조지아텍의 태양광 레이싱을 위한 전력 공급
Georgia Tech Solar Racing 팀은 새로운 SLx Series의 정밀성과 자동화를 활용하여 2,000마일 American Solar Challenge를 위한 최신 태양광 차량을 최적화하고 있습니다.
Magna-Power는 차세대 파워 일렉트로닉스가 차세대 엔지니어로부터 시작된다고 믿습니다. 수년간 저희는 Georgia Tech Solar Racing(GTSR) 팀이 지속 가능한 운송 분야에서 가능성의 한계를 넓혀가는 모습을 지켜보았으며, 이들은 야심찬 설계에서 전국 대회 시상대에 오르기까지 눈부신 성장을 이루었습니다.
GTSR 팀이 최신 4인승 차량 SR-4와 차기 1인승 차량 SR-5에 대해 저희에게 문의했을 때, 저희는 최신 기술로 그들의 미션을 지원할 수 있는 기회를 발견했습니다. 이 팀은 오랫동안 저희의 인기 있는 SL Series 전원공급장치를 사용해 왔지만, 맞춤형 최대전력점추적기(MPPT)와 고밀도 배터리 모듈의 복잡한 테스트 요구사항에는 최신 세대인 SLx Series의 향상된 정밀도와 연결성이 필요했습니다.
다음 기사에서 GTSR 전기팀은 SLx Series를 워크플로우에 통합하는 방법에 대한 기술적 심층 분석을 공유합니다. 자동화된 배터리 특성 분석을 위한 CANopen 활용부터 고효율 컨버터 테스트를 위한 원격 센싱 활용까지, 학생들은 2,000마일 American Solar Challenge를 준비하기 위해 Magna-Power 하드웨어를 어떻게 사용하고 있는지 내부 관점에서 소개합니다.
저희는 그들의 여정에 작은 역할을 할 수 있어 자랑스러우며, 아래에서 그들의 엔지니어링 역량을 소개하게 되어 기쁩니다.
Georgia Tech Solar Racing 팀 소개
Georgia Tech Solar Racing(GTSR)은 150명 이상의 팀원으로 구성된 학생 운영 팀으로, 트랙 및 장거리 대회를 위한 태양광 레이싱 카를 설계하고 제작합니다. 이 팀은 학생들에게 의미 있는 실무 엔지니어링 경험을 제공하면서 혁신의 한계를 지속적으로 넓혀가고 있습니다.
현재 차량인 SR-4는 다인승 태양광 자동차로, 북미에서 제작되어 대회에 출전한 최초의 4인승 태양광 차량입니다. SR-4는 트랙 방식의 2025 Formula Sun Grand Prix에서 다인승 차량(MOV) 부문 3위를 차지했으며, 팀은 현재 2,000마일 이상의 장거리 레이스인 2026 American Solar Challenge를 준비하고 있습니다. 또한 단인승 차량(SOV) 부문에서 효율성과 신뢰성의 한계에 도전하도록 설계된 차기 1인승 태양광 자동차 SR-5의 설계 단계를 마무리하고 제조 및 테스트 단계로 전환하고 있습니다.
테스트 인프라: SL Series에서 SLx Series로
현재까지 팀은 Magna-Power SL160-9 및 SLx1.5-200-7.5/UI+CAN 전원공급장치를 사용하여 맞춤형 MPPT의 동기식 부스트 컨버터 기능을 테스트했으며, 저전압용 Keysight E3631A 전원공급장치와 Keysight EL34243A 전자부하 장치를 함께 사용하고, 64개의 병렬 18650 리튬이온 셀로 구성된 맞춤형 배터리 모듈을 충전하는 데 활용하고 있습니다.
또한 팀은 SLx Series 전원공급장치와 Siglent SDL1000X 전자부하 장치 및 Kvaser Leaf v3 CAN 인터페이스를 통합한 맞춤형 모듈 특성 분석 시스템을 개발 중이며, 이를 통해 완전한 충방전 사이클 동안 충전 상태 대비 개방 회로 전압 및 내부 저항을 측정합니다.
SLx Series의 정밀도로 효율 극대화
맞춤형 MPPT 설계의 주요 목표 중 하나는 효율을 극대화하는 것입니다. 성능을 정확하게 측정하기 위해 SLx Series 전원공급장치의 원격 센싱 기능을 사용하여 보드에 공급되는 입력 전압과 전류를 정밀하게 측정합니다. 일상적인 테스트에서는 CC/CV 모드로 운용하여 유연성과 사용 편의성을 모두 확보합니다. SLx는 또한 향상된 디스플레이 및 설정값 기능을 제공하여 한계값을 더 빠르게 구성하고 테스트 조건을 더 쉽게 모니터링할 수 있습니다.
CANopen을 통한 고급 자동화
저희는 또한 맞춤형 특성 분석 시스템 설계에서 SLx 전원공급장치와 인터페이스하기 위해 CANopen 프로토콜을 사용할 예정입니다. Kvaser Leaf를 통해 전자부하 장치와 Magna Power 전원공급장치 모두에 연결된 호스트 PC로 두 가지 핵심 프로세스를 정밀하게 제어하고 모니터링할 수 있습니다:
- 충전 사이클 특성 분석 중 배터리 팩 충전.
- 방전 사이클 특성 분석 중 전자부하 장치의 전압 및 전류 측정.
SLx 전원공급장치의 강력한 통신 및 모니터링 기능은 이 특성 분석 워크플로우를 편리하고 안정적으로 만들어 줍니다.
학생 팀을 위한 안전 및 모범 사례
다른 학생 팀에게 있어 안전은 항상 최우선 과제여야 합니다. SL Series 및 SLx Series 전원공급장치는 과전압 및 과전류 보호를 쉽게 구성할 수 있으며, 저희는 팀과 작업장을 보호하기 위해 매 테스트 전에 이러한 한계값을 설정합니다.
또한 Magna-Power 전원공급장치에 표준화된 전원 및 접지 연결을 제공하는 맞춤형 어댑터를 제작하면 테스트를 크게 간소화할 수 있습니다. 이러한 연결을 범용 커넥터로 배선하면 각 프로젝트에서 전용 케이블 어셈블리를 사용할 수 있어, 서로 다른 테스트 설정 간 전환이 더 안전하고 쉬워집니다.
저자
- Pranjal Chatterjee (GTSR 전기 부문 리드, 전기공학 학사과정, 3학년)
- Hannah Xiao (전 GTSR Solar 및 MPPT 하위팀 리드, 전기컴퓨터공학 석사과정, 1학년)
- Luke Matheny (GTSR Solar 및 MPPT 하위팀 멤버, 전기컴퓨터공학 석사과정, 신입생)