삼성전기, 전기자동차용 2000V 고전압 MLCC 개발

삼성전기는 전기자동차 배터리 관리 시스템(BMS)용 2000V MLCC를 개발했다고 17일 밝혔다.

MLCC(Multi-Layer Ceramic Capacitor)는 전자제품의 회로에 전류가 일정하고 안정적으로 흐르도록 제어하는 부품이다. 스마트폰, PC, IT기기, 가전제품, 자동차, 5G, IoT 관련 제품에 두루 사용된다. 

특히 자동차에는 동력전달, 안전, 자율주행, 인포테인먼트, 파워트레인 등에 최소 4000개에서 2만 개의 MLCC가 탑재된다.

전기자동차의 배터리 관리 시스템은 배터리의 전류, 전압, 온도 등을 관리하는 시스템으로 내연기관 자동차의 엔진과 같은 역할을 한다. 

전기자동차는 배터리 용량에 따라 주행거리가 결정되기 때문에 용량을 높이는 추세다. 삼성전기는 높은 용량의 배터리를 빠르게 충전하기 위해서는 사용전압이 지속 높아질 것이라고 설명했다.

현재 전기자동차는 주로 400V의 배터리 관리 시스템을 사용하는데 최근 플러그인 하이브리드차(PHEV), 순수전기차(BEV)를 중심으로 800V 고전압 배터리 시스템이 적용되고 있다. 

800V 고전압 배터리 시스템은 기존 400V 대비 충전시간 단축, 차체 경량화, 설계공간 확보에 이점이 있다. 삼성전기는 고전압 전기자동차에서 안정적으로 작동할 수 있는 안전마진 2배 이상의 2000V 고전압·고신뢰성의 MLCC 탑재 비중 및 수요도 증가할 것으로 예상했다.

전기자동차용 고전압 MLCC는 일반 IT용 MLCC 사용전압 6.3V 대비 전압 사용환경이 300배 이상 높기 때문에 고전압으로 인한 MLCC 내부 크랙, 전기적 방전 등의 문제로 신뢰성을 확보하기 어렵다. 고전압 MLCC는 가혹한 환경에서 내구성을 보증하고 전류를 공급하는 만큼 고난도, 고부가의 제품이다.

삼성전기는 이런 문제를 해결하기 위해 MLCC 내부에서 높은 전압을 안정적으로 분배할 수 있는 전압 분배 안전 설계를 적용했다. 또한, 삼성전기는 독자적인 원자재 개발 기술력을 바탕으로 유전체 미립화를 통해 MLCC 제품 신뢰성을 확보했다.

삼성전기가 고전압 환경에서 안정적으로 작동하기 위해 개발한 제품은 2종으로, 2000V를 보증하는 3216(3.2mm X 1.6mm) 크기에 1nF(나노패럿-용량), 2.2nF 이다.

삼성전기는 원자재를 독자 개발하고 내부전극의 구조를 변경해 높은 전압에서도 안정적으로 동작하는 MLCC를 개발했다. 또한 자동차 전자부품 신뢰성 시험 규격인 AEC-Q200 인증을 취득했다.

최재열 삼성전기 컴포넌트사업부장 부사장은 "2000V 고전압 제품 개발을 통해 삼성전기의 자동차용 MLCC 기술력을 입증했다"며, "삼성전기는 앞으로 전기자동차 트렌드 및 시장 수요에 맞춘 적기 개발로 전장용 MLCC 시장점유율을 확대해 나가겠다"고 말했다.

고전압 MLCC 시장은 전기자동차 시장 확대와 고속충전 및 주행거리 증가를 위한 배터리시스템의 고전압화로 꾸준히 성장할 전망이다. 

시장조사기업 모르도르 인텐리전스에 따르면, 고전압 MLCC 시장 규모는 2024년 40억 달러에서 2029년까지 약 110억 달러로, 연 평균 약 22% 성장할 것으로 예상된다. 

삼성전기는 글로벌 MLCC 생산업체로 1988년부터 쌓아온 IT MLCC 기술력을 바탕으로 고온·고전압·고신뢰성 등 고부가 전장 제품의 라인업을 강화하고 있다. 글로벌 자동차 부품업체 및 완성차 업체를 대상으로 MLCC 공급을 확대하고 있다.

박혜연 기자 phy@datanews.co.kr