제1회 현대모비스 전동화 우수논문대회에서 최우수상을 수상한 켄텍 석·박사통합과정 장태현 학생(왼쪽). 한국에너지공과대학교 제공

한국에너지공과대학교(켄텍) 대학원생이 전기차 핵심 부품의 오작동 원인을 과학적으로 입증해 현대모비스로부터 최우수상을 받았다.

켄텍은 에너지공학부 강혜민 교수 연구실 장태현 대학원생(석·박사 통합과정)이 ‘제1회 현대모비스 전동화 우수논문대회’에서 박사과정 최우수상을 수상했다고 23일 밝혔다. 이번 대회는 미래 모빌리티 분야의 우수 인재 발굴을 위해 올해 처음 열렸다.

장씨는 전기차 전력 변환 장치의 핵심 소자인 ‘탄화규소(SiC) 전력반도체’의 오작동 메커니즘을 정밀 분석했다. 탄화규소 반도체는 기존 실리콘 반도체보다 효율이 좋아 전기차 채택이 늘고 있지만, 내부 간섭으로 인해 의도치 않게 켜지는 오작동 문제가 기술적 난제로 꼽혔다.

장씨는 컴퓨터 시뮬레이션(TCAD)을 활용해 소자 내부의 미세한 전류 흐름을 추적했다. 연구 결과 패키지 내부의 금속 연결선 길이가 길어질수록 오작동 가능성이 급격히 높아지는 것으로 나타났다.

특히 기존 통념을 뒤집는 결과도 도출했다. 통상 반도체 작동 속도가 느리면 안전하다고 여겨졌으나, 부하 전류량이 많을 경우 속도가 느려도 전류 변동 폭의 영향이 커져 오작동 위험이 높다는 사실을 규명했다.

이번 연구는 향후 전기차 전력 모듈의 설계를 최적화하고 주행 안전성을 높이는 데 이바지할 것으로 평가받는다.

장씨는 “지도교수님과 동료들의 지원 덕분에 복잡한 물리 현상을 깊이 있게 파고들 수 있었다”면서 “차세대 반도체 신뢰성 분석 연구에 매진해 전동화 핵심 기술 주권을 확보하는 데 기여하고 싶다”고 말했다.