"전기차 무선 충전시 방사되는 전자파 저감"…기술 개발

[대구=뉴시스] 나호용 기자 = 계명대학교 연구팀이 전기차 무선충전시 방사되는 전자파를 저감시키는 기술을 개발했다.

31일 계명대에 따르면 자동차공학과 신유준 교수와 전자공학과 우성호 교수는 학과 간 공동연구를 통해 전기차 무선전력전송(Wireless Power Transfer, WPT) 시스템에서 발생하는 다중 고조파의 방사 전자파 간섭(Electromagnetic Interference, EMI)을 효과적으로 줄일 수 있는 기술을 개발했다.

이번 연구는 자동차 시스템과 전자회로·전자파 분야의 연구 역량을 결합한 공동연구다.

연구 결과는 국제전기전자공학회(IEEE)가 발행하는 국제 학술지 IEEE Transactions on Industrial Electronics(IEEE 산업전자학회 논문지)에 ‘A Multifrequency Harmonic Suppression Approach for Eliminating Radiated Emissions in LCC-LCC WPT System for Electric Vehicles(전기차용 LCC-LCC 무선전력전송 시스템의 방사 전자파 제거를 위한 다중주파수 고조파 억제 접근법)'라는 제목으로 게재됐다.

해당 학술지는 JCR 기준 상위 1.85%에 해당하는 Q1 등급 학술지다.

전기차 무선충전 시스템은 전력변환 과정에서 발생하는 3차·5차·7차 고조파 전류가 송·수신 코일을 통해 방사되며 주변 전자기기에 전자파 간섭을 일으킬 수 있다.

기존 차폐 방식은 시스템 크기와 무게 증가로 이어지거나 특정 고조파만 선택적으로 억제할 수 있는 한계가 있었다.

연구팀은 송신부와 수신부 보상회로에 목표 고조파별 수동 LC 공진회로를 적용하는 방식을 적용했다. 고조파 전류가 주 전력전송 코일로 흐르지 않도록 차단하면서 기본 동작주파수에서의 전력전송 특성은 유지하도록 설계했다. 억제가 필요한 고조파 성분에 따라 필터를 유연하게 추가할 수 있는 모듈형 구조도 제시했다.

실험 결과 3차·5차·7차 고조파를 동시에 억제했을 때 방사 EMI가 각각 22.2 dB, 14.9 dB, 16.1 dB 감소한 것으로 나타났다.

필터 적용에 따른 전력전송 효율 감소는 최대 1.6% 포인트 수준으로 제한됐다. 송·수신 코일 간 거리 변화 조건에서도 안정적인 저감 성능을 유지했다.

신 교수는 "자동차공학과와 전자공학과의 융합 연구를 통해 전기차 무선충전 시스템에서 발생하는 방사 전자파 문제를 회로 설계 관점에서 근본적으로 해결할 수 있었다"며 "향후 고출력 무선충전 시스템의 전자파 적합성 확보에 널리 활용될 수 있을 것"이라고 말했다.

우 교수는 "두 학과의 연구 역량을 결합해 기본파 전력전송 특성을 유지하면서 여러 고조파를 선택적으로 억제하는 설계 방법을 제시했다"며 "앞으로 실제 차량과 고출력 환경에서 기술의 적용성을 검증해 나갈 계획"이라고 밝혔다.

이번 연구는 자동차공학과 신 교수가 제1저자, 전자공학과 우 교수가 교신저자로 참여한 공동연구로 수행됐다. 계명대 비사연구 지원을 받았다.


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