NXP 반도체가 하드웨어 기반의 전기화학 임피던스 분광법(EIS, Electrochemical Impedance Spectroscopy)을 내장한 배터리 관리 칩셋을 발표했다. 이번 신제품은 전기차(EV) 및 에너지 저장 시스템(ESS)의 안전성, 수명, 성능을 혁신적으로 개선하기 위해 설계됐다.
새로운 EIS 칩셋은 모든 구성요소에서 나노초(ns) 수준의 정밀 동기화를 제공하며, 배터리 상태를 정밀하게 분석해 OEM 제조사가 충전 안전성과 수명 예측 정확도를 높일 수 있도록 지원한다.
이번에 발표된 솔루션은 세 가지 배터리 관리 시스템(BMS) 유닛으로 구성돼 있다. ▲BMA7418 셀 감지 장치 ▲BMA6402 게이트웨이 ▲BMA8420 배터리 정션 박스 컨트롤러로, 추가 부품이나 복잡한 재설계 없이 EIS 측정을 직접 수행할 수 있다. 하드웨어 내장형 이산 푸리에 변환(DFT) 기능이 포함돼 있어 정밀한 주파수 응답 분석이 가능하며 실시간 고주파 모니터링을 통해 배터리 상태를 즉각적으로 진단할 수 있다.
기존의 소프트웨어 기반 배터리 모니터링은 밀리초 단위의 동적 이벤트 감지에 한계가 있었지만 NXP의 하드웨어 통합형 EIS 시스템은 고장의 초기 징후를 빠르게 포착할 수 있다. 이를 통해 OEM 제조사는 추가 센서 없이도 충전 속도를 높이고 시스템 복잡성을 줄이면서 안전한 에너지 저장을 실현할 수 있다.
NXP 드라이버 및 에너지 시스템 부문 총괄 매니저이자 부사장인 나오미 스미트는 “NXP의 EIS 솔루션은 차량 내 실험실급 진단 기능을 제공하며 배터리의 물리적 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있게 해준다”고 말했다. 이어 “추가 온도 센서가 필요하지 않아 설계가 단순해지고 핀투핀(pin-to-pin) 호환 패키지를 통해 기존 셀 모듈이나 배터리 제어 유닛에 손쉽게 업그레이드할 수 있다”고 덧붙였다.
EIS 기술은 배터리 전반에 제어된 전기적 여기 신호(excitation signal)를 인가해 각 셀의 주파수 반응을 측정하는 방식으로, 내부 온도 변화, 미세 단락, 노화 효과 등을 정밀하게 분석할 수 있다. 이를 통해 충전·방전 과정에서의 용량 저하와 임피던스 변화를 구분해 보다 정확한 배터리 상태 진단이 가능하다.
NXP는 해당 기술을 통해 배터리 관리 시스템이 단순 모니터링을 넘어 예측 기반의 안전관리 시스템으로 진화할 것으로 전망했다. 또한 새로운 EIS BMS 칩셋은 향후 전기차 및 에너지 저장 장치의 핵심 구성요소로 확대될 것으로 기대된다고 밝혔다.
헬로티 이창현 기자 |
