자동차용 전장부품 EMC가 전기차 및 자율주행의 확산으로 반도체 수량의 증가와 차량내 통신이 복잡해 지면서 기존의 비히클 레벨을 넘어 반도체 레벨까지 만족해야 하기 때문에 전장부품 출시를 위한 EMC가 고난이도화 되고 있는 것으로 나타났다.

연규봉 한국자동차연구원 수석연구원은 지난 12월10일 개최된 ‘2024 e4ds Analog Day’에서 ‘전기차 등 전장부품에서의 전자파 간섭문제와 EMI 차폐’를 주제로 발표하며, 자동차용 전장부품 EMC가 점점 어려워지고 있다고 밝혔다.

연규봉 수석연구원에 따르면 전기차에 들어가는 전원 체계가 고전압으로 높아지고 있다며 차량내 전압이 350V, 680V 등으로 높아지면서 전장부품은 1,200V까지 견뎌야 하고 메인 부품 이외에 나머지 노드 단으로 들어가는 전압도 60V까지 높아지며, 마진을 고려할 때 42V, 48V까지 개발하고 있어 EMC에 대한 고려가 높아지고 있다고 밝혔다.

이러한 추세와 더불어 SiC(실리콘 카바이드) 반도체 채용이 늘어나며, SiC가 장점으로 가지고 있는 빠른 응답성과 넓은 대역폭은 오히려 EMI를 높여 EMC 대응을 더욱 어렵게 하고 있다고 언급했다.

이에 전압을 빨리 올리고, 전압을 빨리 내리고 할 때마다 전자파가 방사되기 때문에 이에 대한 대응책이 절실한 상황이라고 말했다.

또한 파워라인 커뮤니케이션 문제도 등장하고 있는데 전원 충전시 과금 및 안전진단 등 각종 정보를 교류하는데 어느 한 쪽에서 문제가 발생시 한쪽을 차단하도록 통신하는데 국제 표준이 정해져 있지만 국내에서는 잘 못쓰고 있는 형편이라 이에 대한 대응이 시급하다고 밝혔다.

이와 함께 자율주행차의 경우 레벨5의 경우에는 운전자의 개입이 없이 차량이 스스로 운행을 해야 하는데 이 경우 안전을 담보하기 위해 EMC가 더욱 중요해 지고 있으며, SDV의 확산으로 차량 아키텍처도 조날 아키텍처(Zonal Archtechture)로 변화하고 있는데 이 경우 차량 제어를 위한 반도체 및 통신칩 사용이 늘어나고 반도체가 차량 제어를 주도하기 때문에 반도체를 EMI로부터 보호하는 것이 중요해 기존의 차량레벨 수준의 EMC가 아닌 반도체 수준의 EMC가 절실하다고 언급했다.

특히 요즘 완성차 업체들이 훨씬 더 보수적으로 바뀌면서 반도체 업체에게 모듈이라던지 그 상위 레벨까지 다 EMC 테스트를 거쳐서 납품을 요구하고 있고, 국제 표준이 있음에도 불구하고 자동차 회사마다 표준이 또 따로 있어 전장부품 납품이 어려운 실정이라고 말했다.

특히 전장화가 가속화되며, 정전기에 대한 문제 발생이 높은데 반도체와 관련 있는 EMI 문제의 80%가 정전기일 정도로 정전기 관리에 대한 대비를 철저히 해야 한다고 주장했다.

통신선과 관련해서도 통신선의 경우 대부분이 차폐가 없이 와이어 2개를 꼬아서 사용하는 실정이라며, 이 경우 EMI에 취약하다고 밝혔다.

이 경우 자동차 제어와 관련된 문제가 발생하기 쉬운데 자율주행을 위한 센서가 점점 늘어나는 상황에서 케이블 차폐에 신경을 쓰다보면 차량 무게가 늘어나고, 연비에 상당한 문제가 생기는 만큼 EMC 리미트만 맞추는게 현재 상황이라고 밝혔다.

또한 차량에서는 여러 가지 통신 프로토콜을 쓰는데 이것들이 다 EMC에 연결이 돼 있어 이에 대한 고려도 필요하다.

더불어 반도체를 비롯해 전장부품 납품을 위해서 신뢰성 테스트를 진행해야 하는데 국제 표준을 넘어 자동차 메이커가 원하는 기준을 만족하기 위해서는 인증된 기관을 통해 신뢰성 테스트를 진행하는 것이 납품에 유리하다고 조언했다.