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안녕하세요 (주)이레테크 입니다.
전기차(EV)와 하이브리드차(HEV)와 같은 고전압 기반 차량이 대중화되면서,
차량 내부의 전자 시스템 간 전자기적 간섭(EMI, Electromagnetic Interference)을 최소화하는 것이 중요한 과제로 부상하고 있습니다.
차량 내 수많은 전자제어 장치(ECU), 인포테인먼트 시스템, 통신 모듈 등이 조화를 이루며 동작하기 위해서는
전자기 적합성(EMC, Electromagnetic Compatibility)을 확보하는 것이 필수입니다.
그중에서도 고전압(HV) 시스템에서 발생하는 전자기 간섭이 저전압(LV) 시스템으로 얼마나 전달되는지를 평가하는
Coupling Attenuation 시험은 핵심적인 항목 중 하나로, 국제 표준인 CISPR 25를 기반으로 수행됩니다.
Coupling Attenuation 시험의 목적은 무엇일까요?
Coupling Attenuation 시험은 차량 내 고전압 전기 시스템(예: 고전압 배터리, 인버터, 모터)에서 발생하는 전자기 노이즈가,
상대적으로 민감한 저전압 시스템(예: ECU, 통신 모듈 등)에 얼마나 영향을 미치는지를 정량적으로 평가하는 시험입니다.
쉽게 말해, 차량이라는 복잡한 전자 환경에서 발생할 수 있는 ‘소음’이 한 시스템에서 다른 시스템으로 얼마나 전달되는지를 확인하는 것입니다.
전통적인 내연기관 차량에서는 이러한 EMI 문제가 비교적 단순한 편이었지만,
전기차는 수백 볼트 이상의 고전압 시스템을 다루기 때문에, 고전압 신호가 저전압 회로에 간섭을 일으킬 가능성이 더욱 높아졌습니다.
따라서 Coupling Attenuation 시험을 통해 두 시스템 간 신호 간섭 정도를 사전에 평가하고,
차량 설계 초기 단계에서부터 전자기적 적합성을 확보하는 것이 중요합니다.
시험 방법을 알아볼까요?
이 시험은 크게 방사 방출(Radiated Emissions, RE)과 전도 방출(Conducted Emissions, CE)의 두 가지 방식으로 나뉩니다.
RE 시험은 고전압 시스템에서 발생하는 전자기파가 공기를 통해 공간적으로 방사되어, 저전압 시스템에 어떤 영향을 미치는지를 측정하는 방식입니다.
이를 위해 시험 장비는 차폐된 공간(ALSE, Absorber Lined Shielded Enclosure) 내에 설치되며, 안테나와 스펙트럼 분석기를 활용해 방사 전자기파를 수신합니다.
반면, CE 시험은 전선이나 케이블을 통해 전달되는 전기적 노이즈를 측정하는 방식입니다.
전도성 간섭은 특정 주파수 대역에서 LV 시스템에 치명적인 영향을 줄 수 있기 때문에,
전류 프로브 및 분석기를 활용해 이러한 전도성 노이즈의 전달 경로와 강도를 정밀하게 측정합니다.
시험은 다음과 같은 단계로 진행됩니다.
먼저 시험 대상인 전자 부품(EUT, Equipment Under Test)을 실제 차량의 전기 시스템을 모사한 HV 및 LV 네트워크에 연결한 후, ALSE에 설치합니다.
이후 RE 및 CE 시험에 맞춰 장비를 각각 설정합니다.
RE 시험에서는 안테나와 스펙트럼 분석기를 사용하고, CE 시험에서는 전류 프로브와 측정 장비가 사용됩니다.
이와 함께 HV-AN, LV-AN 등 노이즈 주입 및 측정을 위한 부속 장비들도 함께 구성됩니다.
다음으로, 주입 신호를 기반으로 한 전압 교정 과정이 진행됩니다.
HV 시스템에 주파수별 신호를 주입하고, LV 측에서 측정되는 신호를 기준으로 감쇠량을 계산합니다.
이때 측정은 일반적으로 150 kHz부터 108 MHz까지의 범위에서 반복적으로 수행됩니다.
교정이 완료되면 본 측정 단계로 들어갑니다.
RE 시험에서는 안테나를 통해 방사 전자기파를 수신하고, CE 시험에서는 전류 프로브를 통해 전도성 노이즈를 계측합니다.
이후 수집된 데이터를 기반으로 주파수별 감쇠량을 계산하고, 분석 결과는 그래프 형태로 시각화됩니다.
마지막으로 CISPR 25 Annex I의 기준 및 고객사(예: 현대차)의 평가 기준에 따라 시험 결과의 적합 여부를 판단하게 됩니다.
왜 Coupling Attenuation 시험이 중요한가요?
이는 곧 차량의 안전성, 편의성, 신뢰성, 그리고 법규 적합성 확보와 직결됩니다.
고전압 시스템에서 발생한 전자기 간섭이 브레이크나 조향, 통신 등 주요 제어 시스템에 영향을 준다면, 이는 치명적인 안전 이슈로 이어질 수 있습니다.
또한, 인포테인먼트나 내비게이션 시스템에서 노이즈가 발생할 경우 사용자 경험이 크게 저하될 수 있습니다.
무엇보다도 전 세계적으로 EMC 관련 규제가 강화되는 추세 속에서,
Coupling Attenuation 시험은 전기차 개발 과정에서 반드시 고려되어야 할 필수 시험 항목으로 자리잡고 있습니다.
전자파 측정 및 시험 솔루션에 대해 궁금한 사항이 있으시다면, 저희 이레테크에 언제든지 문의해 주세요.
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