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Nikkei X-TECH_2023.1.20

첨단 기술 뉴스 플러스
미국 TI, 배터리 관리시스템 관련 신제품 발표
EV의 항속거리 연장에 기여

미국 텍사스인스트루먼트(Texas Instruments, TI)는 전기자동차(EV)의 추정 항속거리를 높은 정밀도로 파악하는 것을 지원하는 배터리셀 모니터 'BQ79718-Q1'과 배터리팩 모니터 'BQ79731-Q1'의 신제품을 발표했다. 측정 오차에 의한 배터리 소진이 발생하지 않도록 크게 설정했던 여백을 줄이고 그만큼을 항속거리로서 추가할 수 있게 했다.

이번 신제품은 모두 배터리관리시스템(BMS)에 사용되는 디바이스이다. 배터리셀 모니터 BQ79718-Q1에서는 셀 전압의 측정 정밀도를 약 3배로 높였고, 배터리팩 모니터 BQ79731-Q1에서는 팩 전류의 측정 정밀도 0.05%를 실현했다.

또한 BQ79731-Q1에서는 팩의 전류와 전압의 측정에 있어 지연이 최대 128μs라는 높은 동기를 실현, 배터리팩 전력 모니터링의 실시간성을 향상시켰다. 이를 통해 배터리의 장기간 사용으로 인한 열화(劣化) 및 충전 상태를 상세하게 파악하는 것이 가능해졌다고 한다.

BQ79718-Q1에 있어서의 셀 전압 측정 정밀도는 ±1mV. TI에 따르면, 풀 충전 시 항속 거리가 300마일(약 483km)인 EV에서 셀 전압 측정 정밀도가 ±10mV인 경우, 배터리가 삼원계(NMC계)인 리튬이온전지일 때 ±6마일(약 9.7km)의 오차가 추정 항속 거리에 발생한다. 따라서 ±10mV에서 ±1mV로 고정밀화하면 추정 항속 거리 오차를 ±0.5마일(약 0.8km)로 줄일 수 있다.

즉, 그 차분의 5.5마일(약 8.9km) 분을 풀 충전 시의 항속거리로서 추가할 수 있다. 배터리가 인산철리튬이온전지(LFP)일 때는 차분이 63마일(약 101km) 분이 된다.

TI의 기존 배터리셀 모니터 제품의 셀 전압 측정 정밀도는 ±3.5mV. 앞에서 소개한 예보다 차분은 작지만, 풀 충전 시의 항속 거리를 연장하는데 기여한다. BQ79731-Q1에 있어서의 배터리팩 전류 측정의 고정밀도화와 전력 모니터링의 실시간성 향상도 항속거리에 대한 보다 정밀한 견적을 가능하게 한다는 점에서 풀 충전 시의 항속거리를 연장하는데 기여한다.

이러한 이점뿐만 아니라 BQ79731-Q1에는 BMS의 케이블이나 와이어를 간소화할 수 있다는 측면도 있다. TI에 따르면, 일반적인 BMS 하드웨어는 셀슈퍼바이저유닛(CSU), 배터리정션박스(BJB), 배터리관리유닛(BMU) 등 3가지 요소로 구성되어 있다.

TI에 따르면, 지금까지는 팩의 전압, 전류, 절연저항은 BMU로 측정하였으며, 이를 위해서는 BJB에서 BMU로 신호를 보내는 케이블이 필요했다. 이번 배터리팩 모니터의 신제품을 BJB에 설치하면 BJB 안에서 전압, 전류, 절연저항을 측정할 수 있기 때문에 이러한 케이블을 없앨 수 있다. 케이블 대신 측정 결과를 BMU로 보내는 와이어가 있으면 되고, BJB에 트랜시버, BMU에 리시버를 탑재하면 무선화도 가능하다고 한다.

이번 두 모니터 모두 현시점에서는 샘플 출하 단계에 있다. 양산 개시는 2023년 후반이 될 예정이다. 배터리셀 모니터인 BQ79718-Q1의 평가 모듈 'BQ79718 EVM-049'는 'TI.com'에서 399달러. BQ79718-Q1의 가격은 1,000개 주문 시 8.39달러라고 한다.

한편 배터리백 모니터인 BQ79731-Q1의 평가모듈인 'BQ79731Q1 EVM-060'는 TI.com에서 199달러. BQ79731-Q1의 가격은 1,000개 주문 시 8.39달러이다.

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