TI, 하이브리드 및 전기차의 주행 거리 극대화 정확도를 위한 배터리 모니터링 및 밸런싱 IC 출시-아이씨엔매거진

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.

시스템 차원의 잡음을 필터링해서 배터리 셀 전압과 온도를 정확하게 측정하고 이 정보를 안정적으로 마이크로컨트롤러(MCU)에 전달하는 것은 자동차 제조사들에게 매우 중요한 설계 과제이다.

새롭게 출시하는 TI BQ79616-Q1은 이러한 과제를 해결함으로써 엔지니어들이 배터리 안전성 목표를 달성하고 일회 충전 주행거리를 극대화할 수 있도록 지원한다. 특히 BQ79616-Q1는 하이브리드차(HEV) 및 전기차(EV)의 ASIL-D 표준을 수월하게 충족할 수 있다. ASIL-D는 Automotive Safety Integrity Level–D 표준으로 ISO 26262의 자동차 안전 무결성 등급 중 가장 높은 등급이다.

회사측은 “BQ79616-Q1 배터리 모니터링 및 밸런싱 IC는 업계 최초로 TI 고유의 특허기술인 “결함 발생 시 기동(wake-up-at-fault)” 기능을 탑재했다.”고 강조했다. BQ79600-Q1 SPI/UART 통신 인터페이스와 함께 페어링하면 차량이 주/정차 상태이거나 시동이 꺼졌을 때, 완벽한 시스템 셧다운이 가능하다는 설명이다.

이로써 설계 엔지니어는 배터리 전력은 절약하면서도 셀 밸런싱 기능을 향상시키고, 안전성 요건을 수월하게 충족시킬 수 있다는 설명도 추가했다.

BQ79616-Q1은 TI의 차세대 배터리 모니터링 및 밸런싱 제품군의 첫 번째 제품이다. 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[3](low-pass filter)와 고정밀 아날로그-디지털 컨버터[4]가 통합되어 신호 측정의 정확도를 극대화하고 2mV 이내의 오차로 정확한 셀 전압 측정이 가능하다.

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.

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.