TÜV SÜD가 인증한 기능 안전 컨셉과 첨단 제품 포트폴리오를 통해 제조업체는 보다 높은 신뢰성의 효율적인 전기차 설계가 가능

 

TI 코리아 (대표이사 박중서, ti.com/kr), 2021 1 21 — 텍사스 인스트루먼트(TI)(나스닥: TXN)는 오늘 최초로 TÜV SÜD 인증 기능 안전 컨셉이 적용된 전기차(EV) 배터리 관리 시스템(BMS)을 위한 업계 최고 성능의 무선 BMS 솔루션을 발표했다. TI의 무선 BMS 솔루션은 첨단 무선 프로토콜[1]에 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[2](FMEA), 고장 형태·영향·진단 분석(FMEDA)[3], 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[4] 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 슬롯[5]과 저지연성을 통해 데이터가 손실되거나 훼손되지 않도록 보호한다. 또한, 다중 배터리 셀이 ±2mV 정확도와 10-7 미만의 네트워크 패킷[6] 오류 발생률로 메인 MCU에 전압 및 온도 데이터를 전송할 수 있도록 한다. 이와 함께, 자동차 제조업체는 TI의 보안을 가능하게 하는 요소(enabler)[7]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 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 온칩[8]을 다수의 BQ79616-Q1 배터리 모니터링 디바이스와 연결해 32셀, 48셀, 60셀 시스템 같은 다양한 구성을 지원하는 배터리 모듈을 개발할 수 있다. 이 시스템은 최대 100개 노드[9]를 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[10] 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.

패키지, 공급, 가격

차량 제조업체들은 무료로 다운로드 가능한 SimpleLink 무선 BMS 소프트웨어 개발 키트(SDK)와 TI.com에서 999달러에 구입할 수 있는 SimpleLink 무선 BMS 평가 모듈(CC2662RQ1-EVM-WBMS)을 통해 빠르게 설계를 시작할 수 있다. CC2662R-Q1 무선 MCU는 1천 개 단위로 가격은 2.79달러이다. 또한, BQ79616-Q1은 16채널 10mm x 10mm 64핀 HTQFP(thermally enhanced thin quad flat package)로 제공되며, 가격은 1천 개 단위로 6.90달러이다. 무선 BMS 솔루션에 사용되는 모든 제품은 TI.com에서 즉시 구입 가능하다.

 

텍사스 인스트루먼트 (TI, Texas Instruments)

세계적인 반도체 업체 텍사스 인스트루먼트(나스닥: TXN)는 산업용, 차량용, 개인용 전자기기, 통신 장비 및 엔터프라이즈 부문의 아날로그 IC 및 임베디드 프로세서를 설계∙제조∙시험∙판매하고 있다. 수십년 동안 TI는 반도체를 통해 더 합리적인 가격의 전자 제품을 만들어서 더 나은 세상을 만들고자 하는 기술적 진보 정신에 준해 모든 전자기기에 반도체가 적용될 수 있도록 보다 높은 신뢰성과 효율성을 제공하는 기술 혁신을 거듭해왔다. TI에 대한 보다 자세한 내용은 공식 홈페이지 TI.com에서 확인할 수 있다.

상표 고지

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[1] 프로토콜: 통신 시스템이 데이터를 교환하기 위해 사용하는 통신 규칙

[2] 고장 형태 영향 분석(FMEA): 설계의 불완전성이나 잠재적 결함을 알아내기 위해 구성 요소의 고장 형태와 그 상위 아이템에 대한 영향을 분석하는 기법

[3] 고장 형태 영향 진단 분석(FMEDA): 서브시스템, 제품 고장률, 고장 모드 및 진단 기능을 얻기 위한 체계적 분석 기법

[4] ASIL D 등급: 자동차에서 안전과 관련된 핵심 부품들에 대해서 특화된 국제규약으로 자동차 기능 안전에 대한 요구조건들을 나타냄. ASIL은 A에서 D까지 등급으로 나뉘며, ASIL D는 가장 높은 수준의 안전 요건

[5] 타임 슬롯: 시분할 다중 방식의 하이웨이 상에서 일정한 주기로 되풀이 되는 비트열(列) 중에서 비트 또는 비트군(群)의 시간적 위치 또는 식별 가능한 주기적 시간 간격

[6] 패킷: 네트워크를 통해 전송하기 쉽도록 자른 데이터의 전송단위

[7] 이네이블러: 장애를 제거하여 사용 또는 작동 가능한 상태로 만드는 것. 흔히 어떤 시스템이나 프로그램을 시동하거나 능력을 회복한다는 의미

[8] 온 칩: 마이크로프로세서 등에서 필요한 기능이 그 IC 칩에 함께 내장되는 것

[9] 노드: 네트워크에서 노드란 연결 지점을 말하며, 다른 노드로의 데이터 전송을 인식하고 처리(process)하거나 전달(forward)할 수 있도록 프로그램 되어 있음

[10] 데이지 체인: 연속적으로 연결되어 있는 하드웨어 장치들의 구성