[디지털경제뉴스 최종엽 기자] 텍사스 인스트루먼트(TI)는 최대 800V에 이르는 고전압 시스템에서도 정확도가 높은 전압 측정 성능을 보유한 새로운 차량용 배터리 모니터링 및 밸런싱 IC 제품 ‘BQ79616-Q1’을 출시했다.
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-Q1는 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.
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.
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.
동일한 패키지로 출시되는 TI의 새로운 모니터링 및 밸런싱 디바이스 제품군은 다양한 채널 옵션을 제공해 핀-대-핀 호환이 가능하고 기존에 개발된 소프트웨어를 100% 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.
BQ79616-Q1은 16채널 10mm x 10mm 64핀 HTQFP(thermally enhanced thin quad flat package)로 제공된다. 가격은 1,000개 단위로 6.90달러부터 시작한다. BQ79616-Q1EVM 평가 모듈은 399달러 가격에 구매할 수 있다. BQ79600-Q1은 16핀 TSSOP(thin shrink small-outline package)로 제공되며, 가격은 1,000개 단위로 4달러부터 시작한다.
TI는 2021년 1분기에 새로운 12채널 및 14채널 배터리 모니터링 및 밸런싱 제품을 공급할 예정이다.
