이튼, 48V 기술 시리즈 개발

전력관리 기업 이튼(Eaton)이 자사의 자동차그룹(Vehicle Group)을 통해 48V 기술 시리즈를 개발했다고 10일 밝혔다.

이튼 48V 기술 시리즈는 온/오프 하이웨이 상용차 회사들이 기존 12/24V 차량 시스템을 48V 아키텍처를 포함하는 시스템으로 전환하도록 지원하는 기술이다. 

이튼 자동차그룹 기술개발 총괄 벤 카러(Ben Karrer)는 “전 세계 자동차 제조업체들이 차량 배출가스 규제에 대응하기 위해 새로운 기술을 도입하는 추세에 발맞춰 48V 기술을 개발했다”며 “48V 아키텍처는 무엇보다 이산화탄소와 질소산화물을 동시에 줄여 고객과 환경에 유익해 점점 더 인기를 끌고 있다”고 말했다.

대다수 자동차는 보통 12V 시스템으로 구동한다. 하지만 연비 규제가 엄격해지고 새로운 첨단 에너지 절약 부품이 출시돼 전력 요구사항이 늘면서 48V 시스템으로 대체하려는 움직임이 일고 있다.

48V 아키텍처 시스템, 기계 부하 및 이산화탄소 줄여

오늘날 자동차 시스템은 대부분 엔진 출력에서 직접 동력을 전달받고 냉난방 장치, 펌프 등의 12V 시스템을 구동한다. 이튼이 개발 중인 48V 시스템은 48V DC 동력을 생산하는 전동 발전기와 인버터를 포함한다. 이튼은 48V 차량 아키텍처에서 12/24V 시스템으로 동력 전압을 낮추는 48V DC/DC 컨버터도 생산할 예정이다.

48V 시스템, 열 후처리 촉매로 질소산화물 배출 감소 가능

질소산화물(NOx) 배출량을 최대 90% 줄여야 하는 새로운 배출 규제가 가시화되면서 전 세계 엔진 제조업체들이 새로운 배출가스 감축 전략을 마련해야 한다는 목소리가 커지고 있다.
이튼 자동차그룹은 차량 후처리 시스템에 직접 열을 전달하는 48V 전기 촉매 예열용 전력전자 소자도 개발하고 있다. 이런 능동 예열은 엔진에 시동을 걸 때 촉매 부품이 효율적이고 빠르게 동작 온도에 이르고 부하 운전이 낮을 때 동작 온도를 유지하는 데 도움이 된다. 향후 탄소 배출 규제가 요구하는 수준까지 배출량을 줄이려면 반드시 필요한 전략이 될 것으로 예상된다.

카러 총괄은 “48V 전력은 기존 엔진이 구동하는 HVAC이나 엔진 냉각팬과 같은 전력 시스템에도 사용될 수 있다”며 “오늘날의 시스템은 지능형 시스템이 아니기 때문에 제어가 어렵다. 이런 부품들을 전기 대안으로 전환하면 지능적으로 통제가 가능하며 기계적 부하를 제거할 수 있다”고 말했다.

전기 냉각, 여러 환경적 혜택과 효율성 제공

이튼은 전기 엔진 냉각팬과 전기 냉난방 압축기도 개발 중이다. 냉각팬을 전기로 구동하면 또 다른 이점이 생긴다. 냉각팬의 크기를 줄여 엔진룸에 배치할 수 있기 때문에, 공기역학적 설계를 유연하게 적용해 연비를 개선하고 배출량을 줄일 수 있다.

48V 시스템 전력 저장용 슈퍼커패시터(Supercapacitor)와 납축전지

이튼 자동차그룹은 납축전지와 슈퍼커패시터 등 다양한 48V 에너지 저장 솔루션을 개발하고 있다.

카러 총괄은 “우리는 제어 장치, 퓨즈, 접촉기 등의 대형 저장팩에 다양한 에너지 저장 기술을 통합하고 있다”며 “이튼 전기부품그룹(Electrical Components Group)을 슈퍼커패시터 파트너로 맞았으며, 많은 상용차 배터리 제조업체들과 협력해 납축전지를 개발할 것”이라고 말했다.

납축전지는 리튬이온 팩에 비해 저렴하며 기존 납축전지 애플리케이션보다 긴 수명을 자랑한다.

슈퍼커패시터는 리튬이온 배터리보다 충방전 속도가 빠르다. 크기와 무게는 리튬이온 팩과 비슷하고 높은 수준의 에너지를 보존하지 않으며 액체 냉각 시스템이 필요 없다. 긴 수명도 강점이다. [AEM]

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AEM_Automotive Electronics Magazine