텍사스 인스트루먼트(이하 TI)가 전기차의 주행거리는 물론 안전성까지 높일 수 있는 무선 배터리 관리 시스템을 출시한다.
21일 TI는 온라인 미디어 브리핑을 열고, 독자적인 무선통신 기술을 통해 기존 유선통신(케이블) 대비 뛰어난 네트워크 가용성을 확보한 배터리 관리 시스템(BMS) 솔루션 개발을 완료했다고 밝혔다.
또 현재 글로벌 완성차 업체들과 무선 BMS 솔루션 공급을 위한 협의를 진행 중으로, 이르면 오는 2024년부터 무선 BMS 솔루션이 적용된 전기차 출시가 이뤄질 것이라고 강조했다.
박서민 TI 오토모티브 사업 부문 국내 영업 담당 상무는 "현재 완성차 업계에서는 다양한 배터리를 전기차에 사용하고 있고, 배터리 용량을 늘리는 방식으로 주행거리를 확보하려는 노력을 펼치고 있다"며 "그러나 무거운 유선 케이블은 주행거리는 물론 차량의 신뢰성과 안정성 등 여러 가지 측면에서 한계로 작용하고 있다. TI의 무선 BMS 솔루션은 이런 유선 케이블의 단점을 모두 극복한 기술"이라고 말했다.
이어 "예컨대 TI 무선 BMS 솔루션은 배터리의 셀 정보를 배터리와 배터리 또는 배터리와 배터리 중앙처리장치 간의 무선으로 연결, 케이블에서 생길 수 있는 단점을 해결할 수 있다"며 "이는 기존 유선 케이블과 비교해 업계 최고 수준의 네트워크 가용성을 제공, 이를 수치로 표현하면 가용성은 99.999%에 달한다"고 덧붙였다.
TI의 무선 BMS 솔루션은 ▲무선 마이크로컨트롤러유닛(MCU) '심플링크 2.4GHz CC2662R-Q1' ▲배터리 모니터링 및 밸런싱 칩셋 'BQ79616-Q1' ▲소프트웨어 개발 도구 ▲기능 안전 관련 자료(안전 매뉴얼, 고장 형태 영향 분석, 고장 형태·영향·진단 분석, TÜV SÜD 컨셉 보고서) 등으로 구성됐다.
TI는 CC2662R-Q1에 독자 개발한 통신 프로토콜을 적용해 최대 300밀리초의 속도로 차량의 각종 데이터를 무선으로 주고 받을 수 있는 성능을 구현했다. 각 배터리의 상태를 측정하는 정확도는 오차 수준이 ±2밀리볼트, 오류 발생률은 1000만분의 1 미만에 불과하다. 확장성 또한 뛰어나다. CC266R-Q1을 다수의 BQ79616-Q1 칩셋과 연결하면, 32셀부터 48셀, 60셀 배터리 시스템 같은 다양한 구성의 배터리 모듈을 만들 수 있다.
박서민 상무는 "특히 안전성 부분에서는 가장 중요한 ASIL D 규격(ISO 26262 표준의 최고 자동차안전무결성수준)을 충족, 업계 최초로 티유브이슈드(글로벌 시험인증 기관)에서 기능 안전에 대한 인증까지 받았다"며 "나아가 TI 무선 BMS 솔루션은 새로운 프로토콜을 적용해 키 교환 및 업데이트, 고유한 디바이스 인증, 디버그 보안, 128비트 AES(미국 정부 공인 최고 보안표준) 암호 가속화 및 메시지 무결성 검사 등 강화된 보안성도 제공한다"고 강조했다.
나아가 "무선 BMS 솔루션이 높은 안정성과 확장성을 제공하는 만큼 고객들은 기능 안전과 관련된 설계에 있어 그만큼 개발 기간을 단축할 수 있는 이점을 누릴 수 있다"며 "TI는 무선 BMS 솔루션을 통해 기능 안전 규격에 대한 여러 가지 매뉴얼이나 포괄적 검사를 고객사와 공유하고 있고, 이는 전체적으로 엔지니어의 개발 환경을 개선할 수 있다"고 덧붙였다.
다음은 TI 온라인 미디어 브리핑 이후 열린 Q&A 전문이다.
-무선 BMS 솔루션이 오히려 새로운 도전과제가 될 수 있을 것 같습니다.
"맞습니다. 현재 완성차 업체들의 기술개발 속도를 보면 다양한 제품을 차에 넣고 있어 무선주파수(RF ) 간섭이 중요한 요소가 될 수 있습니다. TI가 고려해야 할 측면이라고 봅니다. 그런데 이러한 부분은 이미 안전성 규격에 들어가 있습니다. 오히려 유선 케이블(통신)이 안전성 부분에서 자동차의 안전 규격을 충족하지 못한다고 봅니다. TI는 고유 프로토콜을 통해 RF 간섭을 최소화했습니다. 그런 부분에서 티유브이슈드를 통해 성능평가를 받았고, 안전성 부분에서 자동차 안전규격을 충족한다는 평가를 받은 것입니다."
-무선 BMS 시장의 전망과 TI의 목표가 궁금합니다.
"향후 시장에 대한 전망은 여러 자동차 제조업체와 무선 솔루션에 대해 현재 적극적으로 이야기를 하고 있고, 자동차 제조업체 측에서도 아주 적극적으로 솔루션을 제안하는 요청이 있었다고 말씀드릴 수 있겠습니다. 제조사의 이름까지 공개할 수는 없지만, 유수의 업체들과 지금 무선 BMS 솔루션과 관련해 일부 진행하는 것들이 있고, 일부는 긍정적인 의견을 전달해왔습니다. 자동차 업체들의 기술개발 속도와 출시계획에 따라 일정이 달라지겠지만, 아마도 짧게는 향후 3년, 길게는 향후 5년부터 가시화될 것으로 보고 있습니다."
-무선 BMS 솔루션의 이점으로 개발 기간 단축을 강조했습니다. 이전 대비 얼마나 감소할 수 있는지 궁금합니다.
"수치로 표현하기는 어렵습니다. 이는 개발사마다 그리고 개발자의 능력마다 차이가 있기 때문입니다. 그러나 보통 자동차 업계에서 특정 시스템을 개발할 때 보편적으로 평균 개발 기간을 3년 정도로 봅니다. 그중에 인증을 받거나 인증을 받기 위한 설계를 진행하는 데 걸리는 시간은 짧게는 1년이 걸릴 수 있습니다. TI의 무선 BMS 솔루션을 사용하면, 이 부분에서 굉장히 많은 시간을 단축할 수 있을 것 같습니다."
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-무선 BMS 솔루션이 전기차 주행거리에 얼마나 이점을 제공할 수 있는지 궁금합니다.
"가솔린 자동차를 보면 승객이 많이 타거나 트렁크에 짐이 많으면 연비가 줄어드는 현상이 나타납니다. 그래서 제조사가 차의 무게를 줄이는 데 굉장히 노력을 기울이고 있습니다. 결국 무게가 자동차의 연비를 결정짓는 중요한 요소 중 하나라는 이야기입니다. 예를 들어 400볼트 배터리를 사용하는 전기차를 개발한다고 가정했을 때 사용되는 케이블의 양과 커넥터의 수 등을 고려하면 엄청난 무게로 작용할 수 있습니다. 무선 BMS 솔루션은 이런 문제를 굉장히 손쉽게 해결해 무게를 줄일 수 있는 방법입니다. 자동차 업체들은 무선 BMS 솔루션이 확실히 전기차의 주행거리를 늘리는 데 도움이 되는 것으로 보고, 많은 관심을 가지고 있습니다."
