전기차용 2000V 고전압 MLCC 개발···기술 개발 속도 ‘UP‘
시장 규모 올해 40억달러→2029년 110억달러 전망
▲삼성전기 전기자동차 배터리관리시스템용 고전압 MLCC 이미지.
삼성전기가 기술 경쟁력을 앞세워 전기차 배터리관리시스템(BMS)용 적층세라믹커패시터(MLCC) 시장에서 두각을 나타내고 있다. 지난 3월 1000V 고전압 MLCC를 개발한 데 이어 4개월여만에 2000V 제품을 선보이면서다. 전기차 시장에서 충전 속도와 효율을 높이는 경쟁이 치열한 상황이라 수요가 상당할 것으로 전망된다.
17일 업계에 따르면 삼성전기는 최근 전기차 BMS용 2000V MLCC 개발에 성공했다. MLCC(Multi-Layer Ceramic Capacitor)는 전자제품의 회로에 전류가 일정하고 안정적으로 흐르도록 제어하는 부품이다.
자동차에는 동력전달, 안전, 자율주행, 인포테인먼트, 파워트레인 등에 최소 4000개에서 2만여개의 MLCC가 탑재된다. 전기차 BMS의 경우 배터리의 전류, 전압, 온도 등을 관리한다. 전기차는 배터리 용량에 따라 주행거리가 결정되기 때문에 용량을 높이는 추세다. 높은 용량의 배터리를 빠르게 충전하기 위해서는 사용전압이 지속 높아질 것으로 관측된다. 삼성전기는 자동차 전장을 핵심 성장 동력의 하나로 삼고 있다.
현재 전기차는 주로 400V의 배터리 관리 시스템을 사용한다. 최근에는 플러그인하이브리드차(PHEV)와 전기차를 중심으로 800V 고전압 배터리 시스템이 적용되고 있다.
800V 고전압 배터리 시스템은 기존 400V 대비 충전시간 단축, 차체 경량화, 설계공간 확보에 이점이 있다. 삼성전기는 이에 맞춰 800V 고전압 전기자동차에서 안정적으로 작동할 수 있는 안전마진 2배 이상의 2000V 고전압 MLCC를 개발한 것이다.
▲삼성전기 MLCC로 장식한 자동차 모형.
전기차용 고전압 MLCC는 일반 IT용 MLCC 사용전압 6.3V 대비 전압 사용환경이 300배이상 높다. 이 때문에 고전압으로 인한 MLCC 내부 크랙, 전기적 방전 등의 문제로 신뢰성을 확보하기 어렵다. 고전압 MLCC는 가혹한 환경에서 내구성을 보증하고 전류를 공급하는 만큼 고난도·고부가 제품이다.
삼성전기는 이런 문제를 해결하기 위해 MLCC 내부에서 높은 전압을 안정적으로 분배할 수 있는 전압 분배 안전 설계를 적용했다. 또 독자적인 원자재 개발 기술력을 바탕으로 유전체 미립화를 통해 MLCC 제품 신뢰성을 확보했다.
삼성전기가 고전압 환경에서 안정적으로 작동하기 위해 개발한 제품은 2종이다. 2000V를 보증하는 3216(3.2mm X 1.6mm)크기에 1nF(나노패럿-용량), 2.2nF다.
삼성전기는 원자재를 독자 개발하고 내부전극의 구조를 변경해 높은 전압에서도 안정적으로 동작하는 MLCC를 개발했고, 자동차 전자부품 신뢰성 시험 규격인 AEC-Q200 인증을 취득했다고 설명했다.
최재열 삼성전기 컴포넌트사업부장 부사장은 “2000V 고전압 제품 개발을 통해 삼성전기의 자동차용 MLCC 기술력을 입증했다"며 “앞으로 전기차 트렌드 및 시장 수요에 맞춘 적기 개발로 전장용 MLCC 시장점유율을 확대해 나가겠다"고 말했다.
업계에서는 삼성전기의 기술 개발 '속도'에 주목하는 분위기다. 삼성전기는 지난 3월 630V 이상의 강도 높은 환경에서도 전원을 안정적으로 공급하는 전장용 MLCC 5종을 개발해 글로벌 자동차 부품 거래처에 공급할 계획이라고 밝혔다. 1000V와 630V를 보증하는 제품이었다.
작년 5월에도 최고용량 전기차용 MLCC 2종을 개발했다는 소식을 전했다. 당시 개발한 MLCC는 온도에 따른 용량 변화율이 적은 250V급 33nF과 섭씨 125도용 100V급 10마이크로패럿(μF) 용량 특성을 가진 제품이었다.
고전압 MLCC 시장은 전기차 보급 확대와 고속충전 및 주행거리 증가를 위한 BMS의 고전압화로 꾸준히 성장할 것으로 보인다. 시장조사기관 Mordor Intelligence에 따르면 고전압 MLCC 시장 규모는 올해 40억달러(약 5조5000억원)에서 2029년까지 약 110억달러(약 15조2000억원)로 연평균 22% 성장할 전망이다.
삼성전기는 글로벌 2위 MLCC 생산업체다. 1988년부터 쌓아온 IT MLCC 기술력을 바탕으로 고온·고전압·고신뢰성 등 고부가 전장 제품의 라인업을 강화하고 있다. 이를 통해 글로벌 자동차 부품업체 및 완성차 업체를 대상으로 MLCC 공급을 확대하고 있다.
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