오토실리콘, 전기차·ESS용 24채널 배터리 진단 전용 칩 출시

차량용 반도체 전문 팹리스 회사인 오토실리콘은 14채널 배터리 진단 IC (Battery Diagnosis IC, BDIC)를 출시한데 이어, 이번에 xEV (Electrical Vehicle) 및 ESS (Energy Storage System)용 대용량 배터리 셀에 직접 적용할 수 있는 24채널 BDIC를 출시한다고 29일 밝혔다.
 

오토실리콘의 BDIC 칩셋은 전기화학 임피던스 분광법( Electrochemistry Impedance Spectroscopy, EIS) 기술 기반으로 최대 24개 배터리셀의 AC 임피던스를 측정할 수 있으며 배터리 모듈 및 팩 단위로도 확장 적용할 수 있다.

EIS 기술은 배터리 상태에 따라 주파수별로 변하는 AC 임피던스를 측정해 배터리 내부 상태의 정밀 분석과 진단에 활용되고 있다. 오토실리콘은 자사의 BDIC가 EIS 장비 대비 동작 전류, 임피던스 측정 정밀도 및 부피를 개선하고, 수십 대의 EIS 장비를 하나의 칩으로 대체할 수 있다고 설명했다.

xEV/ESS 업계는 배터리 정밀 분석을 위해 배터리 팩, 모듈을 해체하는 과정에서 막대한 비용과 시간이 소요되며, 불량 요인을 특정하는 것에 기술적 한계에 직면해 있다. 지금까지 배터리셀의 AC 임피던스 측정은 큰 부피를 차지하는 고가의 EIS 장비로만 할 수 있었기 때문에 EV 및 ESS의 온라인 적용에 한계가 있었다.

오토실리콘은 배터리관리시스템(Battery Management System, BMS)에 자사의 BDIC를 적용하면 출하된 모든 배터리의 AC 임피던스 정보를 온라인으로 계속 모니터링할 수 있기 때문에 클레임 발생 시 누적된 배터리 데이터의 온라인 분석이 가능하다고 밝혔다. 또한, 배터리 내부의 특정 물질의 불량까지 분석할 수 있어 배터리 불량 요인 분석에도 활용할 수 있다.

 
일부 배터리 제조사와 배터리 모듈·팩 제조사는 입출고 품질 검사를 위한 솔루션 제작에 EIS 기술 도입을 검토하고 있다. 배터리 품질 검사에  BDIC를 도입하면 더 정확한 배터리 불량 판정이 가능해질 것으로 기대된다. 또한, 연료전지의 경우 측정된 AC 임피던스로 수소연료전지 내부의 상태를 파악하고 진단해 연료전지 스택 수리 및 교체 비용을 절감할 수 있을 것이다.

2026년부터 미국 일부 주에서 시행 예정인 전기차 대상의 규제로 인해 전기차 제조사는 일정 기간 배터리의 SoH (State of Health)를 보증하고 차량의 정확한 SoH 정보를 수집해야 한다. 유럽연합에서는 2027년부터 배터리 여권 제도 도입을 통해 전기차와 산업용 배터리에 대해 고유 식별자를 사용해 각 배터리의 정보, 환경 영향, 전기화학적 성능, 내구성, SoH와 같은 정보를 관리할 수 있도록 배터리 정보를 추적할 수 있도록 할 예정이다.

오토실리콘은 BDIC를 이용해 별도의 온도 센서 없이 개별 셀의 내부 온도를 추정하는 알고리즘과 소프트웨어를 동시에 개발했다. 이를 이용해 기존의 NTC 온도 센서로 실현하기 어려웠던 팩 내부의 모든 배터리셀의 개별 온도 관리를 효율적으로 할 수 있다.

EIS 기술 기반의 BDIC 칩셋 출시로, 시스템 온라인 적용이 가능해짐에 따라 클라우드 BMS 구축에 적합하며 다양한 목적에 따라 배터리 생애 주기의 전 사이클에서 효율적인 배터리 관리가 가능하게 되었다. 오토실리콘 24채널 BDIC 칩셋은 국내외 전기차 및 ESS, 배터리 셀·모듈 제조사를 대상으로 프로모션 중이며 오는 6월부터 양산 예정이다.

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AEM_Automotive Electronics Magazine