일의 인피니온 테크놀로지(Infineon Technologies)의 마이크로 컨트롤러 ‘트리코어(TriCore)’와 미국 인텔의 ‘CPLD(Complex Programmable Logic Device)’의 조합이 탑재되어 있었다. 트리코어에서 제어 신호를 만들고, CPLD에서 신호의 성형 및 타이밍 조정을 하는 것으로 보여진다. 야마모토 교수는 “트리코어와 프로그래머블한 IC의 조합은 타사의 EV 인버터에서도 볼 수 있다. 납땜이 벗겨지는 등의 트러블을 염려해 복수 칩을 통합화하는 흐름의 일환일 것이다”라고 분석했다.

파워 모듈에는 Si IGBT를 사용한 인피니온의 범용 모듈 ‘하이브리드팩 드라이브(HybridPACK Drive)’가 사용되고 있었다. 탑재품에 각인된 제품번호 FS820R08A6P2B로 사양을 조사한 결과, 정격 내전압 750V/정격 전류 820A품으로 밝혀졌다. 인피니온의 범용 파워 모듈은 닛산 자동차의 ‘리프(LEAF)’ 등, 전세계 EV에 채택되고 있어 EV에 있어서의 표준이 되고 있다.

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