고전압 시스템의 배터리 결함 진단 시간을 절반으로 줄이고 ASIL-D 표준 준수
텍사스 인스트루먼트(TI)는 최대 800V에 이르는 고전압 시스템에서도 정확도가 높은 전압 측정 성능을 보유한 새로운 차량용 배터리 모니터링 및 밸런싱 IC 제품을 출시한다고 밝혔다. BQ79616-Q1로 하이브리드차(HEV) 및 전기차(EV)는 ASIL-D 표준을 수월하게 충족할 수 있다.
시스템 차원의 잡음을 필터링해서 배터리 셀 전압과 온도를 정확하게 측정하고 이 정보를 안정적으로 마이크로컨트롤러(MCU)에 전달하는 것은 자동차 제조사들에게 매우 중요한 설계 과제이다. BQ79616-Q1은 이러한 과제를 해결함으로써 엔지니어들이 배터리 안전성 목표를 달성하고 일회 충전 주행거리를 극대화할 수 있도록 지원한다.
BQ79616-Q1 배터리 모니터링 및 밸런싱 IC는 업계 최초로 TI 고유의 특허기술인 “결함 발생 시 기동(wake-up-at-fault)” 기능을 탑재했다. BQ79600-Q1 SPI/UART 통신 인터페이스와 함께 페어링하면 차량이 주/정차 상태이거나 시동이 꺼졌을 때, 완벽한 시스템 셧다운이 가능하다. 이로써 설계 엔지니어는 배터리 전력은 절약하면서도 셀 밸런싱 기능을 향상시키고, 안전성 요건을 수월하게 충족시킬 수 있다.
정확한 배터리 모니터링 및 밸런싱으로 주행 거리 극대화
BQ79616-Q1은 TI의 차세대 배터리 모니터링 및 밸런싱 제품군의 첫 번째 제품으로서, 리튬 인산철(LiFePO4) 같은 다양한 배터리 소재에 대한 고도의 정확한 모니터링을 지원한다. 따라서, 자동차 제조업체는 배터리 충전 상태(SOC, state-of-charge)와 건강 상태(SOH, state-of-health)를 정밀하게 알 수 있어 비용을 절약할 수 있다. 또한, BQ79515-Q1에는 디지털 저역 통과 필터(low-pass filter)와 고정밀 아날로그-디지털 컨버터가 통합되어 신호 측정의 정확도를 극대화하고 2mV 이내의 오차로 정확한 셀 전압 측정이 가능하다.
업계에서 가장 빠른 진단 시간으로 수월하게 ASIL-D 표준 준수
TI의 새로운 모니터링 및 밸런싱 디바이스는 부품 차원의 ISO 26262 표준을 충족하고, 전압 측정, 온도 측정, 통신에 관한 ASIL-D 표준도 수월하게 충족할 수 있다. 또한, BOM과 소프트웨어 오버헤드도 크게 줄일 수 있다. 400V 시스템에서 업계에서 가장 빠른 100ms의 배터리 결함 진단 속도와 15mV 미만의 우수한 ASIL-D 전압 측정 정확도를 제공하므로 시스템 신뢰성과 배터리 안전성을 향상시킨다.
견고한 통신과 향상된 열 관리로 시스템 신뢰성 향상
BQ79616-Q1은 견고한 전자파 적합성(EMC) 성능으로 데이지 체인 통신의 신뢰성을 낮추지 않으면서 잡음이 심한 가혹한 HEV/EV 환경에서 견딜 수 있다. 또한 이 디바이스의 핀 정격은 높은 전압에서의 과도 현상이나 핫 플러그 상황을 견딜 수 있도록 하며, 자동 셀 밸런싱 기능은 열 관리를 간소화한다. 기술 원고 “자동 셀 밸런싱 기능을 통해 전기차의 열 관리 향상”에서는 첨단 열 관리 기술을 통한 시스템 신뢰성 향상에 대해서 자세히 설명하고 있다.
배터리 설계 확장을 통해 비용 절감 및 개발 시간 단축
동일한 패키지로 출시되는 TI의 새로운 모니터링 및 밸런싱 디바이스 제품군은 다양한 채널 옵션을 제공해 핀-대-핀 호환이 가능하고 기존에 개발된 소프트웨어를 100퍼센트 재사용할 수 있다. 또한, BQ79616-Q1에는 버스-바(bus-bar) 측정 기능이 통합되어 다양한 크기의 배터리 모듈 조합에 걸친 채널 활용을 극대화할 수 있다. BQ79616-Q1과 BQ79600-Q1을 결합하면 하나의 통신 인터페이스만으로 배터리 관리 시스템을 폐쇄 루프 구성으로 설계할 수 있어 부품 개수를 추가적으로 줄일 수 있다.
