전기자동차의 무선충전 계량을 위해서는 기본파 성분(85㎑)이상의 고주파 전력의 정확한 측정이 가능한 전력량계 및 기준기의 선행 개발이 필요하다는 주장이 제기됐다.

한국표준과학연구원(KRISS)은 지난 19일∼20일 평창 한화리조트에서 ‘2022년 하반기 전자파/전기자기 측정클럽 워크숍’을 진행했다.

이날 ‘전기차 무선충전기의 전력량 계량정확도 평가기준 연구’를 주제로 발표한 송상훈 한국산업기술시험원 본부장은 전기차 무선 충전기의 형식 승인 및 기술기준, 관련 연구내용에 대해 밝혔다.

송상훈 본부장은 전력의 요금은 아주 작은 차이로 국민이 부담하는 비용이 커질 수 있다며, 계량적인 측면을 법으로 관리하는 이유가 여기에 있다고 밝혔다.

현재 전기차 무선 충전기에 대한 형식승인 기준이 없어 이를 마련하기 위한 연구가 진행되고 있다고 밝혔다.

특히 무선 충전기의 전력량 계량은 일반적인 교류 전기차 충전기의 정현파와 달리 비정현파로 고주파이며, 노이즈가 많이 발생한다고 밝혔다.

특히 주변 환경이 너무 다양해 목표하는 측정의 정확도를 다루기가 어렵다고 언급했다.

이에 고주파 전력량 측정을 위해 약 85㎑의 고주파 전력을 측정하기 위해 대역폭 20㎒, 최대 샘플링율 100㎧ 사양 장비를 구축했다고 밝혔다.

측정 실증은 약 85㎑ 고주파 전력에 대한 소급이 없고, 계량 정확도에 대한 보장이 없기 때문에 코일단 전/후의 전력량을 동시에 측정해 상대 비교를 통해 계량 방법의 타당성 검증에 나섰는데, 실증 결과 PFC 출력 값이 가장 높았고, 중간단인 송신부 코일전력이 가장 낮았다고 밝혔다. 전기차와 가장 가까운 수신부 정류단이 오히려 중간단인 송신부 코일전력보다 높게 나왔다고 밝혔다.

이에 대해 기본적으로 스위칭된 파워가 늘어나다 보니 고주파 파워를 정확히 읽기는 어렵다며 고주파 파워를 정확히 측정할 수 있는 장비가 필요하고, 이에 대한 시스템 개발이 요구된다고 밝혔다.

향후 기본파 성분(85㎑)이상의 고주파 전력의 정확한 측정이 가능한 전력량계(1.0급 이상) 및 기준기(0.1급 이상)의 선행 개발이 필요하다고 언급했다.

또한 무선 충전기 제조사들도 시험기관 수준의 장비를 갖춰야 실효성이 있으며, 관련 법령이 시행되면서 제조사들도 현재 갖추고 있는 상황이라도 언급했다.

이날 워크숍에서는 다양한 발표가 진행됐다.

구현지 표준연 박사는 ‘D-대역 평판형 임피던스 교정법 비교 및 반도체 소자 측정’에서 멀티레이어 환경에서는 각층 유전율 측정이 어렵고, 단면을 커팅하는 순간 단면 정보가 사라져 정확히 측정하기 어려운 점이 있다며, 교정비교법 등 다른 방식을 이용한 특성 임피던스 평가 방법을 제시했다.

강노원 표준연 물리표준본부 본부장은 ‘양자센서 국내외 동향’을 주제로 양자센서 개요 및 주요국 양자센서 프로그램을 소개했고, 국내 양자 센서 상용화 연구 현황에 대해 밝혔다.

양자센서는 양자 얽힘, 압착, 간선, 결맞음 등의 양자역학적 특성을 이용해 물리량을 측정하는 장치로 현재 측정 한계를 극복하고, 표준 양자 한계를 극복해 센서 감소 및 정밀도를 획기적으로 높여 국가 전략기술 확보, 기술 패권 경쟁 대응, 신산업 창출 등에 기여할 것으로 기대된다.

이동준 표준연 박사는 ‘교정된 초소형 전기광학 센서를 이용한 밀리미터파 5G용 배열 안테나 측정 기법’을 발표했고, 좌상훈 한국계량측정협회 부장은 ‘적합성 평가 국내외 동향 및 KOLAS 개정사항’에 대해 소개했다.

또한 한진욱 국립전파연구원 연구사를 대신해 강태원 표준연 책임연구원이 ‘ITU-R SG5 및 WRC23 연구동향’에 대해 발표했다.

한편 전자파/전기자기 측정클럽 워크숍은 코로나19로 인해 3년여만에 개최됐으며, 전자파 측정 관련 최신 기술을 10여년 넘게 공유하고 있다.