미국 반도체 기업 텍사스 인스트루먼트가 전기차의 배터리 효율을 극대화하고 승차감을 향상시킬 수 있는 신형 고정밀 전류 센서 'TMCS2100-Q1'을 공개했다. 이번에 선보인 센서는 배터리의 전력을 모터로 전달하고 제어하는 핵심 부품인 트랙션 인버터에 탑재되도록 설계됐다고 밝혔다.

인버터가 적절한 시점에 정밀한 전력을 모터에 공급하기 위해서는 전류 흐름을 정확히 측정하는 것이 필수적이다. 기존 센서의 미세한 측정 오차는 출력 변동(토크 리플)을 유발해 가속 시 이질감을 주거나 진동, 모터 소음, 불필요한 열 발생 등으로 에너지 손실을 일으키는 원인으로 지목돼 왔다.

자동차 업계는 그동안 정확도가 높지만 크고 무거운 자기 코어형 센서와, 소형·경량화에 유리하지만 차량 진동에 약해 측정값이 흐트러지는 코어리스 센서 사이에서 타협점을 찾아야 했다.

텍사스 인스트루먼트의 TMCS2100-Q1은 수평과 수직 방향의 자기장을 동시에 측정하는 다축 감지 기술을 적용해 이러한 한계를 극복했다. 주행 중 발생하는 진동으로 센서 위치가 미세하게 탈착되거나 벗어나더라도 이를 즉각 보상하는 방식이다.

텍사스 인스트루먼트는 신형 센서는 기존 단방향 코어리스 센서 대비 정밀도가 최대 20배 향상됐다고 주장했다. 차량 진동으로 센서 위치가 0.4mm 이동하는 오차가 발생해도 측정 오차율을 1% 이하로 유지한다. 특히 대용량 전력을 신속하게 제어해야 하는 800V 고전압 시스템 및 고성능 파워트레인에서 이러한 초정밀 제어 능력이 크게 빛을 발할 것으로 기대했다.

센서 단품 하나가 전동화 차량의 전체 주행거리를 획기적으로 늘려주는 것은 아니지만, 인버터의 크기와 무게를 줄이고 모터 구동 전력을 보다 정밀하게 제어함으로써 가속 부드러움 향상, 모터 정숙성 확보, 파워트레인 종합 효율 개선 등 실질적인 이점을 제공할 전망이다
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