경상국립대학교 IT공과대학 메카트로닉스공학부 차재훈, 조재성, 임성진 학생과 강필순 교수. (사진=경상국립대 제공)

경상국립대학교는 IT공과대학 메카트로닉스공학부 강필순 교수의 피알랩(PR Lab.) 연구실 소속 차재훈(제1저자), 조재성(제1저자), 임성진 학생이 참여한 연구 2건이 미국 전기전자공학자협회(IEEE)의 과학기술논문색인(SCI)급 학술지에 잇따라 게재되는 성과를 거뒀다고 4일 밝혔다.

강필순 교수는 "미래항공기체(AAV), 전기자동차(EV) 등의 전동화 시스템, DC 시스템 보급 확대와 더불어 전력전자 기술의 중요성이 대두되고 있다. 특히 안전을 보장하기 위한 전력변환시스템의 고신뢰성 확보 및 수명 예측 기술이 주목받고 있다"고 최근 기술 동향을 설명했다.

메카트로닉스공학부 스마트전력전공 4학년 차재훈, 조재성, 임성진 학생은 이러한 수요를 바탕으로 'DC-DC 컨버터 회로 구조에 따른 성능 및 특성에 대한 신뢰성 중심 분석(Reliability-focused analysis of the performance and characteristics according to the secondary circuit structure of the transformer in the isolated DC-DC full-bridge converter)'이라는 제목의 논문을 전기전자 분야에서 최고로 평가받는 미국전기전자공학회(IEEE)의 SCI급 저널인 'IEEE ACCESS'에 1월 1일 게재했다.

이 논문은 중소벤처기업부의 지역특화산업육성(R&D)사업인 'PEMFC를 적용한 가정용 전력변환장치 개발' 연구 결과의 일부분으로 지앤이피에스와 공동연구가 진행되고 있다. 이 논문에서 컨버터 회로 구조에 따른 신뢰성, 효율, 가격, 사이즈를 포괄적으로 비교 분석해 고신뢰성 및 장수명을 확보하기 위한 컨버터 설계 가이드라인을 제시했다.

또한 메카트로닉스공학부 스마트전력전공 4학년 조재성(제1저자) 학생은 '모듈형 컨버터의 이중화 효과를 고려한 마르코프 모델 기반 신뢰성 분석(Markov model-based reliability analysis considering the redundancy effect of modular converters)'이라는 제목의 논문을 'IEEE ACCESS'에 1월 1일 게재했다.

이 논문은 산업통상자원부의 차세대 AC/DC 하이브리드 배전 네트워크 기술개발사업인 '특고압 직류배전용 계측·진단 및 신뢰성 평가 기술개발' 연구 결과의 일부분으로 한국전기연구원과 공동연구가 진행되고 있다. 이 논문에서 고전압, 대전력 모듈형 컨버터의 전력용량과 여유율을 고려한 신뢰성 분석을 통해 장수명을 확보하기 위한 모듈형 컨버터 설계 기준을 제시했다.

이번 연구성과에 대해 차재훈 학생은 “PR Lab. 연구원으로 활동하면서 연구과제에 참여하고 최근 주목받는 전력전자 시스템의 신뢰성 분석 연구를 수행하여 우수한 성과까지 달성할 수 있어서 감사하게 생각하며 대학원 과정 동안 추가적인 연구로 좋은 성과를 내기 위해 노력하겠다.”라고 말했다.

조재성 학생은 "학부 3학년 때부터 일찍 연구 활동에 참여해 최근 주목받고 있는 전력전자 시스템의 신뢰성 연구에 참여할 수 있어서 굉장히 뜻 깊었다. 좋은 성과를 내도록 많은 도움을 주신 지도교수님과 동료 연구원들께 진심으로 감사드리며 앞으로 더 많은 연구에 참여해 전력전자 연구자로서 대한민국 기술 발전에 기여하겠다"고 포부를 밝혔다.

강필순 교수는 "차재훈, 조재성, 임성진 학부생의 연구는 전동화와 함께 중요시되는 신뢰성과 수명 예측을 위한 주요 기술로 도심항공모빌리티(UAM), EV 등 전력변환시스템 설계에 적용되어 탑승자의 안전을 확보할 수 있는 기본 기술로의 활용이 기대된다.”라고 말하고 “학부생이 연구과제에 참여하여 전기전자 분야 최고의 학술단체인 IEEE 저널에 제1저자로 논문을 게재하는 경우는 흔치 않은 일이다. 전력전자 기술에 대해 지속적으로 관심을 가지고 꾸준한 연구 활동을 이어간다면 미래에 전력전자 신뢰성 기술 분야의 핵심 연구자가 될 것이다.”라고 말했다.