사진. 베터프로스트
베터프로스트 테크놀로지(Betterfrost Technology)가 전력 반도체 기업 바이코(Vicor)와 협력해 혁신적인 전력 공급 네트워크를 구축하고, 이를 통해 차량 유리의 성에 제거 시간을 획기적으로 단축했다고 밝혔다.
기존 성에 제거 방식은 내연기관 차량에서 발생하는 폐열을 앞유리로 전달해 표면을 가열하는 구조다. 그러나 이 방식은 열 분포가 불균일하고 효율이 낮다는 한계가 있다. 전기차의 경우에도 배터리로 구동되는 HVAC(공기조화기술) 시스템이 이러한 방식을 그대로 모방하고 있어, 성에 제거 시 주행에 필요한 전력을 직접 소모하게 된다. 특히 전기차 실내는 소음 저감을 위해 밀폐도가 높아 김서림과 성에 문제가 더욱 심각해진다.
베터프로스트는 이러한 한계를 해결하기 위해 독자적인 알고리즘과 고밀도 전력 변환 모듈을 활용한 새로운 성에 제거 기술을 개발했다. 짧고 정밀하게 제어된 펄스 전력을 유리 표면에 공급함으로써, 승용차와 상용 트럭의 유리 성에를 기존 HVAC 기반 성에 제거 시스템 대비 20배 적은 에너지로 약 60초 만에 제거할 수 있다.
이 기술의 핵심은 ‘완전 가열’이 아닌 ‘계면 제어’에 있다. 2015년 미국 다트머스대 빙하·기후·환경(ICE) 연구소에서 출발한 베터프로스트는 얼음을 완전히 녹이지 않아도 유리와 얼음 사이의 결합을 약화시키면 성에 제거가 가능하다는 사실을 발견했다. 이에 따라 유리 표면에 짧은 전력 펄스를 전달해 얼음 아래에 얇은 준액체층을 형성하고, 전체 표면을 가열하지 않고도 얼음이 즉시 분리되도록 설계했다.
베터프로스트의 전력 제어 알고리즘은 앞유리와 유리 루프에 적용되는 은 또는 인듐주석산화물(ITO) 기반 저방사(low-E) 전도성 코팅을 전기 경로로 활용한다. 이를 통해 기존 HVAC 방식이 약 25분 이상 소요되는 것과 달리, 1분 이내에 성에 제거가 가능하며 내연기관 차량 대비 에너지 사용량은 약 95% 줄일 수 있다. 또한 균일한 표면 가열로 인한 유리 응력을 줄여 균열 위험을 낮추고, 영하 20℃ 환경에서 실내 난방 수요를 최대 27% 절감해 전기차 주행거리 연장에도 기여한다.
전력 공급 측면에서는 48V 중심의 네트워크가 핵심이다. 베터프로스트는 고밀도의 자동차 등급 800V 및 400V-48V 고정 비율 바이코 BCM 버스 컨버터를 적용해 유리 표면에 안전하고 효율적인 고속 펄스 전력을 공급한다. 바이코 BCM6135는 3.4㎾/in³ 수준의 업계 최고 전력 밀도를 제공하며, 기존 DC-DC 컨버터 대비 최대 90% 작은 설치 면적으로 차량 설계 유연성을 높인다.
베터프로스트 데릭 레딩 CEO는 “바이코는 크기나 무게의 제약 없이 48V 전력 공급을 구현할 수 있게 해준다”라며 “이 수준의 효율성과 전력 밀도로 이를 실현할 수 있는 곳은 바이코밖에 없다”라고 말했다.
