GM이 미래형 전기 자동차 생산에 무선 배터리 관리 시스템(wBMS)을 업계 최초로 장착했다. wBMS는 특정 통신 시스템을 개발하거나 각 신차에 대한 복잡한 배선 체계를 재설계하는 시간을 필요로 하지 않는다. 이에 따라 GM의 ‘울티움(Ultium)’ 구동 전기 자동차는 예상보다 더 빨리 출시될 전망이다.
기술 진전에 따라 화학적 성능이 강화된 GM의 울티움 배터리팩은 점점 더 유연하게 설계되고 있다. 게다가 wBMS에 소프트웨어가 제공됨에 따라 새로운 기능이 더 쉽게 추가되는 상황이다. GM의 이 새로운 차량 인텔리전스 플랫폼은 스마트폰 등으로 업데이트되므로 시간이 지남에 따라 시스템 자체의 업그레이드도 가능해진다.
GM의 글로벌 전기화 및 배터리 시스템 담당 전무이사인 켄트 헬프리치(Kent Helfrich)는 확장성과 복잡성 감소가 울티움 배터리의 주제이며 무선 배터리 관리 시스템은 이 유연성의 중요한 원동력이라며 “울티움이 무선 시스템으로 작동, 관리됨에 따라 당사는 향후에도 수익성 있는 전기자동차의 지속적인 구축에 적용할 예정“이라고 설명했다.
wBMS는 GM의 전기자동차가 개별 배터리 셀 그룹에서 화학적 균형을 맞추어 최적의 성능을 발휘하도록 한다. 실시간으로 배터리 팩 상태를 검사하고 필요에 따라 모듈 및 센서 네트워크를 다시 체킹하게 해주므로 차량의 수명이 다하는 동안 배터리 상태를 최적의 상태로 보호할 수 있게 된다.
무선 시스템은 배터리 내의 전선을 최대 90%까지 줄임으로써 전체적으로 차량을 더 가볍게 만들고 더 많은 배터리를 위한 추가 공간을 열어주므로 충전 범위를 넓혀준다. 이에 따라 전선 감소로 생성된 공간과 유연성은 보다 깨끗한 설계를 가능하게 할 뿐만 아니라 필요에 따라 배터리 구조를 더욱 간단하고 가결하게 조정해주기도 한다.
이 무선 시스템은 또한 기존의 유선 모니터링 시스템보다 보조 응용 프로그램에서 배터리 재사용을 위한 용도 변경도 가능하게 해준다. 무선 팩이 일관된 전원 공급 장치로 작동하면서도 최적의 차량 성능을 발휘하지 못할 만큼 용량이 줄어들 경우에는 무선 배터리 팩과 결합하여 다시 말끔하게 전기를 발생할 수도 있다. 이러한 기능은 전통적으로 재충전 사용 단계에서 필요로 하는 배터리 관리 시스템의 재설계 또는 정비 과정을 생략해준다.
GM의 무선 배터리 관리 시스템은 또한 완전히 새로운 전기 아키텍처 또는 차량 인텔리전스 플랫폼에 기반을 둔 사이버 보안 조치로 보호된다. 이 시스템의 DNA에는 무선 통신 보호를 포함해 하드웨어 및 소프트웨어 계층 내의 보호 기능이 포함되어 있다.
ADI와 함께 개발된 이 무선 배터리 모니터링 시스템은 배터리 관련 반도체 및 부품들의 효율적인 관리에 힘입어 GM은 앞으로도 많은 유형의 울티움 배터리 구동 전기자동차를 개발할 전망이다. 구체적으로는 대형 트럭부터 고성능 차량에 이르기는 다양한 브랜드와 차량에도 이 기술을 접목시킬 것으로 예상된다.
Hordon Kim
International Editor, hordon@powerelectronics.co.kr
