NXP, 전기화학 임피던스 분광법 기반 전기차 BMS 칩셋 출시

NXP반도체가 전기화학 임피던스 분광법(Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS)을 통합한 배터리 관리 시스템(BMS) 칩셋을 발표했다. 

이 칩셋은 고전압 전기차 배터리 팩 내 모든 배터리 셀 측정값을 나노초 단위로 하드웨어 기반 정밀 동기화할 수 있다. NXP에 따르면, 이것은 차량 내장형 BMS 내에 실험실 수준의 EIS 진단 기능을 구현한 업계 최초의 사례로, 배터리 상태 추적, 충전 안전성, 시스템 단순화를 동시에 개선할 수 있도록 설계됐다. 

새로운 BMS 솔루션은 EIS 측정 기능을 세 가지 하드웨어 유닛(BMA7418 셀 감지 장치, BMA6402 게이트웨이, BMA8420 배터리 정션 박스 컨트롤러)에 통합했다. NXP는 이러한 구성을 통해 외부 센서 추가나 복잡한 설계 변경 없이 실시간 고주파 배터리 셀 모니터링이 가능하다고 밝혔다. 또한 칩 내부의 이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transformation, DFT)을 활용한 정밀한 하드웨어 기반 동기화를 통해 임피던스를 정확하게 측정할 수 있다. 이를 통해 배터리 열화의 초기 징후를 감지하고 충전 과정을 최적화할 수 있다. 

칩셋의 EIS 기능은 제어된 전기적 여기 신호를 배터리 전체에 전달해 분석하는 원리에 기반한다. NXP는 이 시스템이 고전압 회로를 사전 충전하고, DC 링크 커패시터를 보조 에너지 저장 장치로 활용하는 여기 신호 발생기를 포함한다고 설명했다. 이를 통해 분석 과정의 에너지 효율을 높일 수 있다. 또한 주파수 대역별 응답을 측정함으로써 개별 셀 내부의 온도 기울기, 노화, 미세 단락 등을 파악할 수 있으며, 이는 기존의 시간 기반 모니터링 방식으로는 포착하기 어려운 정밀한 수준의 데이터 분석을 가능하게 한다. 

NXP는 이 BMS 칩셋을 2026년 상반기 상용화를 목표로 하고 있다. 이 솔루션은 전기차용 고전압 배터리 팩과 고정식 에너지 저장 시스템(ESS) 모두에 적용할 수 있으며, NXP의 S32K358 차량용 MCU에서 실행되는 전용 소프트웨어와 함께 제공될 예정이다. 이를 통해 자동차 제조사는 배터리 상태를 정밀하게 모니터링하고, 고속 충전을 효율적으로 관리하며, 시스템 아키텍처를 간소화할 수 있다.

AEM(오토모티브일렉트로닉스매거진)

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