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SiC TECHNOLOGY

포뮬러 E에 대한 도전

로옴은 시즌 3부터 VENTURI 포뮬러 E팀의 공식 테크놀로지 파트너로서 SiC (실리콘 카바이드) 파워 디바이스를 제공해 왔습니다.

배터리 구동의 포뮬러 E와 기존의 모터 스포츠의 가장 큰 차이점으로는 전원 관리가 대표적입니다. 전력을 어떻게 최대한으로 활용할 수 있는지가 승패를 좌우합니다.
전기를 낭비하지 않고 최대한으로 활용할 수 있는지는, 배터리로부터의 전기를 제어하여 모터에 공급하는 인버터의 성능에 달려있습니다.
그리고 로옴의 도전도 바로 그곳에 있습니다.

포뮬러 E에 있어서,
SiC 파워 디바이스의 효과

벤츄리 포뮬러 E 팀 (VENTURI Formula E Team) 머신의 인버터에 탑재된 Full SiC 파워 모듈은, 로옴의 독자적인 모듈 내부 구조 및 방열 설계의 최적화를 실시한 새로운 패키지의 개발을 통해, 대전류화를 실현하였습니다. 또한, 일반적인 동등 전류 정격의 IGBT 모듈에 비해 스위칭 손실을 75% 저감 (칩 온도 150℃ 시)하여, 어플리케이션의 에너지 절약화에 기여합니다. 고주파 구동에 의한 주변 부품의 소형화뿐만 아니라, 고주파 구동 시에는 스위칭 손실의 저감 효과가 한층 더 커지므로, 냉각 시스템 등의 소형화에도 기여합니다.
포뮬러 E에서는, 본 Full SiC 파워 모듈을 머신 구동의 중핵을 담당하는 인버터 부분에 활용함으로써, SiC가 탑재되기 전인 시즌2에 비해, 43%의 소형화, 6kg의 경량화를 실현하였습니다.

또한, 시즌 5부터는 로옴의 게이트 드라이버도 탑재됩니다. 게이트 드라이버는 파워 디바이스를 컨트롤하여, 협력 작용을 통해 전기 구동 머신에 최적인 솔루션을 제공합니다.

전기자동차 진화의 열쇠는
인버터에 있다!

포뮬러 E와 같은 경주 머신뿐만 아니라, 일반 도로를 주행하는 전기자동차의 혁신에도 전기의 고도 제어가 꼭 필요합니다.

현재, EV의 개발에서는, 배터리의 대용량화, 모터의 저전력 · 회전 성능 향상이 과제입니다. 한편, 배터리로부터의 전기를 제어하여 모터에 공급하는 역할을 담당하는 인버터는 「고효율화」와 「소형화」의 양립이 중요한 테마입니다.
「고효율화」란, 배터리에서 모터로 전기를 공급할 때 발생하는 손실을 최소한으로 저감하는 것입니다. 「소형화」란, 인버터 자체의 사이즈를 작게 하는 것뿐만 아니라, 냉각 장치 등의 주변 장치도 소형화함으로써, 전체의 사이즈 축소를 도모하는 것입니다.
EV의 인버터가 이러한 두가지의 큰 과제를 해결하게 되면, 동일 용량의 배터리를 사용하여 주행 거리를 연장하거나, 주행 거리를 유지한채 배터리 용량을 작게 할 수 있습니다.
최근, 이러한 인버터 성능을 비약적으로 향상시키기 위해 주목받고 있는 것이 SiC 파워 디바이스입니다.

SiC Power Devices

SiC란, 규소 (Si)와 탄소 (C)의 화합물입니다. 천연 상태로 발견되기는 희박하여 현재는 인공적으로 만들며, 고품질 정제 및 가공을 위해 높은 기술력이 필요합니다.
이러한 SiC를 사용한 SiC-MOSFET의 양산을 세계 최초로 성공한 기업이 바로 로옴입니다. SiC 파워 디바이스의 특징은 기존의 반도체 대비 훨씬 높은 전력 변환 효율입니다. 또한, 변환 시에 발생하는 열도 적으므로, 냉각 기구를 포함한 기기의 대폭적인 소형화가 가능합니다. 이러한 특징이 인정되어, 현재는 대전력 · 고전압을 필요로 하는 폭넓은 분야에서 본격적으로 보급되고 있습니다. 로옴은 SiC의 리딩 컴퍼니로서 기술과 품질에서 최첨단 제품을 끊임없이 개발하고 있습니다.

INTERVIEW

Franck Baldet, CTO,
VENTURI Formula E Team

「포뮬러 E는 최첨단 기술을 차세대 전기자동차로 테스트할 수 있는 유일한 모터 스포츠입니다. 우리는 포뮬러 E 경주에서 가장 중요한 전력 관리를 위해, 로옴과 테크놀로지 파트너십을 체결한 것을 매우 기쁘게 생각합니다. Full SiC 파워 모듈 채용으로, 경량 및 탑재 스페이스를 최소한으로 억제한 인버터를 실현할 수 있었습니다. 최첨단 기술의 활용을 통해, 랩타임이 대폭 단축될 것으로 기대하고 있습니다. 앞으로도 로옴과의 파트너십을 통해 기술 혁신을 추진해 나가고자 합니다.」