초록 ▼

최종목표
1) 가전용 : 냉장고 압축기의 전장부품인 과부하보호기의 개발 기술을 독자적으로 확보하여 안전모드 일체형의 모듈화기술 개발 및 트라이악 제어기술을 바탕으로 한 저전력 전장모듈 개발.
2) 자동차용 : 기존 대비 무게가 절감된 경량화 PTC히터의 개발과 제어회로 일체형의 저전압 세계 최대용량의 PWM 제어히터 및 전기자동차용 고전압용 PTC히터 모듈 개발.

개발내용 및 결과
1) 가전용: 냉장고 압축기용 전장모듈 개발
· 과부하보호기의 동작전류에 대한 히터설계 및 가동 암의 응력 해석을 통한

최종목표
1) 가전용 : 냉장고 압축기의 전장부품인 과부하보호기의 개발 기술을 독자적으로 확보하여 안전모드 일체형의 모듈화기술 개발 및 트라이악 제어기술을 바탕으로 한 저전력 전장모듈 개발.
2) 자동차용 : 기존 대비 무게가 절감된 경량화 PTC히터의 개발과 제어회로 일체형의 저전압 세계 최대용량의 PWM 제어히터 및 전기자동차용 고전압용 PTC히터 모듈 개발.

개발내용 및 결과
1) 가전용: 냉장고 압축기용 전장모듈 개발
· 과부하보호기의 동작전류에 대한 히터설계 및 가동 암의 응력 해석을 통한 설계기술과 바이메탈의 동작, 복귀온도를 정밀 제어할 수 있는 정밀 성형기술을 확보하였음.
· 일체형 전장모듈의 안전모드 성공률을 증대하기 위한 단자의 응력 해석을 통한 최적의 단자구조 적용으로 안전모드 성공율을 90%이상 확보 할 수 있었으며 PTC 원재료 조성 및 공정 제어를 통한 高 PTCR 특성의 구현과 균일한 두께의 Ohmic 전극 처리기술 확보로 700V이상의 내전압 특성을 확보하였음.
· 트라이악 제어용 PTC소자 및 트라이악의 게이트전류의 최적화를 통하여 Cut Off시간이 20초 이내를 만족하고 소모 전력이 0.5W이내의 저전력 일체형 모듈부품 개발기술을 완료하였음.
2) 자동차용: 저전압 및 고전압용 PTC히터 모듈 개발
· PTC히터의 트리즈기법을 활용한 경량화로 기존 대비 20%이상의 무게를 절감 할 수 있었으며 기계식 릴레이의 제어방식을 FET를 활용한 제어회로 일체형 구조에 대한 개발기술을 확보함.
· 대형 SUV 및 하이브리드 자동차의 경우 고용량 히터의 요구에 대응하기 위하여 열원인 PTC소자의 스위칭 온도와 사이즈를 증대하였으며 자동차의 ECU의 신호에 Linear한 출력이 가능한 PWM 제어방식의 기존용량 대비 2배에 해당하는 고용량 2kW급 히터모듈을 개발하고 신뢰성 시험조건을 충족하였음.
· 전기자동차의 경우 사용 전압이 200V 이상의 고전압을 사용 환경에 부합하도록 PTC소재의 개발과 발열부의 구조 설계로 절연거리를 확보하도록 설계를 진행 하였으며 고전압용 IGBT를 활용하고 전력제어를 통한 5.5kW의 전기자동차용 히터모듈 기술개발을 완료하였음.

기술개발 배경
최근 들어 산업 환경이 기후 온난화에 따른 CO₂가스 배출규제, 에너지 고갈로 인한 유가의 급등으로 인한 환경, 법적 규제가 심해지면서 에너지 효율화, 차량의 경량화, 연비의 향상, 대체 에너지활용 등의 추세로 전 방위 산업의 변화하는 트렌드에 능동적 대체를 위해서는 기존의 소자, 단품 위주에서 관련 제품을 하나의 제품으로 일체화 하는 모듈화 기술을 개발하고 수동 형태의 부품을 전자 제어기능을 부가함으로써 상위 허브와의 네트워크를 통하여 능동적 출력 제어가 가능한 융, 복합 모듈 부품 개발을 통한 글로벌 기술 경쟁력을 확보하고 전기자동차와 같은 신규 시장에 참여를 위한 경쟁력을 확보하기 위하여 핵심 소재 기술을 바탕으로 한 모듈화 기술 개발이 필수적임.
· 가전분야의 냉장고용 압축기 전장품의 경우 모터의 이상 현상으로 부터 보호하는 과부하보호기의 경우 글로벌 기업의 독점적 시장 잠식과 모터기동용 부품의 1위 업체인 Murata로 부터 기술적 글로벌 경쟁력 확보하기 위해서는 과부하 보호기를 자체 기술로 개발하고 모터기동소자의 안전화모드 기능을 적용한 전장 부품들을 하나의 일체형 모듈부품으로 개발하는 소모 전력을 기존 1/4로 감소하기 위한 저 전력 모듈 개발이 필수적임.
· 자동차 산업의 경우 환경과 에너지 문제로 인한 고효율 엔진의 장착이 급격한 증가로 인한 엔진냉각수를 열원으로 사용하는 난방히터의 경우 난방 성능부족으로 전기를 에너지원으로 하는 PTC히터의 적용이 점차 증가하고 있는 추세이고 다양한 고객요구 사항에 대응위하여 전자식 릴레이 일체형과 PWM 제어 Type 및 고전압 사용 환경의 사용하는 전기자동차용 고전압히터에 기술 확보가 관건임.

핵심개발 기술의 의의
· 본 기술 개발을 통하여 가전분야의 경우 국내 최초로 냉장고용 압축기 전장품인 과부하 보호기의 양산기술을 확보할 수 있었으며 또한 세계 최초로 저 전력 일체형 모듈 개발을 통한 글로벌 시장 경쟁력을 확보 할 수 있게 됨.
· 자동차용 히터의 경우 경량화 기술과 제어구조 일체형 및 고전압 전기자동차용 히터 개발기술 확보로 국내 중심의 사업화구조에서 디젤자동차 시장의 본 고장인 유럽 및 일본의 자동차 공조업체 상대로 한 글로벌 매출 확대가 기대됨.
· 글로벌 유일의 PTC 소재부터 모듈부품의 인라인 시스템화.

적용 분야
· 냉장용 압축기 전장품의 고 신뢰성, 저 전력 요구사항의 대응과 BI-METAL을 활용한 온도 제어와 보호분야.
· 전기를 에너지원으로 하는 난방 및 히팅 시스템.

(출처 : 기술개발사업 최종보고서 초록)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 4
• 기술개발사업 주요 연구 성과 ... 9
• 목차 ... 13
• 제 1 장 서론 ... 14
• 제 1 절 과제의 개요 ... 14
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과(기술개발 내용 및 방법) ... 27
• 제 1 절 최종목표 및 평가 방법 ... 27
• 제 2 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 29
• 제 3 절 유형적 발생 품(연구시설, 연구 장비 등) 구입 및 관리현황 ... 36
• 제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 38
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 38
• 1. 연구개발 추진 일정 ... 38
• 2. 연구개발 추진 실적 및 결과 ... 41
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 286
• 1. 연구개발 추진방법 ... 286
• 2. 수행 주체별 협력 구조 ... 286
• 3. 연구개발 추진 체계 ... 287
• 제 3 절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 290
• 제 4 절 고용 창출 효과 ... 293
• 제 5 절 자체보안관리진단표 ... 294
• 참고 문헌 ... 295
• 끝페이지 ... 296