차량용 48V 아키텍처 개요 (48V Architecture for Automotive E/E System)

출처: 테슬라

 

자동차 E/E 시스템 발전은 고객의 다양한 니즈와 자율주행이나 전기차와 같은 기술적 요구와 효율성 향상에 따라 진화해왔습니다. 초기 자동차 E/E 시스템은 6볼트(V) 시스템을 사용했으나, 1950년대부터 12V 시스템이 표준이 되었습니다. 그러나 차량 전기 요구 사항이 증가함에 따라 12V 시스템의 한계가 드러났습니다. 예를 들어 12V 시스템은 상대적으로 낮은 전압을 사용하기 때문에 고출력 전기 장치를 효율적으로 운영하는데 한계가 있으며, 12V와 같이 낮은 전압에서 높은 전력을 전달하려면 더 두껍고, 무거운 배선을 사용해야 하기 때문에 이는 차량 중량과 비용 증가로 이어질 뿐만 아니라, 높은 전류를 필요로하여 전력 손실이 증가한다는 문제가 있습니다. 그밖에 추가적인 전기 장치를 통합하는데에도 한계가 있습니다. 결국 초기 자동차 E/E 시스템으로는 충분했으나, 최근 복잡한 시스템에서 요구되는 전력량을 감당하기에는 한계가 있습니다. 따라서 이러한 문제를 극복하기 테슬라와 같은 혁신적인 기업들은 48V 아키텍처를 도입하기 시작했습니다  .

 

E/E 시스템을 위한 48V 아키텍처의 의미

E/E 시스템 48V 아키텍처는 더 높은 전압을 사용하여 전력 전달 효율을 높이고, 배선 복잡성을 줄이며, 전기차(EV)와 하이브리드 차량의 성능을 극대화하는 데 목표를 두고 있습니다. 이는 전력 소비 효율성과 차량 무게 감소에 직접적인 영향을 미쳐 EV의 주행 거리와 성능을 향상시킵니다.

특징

	12V 아키텍처	48V 아키텍처
전압	12V	48V
전력 전달	제한된 전력 제공	더 높은 전력 제공
배선	두껍고 무거운 배선 필요	가변운 배선 가능
효율성	낮은 효율성	높은 효율성
적용	대부분의 전통적 내연기관 차량 및 초기 전기차	최신 전기차, 하이브리즈 차량, 고성능 전기 시스템
장점	• 널리 채택되어 있어 부품의 호환성 높음 • 저렴한 부품 비용	• 높은 전력 효율성 • 경량화된 배선 구조 • 높은 성능의 전기 부품 지원
단점	• 높은 전력 부하 시 배선 및 부품의 무게 증가 • 효율성 낮음 • 복잡한 배선 구조	• 초기 도입 비용 높음 • 기존 12V 부품과의 호환성 문제 • 새로운 안전 문제 발생 가능

 

48볼트로 전환 시 고려해야 할 사항

48V 시스템으로의 전환은 초기 도입 비용이 높습니다. 새로운 부품과 시스템을 개발하고 생산하는 데 필요한 투자 비용을 고려해야 합니다.

기존 12V 시스템과 호환되지 않는 부품 문제가 발생할 수 있습니다. 따라서 전체 시스템의 전환을 고려할 때 기존 부품을 대체하거나 새롭게 개발하는 비용과 시간을 고려해야 합니다. 마지막으로 48V 시스템은 높은 전압을 사용하기 때문에 새로운 안전 문제를 초래할 수 있습니다. 전기 충격 위험을 줄이기 위한 추가적인 안전 장치와 설계가 필요합니다.

 

테슬라 사이버트럭의 48볼트 아키텍처

테슬라 사이버트럭은 48V 아키텍처를 채택하여 차량의 효율성과 성능을 극대화했습니다. 이 시스템은 전력 전달의 효율성을 높이고, 배선을 단순화하며, 차량의 무게를 줄였습니다. 또한, 테슬라는 자체적으로 48V 시스템에 최적화된 부품과 액세서리를 개발하여 차량의 전체적인 성능을 향상시켰습니다 .

 

정책적 지원 필요 사안

• 연구개발 지원: 48V 시스템 관련 기술 개발을 지원하기 위한 연구개발(R&D) 자금을 확보하고, 관련 연구기관과 기업의 협력을 촉진해야 합니다.
• 표준화 추진: 48V 시스템의 표준화를 추진하여 부품의 호환성을 높이고, 국내 자동차 산업의 경쟁력을 강화해야 합니다.
• 인프라 구축: 48V 시스템 도입을 위한 생산 인프라와 교육 프로그램을 마련하여, 관련 기술 인력을 양성하고 산업 전반의 전환을 지원해야 합니다.
• 세제 혜택: 48V 시스템 도입을 장려하기 위해 초기 도입 비용을 낮출 수 있는 세제 혜택을 제공해야 합니다.

 

결론

테슬라의 48V 아키텍처 도입은 자동차 산업의 중요한 전환점이 될 것입니다. 12V 시스템은 오랜 기간 동안 효과적으로 사용되어 왔지만, 현대 전기차의 복잡한 요구를 충족하기에는 한계가 있습니다. 48V 시스템은 이러한 한계를 극복하고, 전기차의 성능과 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

특히, 테슬라와 같은 기업이 48V 시스템을 도입함으로써 산업 전체에 미치는 영향은 상당할 것입니다. 이는 다른 자동차 제조업체들이 48V 시스템을 채택하도록 유도하고, 궁극적으로는 자동차 전기 시스템의 표준을 다시 정의하는 계기가 될 수 있습니다.

그러나, 48V 시스템으로의 전환에는 초기 비용 증가와 기존 12V 부품과의 호환성 문제 등 여러 도전 과제가 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 산업 전반의 협력과 지속적인 연구 개발이 필요합니다.

 

 

참고 사이트

• Electrek

• The Driven

• Ground News