새로운 배터리 셀 및 팩 모니터로 전기차 주행거리 극대화

전기차 주행거리, 신뢰성, 안전성 등을 달성하는데 BMS(배터리 관리 시스템)가 갈수록 중요해지고 있다. 이는 반도체 기업들이 좀더 정확한 BMS를 만들기 위해 경쟁하는 배경이다.

그간 더 빠른 충전과 함께 더 안전한 주행의 차량 전동화에 앞장 서 온 텍사스 인스트루먼트(TI)는 새로운 차량용 배터리 셀 및 팩 모니터를 출시하고 전기차 보급을 가속화한다. BMS를 발전시키는 새로운 트렌드에 맞춰 전기차의 주행시간을 극대화하고 안전한 작동을 구현하는 업계 최고 수준 정확도를 나타낸다는 것.  
 
10일, TI는 온라인 기자간담회를 통해 새로운 BMS 기술을 소개하는 시간을 가졌다. 이날 발표자로 나선 사무엘 웡(Samuel Wong) TI 배터리 관리 솔루션 총괄 책임자는 “TI는 배터리 모니터의 혁신을 통해 주행거리, 신뢰성, 안전성 향상시키고 있다”며, “TI의 고전압 BMS 기술을 통해 OEM 업체는 전기차의 실제 주행거리를 극대화하고 전기차 배터리에 대한 신뢰를 높이도록 한다”고 말했다.

그는 이어 “400V 및 800V 리튬 기반의 재충전 가능한 배터리 시스템으로 셀들을 정확하게 모니터링하고 밸런싱한다”며, “첨단의 지능형 BMS 아키텍처로 안전성을 높이고 전기화학 임피던스 분광법으로 열 전이(thermal propagation)를 조기에 감지 및 방지한다”고 밝혔다. 

고전압 BMS 기술 적용해

TI의 BMS 포트폴리오에 새롭게 추가된 제품은 BQ79718-Q1 배터리 셀 모니터 디바이스와 BQ79731-Q1 배터리 팩 모니터 디바이스이다. 

이들 제품은 배터리 전압, 전류, 온도 측정 면에서 전례없는 정확도와 정밀도를 제공하며 이를 통해 전기차의 실제 주행거리를 효과적으로 측정하고, 전반적인 배터리 팩 수명과 안전성을 높여준다고 설명했다. 
 
BQ79718-Q1은 1mV까지 정확하게 고성능 배터리 셀 전압을 측정하여 전기차의 실제 주행 범위를 극대화할 수 있으며 배터리 팩 전류를 0.05% 수준에 이르는 정확도로 측정할 수 있다. 이를 통해 개별 셀과 팩 수준에서 배터리 충전 상태(SoC)와 배터리 성능(SoH, State-of-Health)을 정확하게 계측할 수 있어 실제 주행 가능한 거리를 효과적으로 반영하고 전기차 배터리 수명에 대한 신뢰성을 높일 수 있다.

업체 측은 제품 설명 자료를 통해 “업계 선도적인 전압 및 전류 동기화(64ms) 기술로 배터리 팩의 전력을 즉각적으로 모니터링하여 배터리 성능(SoH)을 실시간으로 파악할 수 있다. 이러한 동기화는 전기화학적 임피던스 분광법을 가능케 하여 셀 코어의 온도, 배터리 노후화, 배터리 충전 상태(SoC)에 관한 핵심적인 정보를 알 수 있게 된다”고 소개했다.  



BQ79718-Q1 배터리 셀 모니터링 IC는 ASIL(Automotive Safety Integrity Level) 표준을 달성하는 정확도로(메인 경로, 중복 경로, 잔차 오류 탐색 등) 이전에 출시된 셀 모니터 디바이스의 기능을 능가하는 수준으로 차량 배터리 팩을 충전하고 방전할 수 있다. 
BQ79718-Q1 배터리 셀 모니터 및 BQ79731-Q1 팩 모니터는 TI의 배터리 모니터링 및 밸런싱 포트폴리오에 포함된다.

또, BQ79600-Q1 SPI/UART 통신 브리지 디바이스가 포함되어 있어 절연형 통신 프로토콜을 사용해서 신뢰할 수 있으며 빠른 데이지 체인 통신을 가능하게 한다.

사무엘 웡 총괄 책임자는 “정확도는 전기차의 주행거리와 직결된다”라며, “배터리 성능에 대한 확신과 안전성 향상은 전압(최저 1mV) 및 전류(0.05%, 최대 수천 암페어)의 동급 최고 정밀 측정으로 나타난다”고 말했다. 또한 그는 “전례없는 ASIL 정확도가 장점”이라며, “ASIL 정확도는 안전 메커니즘이 작동되기까지의 감지되지 않은 결함인 최대 잔류 오차를 뜻하는 것으로 메인 경로, 중복 경로, 잔류 오차 등의 정확도를 달성한다”고 전했다.