텍사스 인스트루먼트(TI)는 TÜV SÜD 인증의 기능 안전(Functional Safety) 컨셉이 적용된 전기차(EV)를 위한 무선 배터리 관리 시스템(Wireless BMS; wBMS)을 발표했다. TI의 무선 BMS 솔루션은 첨단 무선 프로토콜에 우수한 네트워크 가용성을 결합함으로써 무겁고 유지보수가 비싼 케이블을 없애고, EV의 신뢰성과 효율을 높일 수 있다.
TI의 무선 BMS 솔루션을 통해 차량 제조업체들은 설계 복잡성은 낮추면서, 신뢰성을 높이고, 차량 무게를 줄임으로써 주행 거리를 늘릴 수 있다. ▲SimpleLink™ 2.4GHz CC2662R-Q1 무선 마이크로컨트롤러(MCU) 평가 모듈, ▲소프트웨어, ▲기능 안전 관련 자료들(안전 매뉴얼, 고장 형태 영향 분석(FMEA), 고장 형태·영향·진단 분석(FMEDA), TÜV SÜD 컨셉 보고서 등)이 함께 제공되는 TI의 포괄적인 무선 BMS 제품군은 여러 생산 모델에 걸쳐 설계를 확장할 수 있는 유연성을 갖춘 덕분에 차량 제조업체가 보다 빠르게 생산에 돌입할 수 있도록 한다. 더 자세한 내용은 기술원고 “차세대 전기차의 주행 거리 연장 및 배선 감소”에서 확인할 수 있다.
시장조사기관 스트래티지 애널리틱스(Strategy Analytics)에서 파워트레인, 차체, 섀시 및 안전 서비스 부문을 담당하는 아시프 안와르(Asif Anwar) 이사는 “설계의 유연성을 높이는 동시에 기존 시스템에 비해 복잡성과 비용을 낮출 수 있어 EV 시장에서 무선 배터리 관리 시스템의 구현이 증가하는 추세다. TI의 솔루션은 이런 이점들과 함께 ASIL D 요건까지 충족함으로써 업계의 새로운 기준점을 제시한다”고 말했다.
ISO 26262 표준 ASIL D 인증 충족
차량 제조업체들의 개발 시간 단축을 위해 TI는 선도적인 기능 안전 평가 기관인 TÜV SÜD에 TI 무선 BMS 기능 안전 컨셉의 오류 감지 성능에 대한 정량적 및 정성적인 평가와 함께 자동차 기능 안전성 국제표준 ISO 26262의 최고 수준 인증인 ASIL D 충족 여부에 대한 평가를 의뢰했다.
TI의 무선 BMS 기능 안전 컨셉은 무선 BMS 전용 신규 무선 프로토콜을 사용함으로써 통신 오류 감지 및 보안 관련 문제를 해결했다. CC2662R-Q1 무선 MCU에 사용된 TI의 고유 프로토콜은 호스트 시스템 프로세서와 새롭게 출시된 BQ79616-Q1 배터리 모니터링 및 밸런싱 디바이스 사이에 견고하면서 확장 가능한 데이터 교환을 가능하게 한다.
업계 최고 수준의 네트워크 가용성을 안전하게 달성
유선 연결과 비교했을 때 CC2662R-Q1 무선 MCU에 채택된 TI의 BMS용 무선 프로토콜은 99.999% 이상의 업계 최고 수준의 네트워크 가용성을 달성하고, 최대 300ms 속도로 네트워크의 재시작이 가능하다. 이 무선 MCU는 뛰어난 데이터 처리량의 전용 타임 슬롯과 저지연성을 통해 데이터가 손실되거나 훼손되지 않도록 보호한다. 또한, 다중 배터리 셀이 ±2mV 정확도와 10-7 미만의 네트워크 패킷 오류 발생률로 메인 MCU에 전압 및 온도 데이터를 전송할 수 있도록 한다. 이와 함께, 자동차 제조업체는 TI의 보안을 가능하게 하는 요소(enabler)를 통해 잠재적 위협을 방지할 수 있다. TI의 보안을 가능하게 하는 요소는 ▲키 교환 및 업데이트, ▲고유 디바이스 인증, ▲디버그 보안, ▲JTAG(Joint Test Action Group) 잠금 방식을 통한 소프트웨어 IP 보호, ▲128비트 AES(Advanced Encryption Standard) 암호 가속화, ▲메시지 무결성 검사를 포함한다.
신뢰할 수 있는 시스템 레벨 설계를 여러 플랫폼에 걸쳐 확장
차량 제조업체들의 다양한 설계 요구를 충족하기 위해서 TI의 무선 BMS 솔루션은 다양한 구성을 지원한다. 실시간(deterministic) 프로토콜은 업계에서 가장 높은 데이터 처리량을 제공하기 때문에 차량 제조업체들은 단일 무선 시스템 온칩을 다수의 BQ79616-Q1 배터리 모니터링 디바이스와 연결해 32셀, 48셀, 60셀 시스템 같은 다양한 구성을 지원하는 배터리 모듈을 개발할 수 있다. 이 시스템은 최대 100개 노드를 지원하도록 설계되었으며, 노드당 2ms 미만의 낮은 지연 시간과 모든 노드에 걸친 시간 동기화 측정 기능(time-synchronized measurements)을 제공한다. CC2662R-Q1 무선 MCU는 개별 셀 모니터링 유닛을 분리해 데이지 체인 절연 부품의 필요성과 비용을 없애 준다. BQ79616-Q1 배터리 모니터링 및 밸런싱 디바이스는 동일한 패키지 타입으로 다양한 채널 옵션을 제공하며, 핀-대-핀 호환이 가능하고 모든 플랫폼에 걸쳐 기존에 개발된 소프트웨어와 하드웨어를 100% 재사용할 수 있도록 지원한다.
