리니어, 오토모티브 배터리 성능 한 단계 '업그레이드'

리니어테크놀로지코리아(이하, 리니어)는 자동차 배터리 성능을 더 발전시킬 수 있는 드롭인(drop-in) 방식 고전압 배터리 스택 모니터(BMS) 4세대 LTC6811 신제품을 11월23일 서울 본사에서 진행된 기자간담회를 통해 공개했다.

자동차 용도로 충분한 저력을 공급하기 위해 수십개에서 수백개 배터리 셀이 필요하다. 이러한 셀은 길게 직렬로 구성돼 1000V 혹은 이보다 더 높아야 한다. 배터리 전자제품들은 고전압 환경에서 동작해야 하며 커먼모드 전압 효과를 거절하면서 스트링으로 연결돼 각 셀을 개별적으로 측정하고 제어해야 한다. 이 전자제품들은 배터리 스택에서 프로세싱을 위한 센트럴 포인트까지 정보를 전달할 수 있어야 한다.

리니어는 하이브리드, 전기차량(HEV), 전기차량(EV)에 적합한 통합형 배터리 측정 IC를 지난 2009년 9월 1세대 제품으로 LTC6802을 첫 선보였다. 이후 2011년 2세대 LTC6803, 2012년 3세대 LTC6804에 이어 올해 11월 4세대 LTC6811을 출시했다.

시중에 리니어의 BMS가 탑재되고 양산된 대표적인 차량으로는 BMW의 i3와 i8(PHEV), 미스비시 iMiEV, 혼다 시빅(HEV), 기아의 K5과 K7, 현대의 소나타 HEV, 그랜저 HEV 등이 있다.

LTC6811은 이전 세대인 6804의 ADC 디자인과 볼테지 레퍼런스 등을 유지했고 고객들의 피드백을 적용시켜 정밀도와 통신 내구성을 보다 높였으며 다이사이즈를 줄였다.

리니어코리아 노일 이사는 “3세대 LTC6804은 뛰어난 성능으로 고객들에게 제품력을 인정받았지만 가격적인 면에서 비싸다는 의견이 많았다. 이번에 출시한 4세대는 기존제품 대비 25% 더 낮은 가격으로 고성능을 제공해 큰 호응을 받을 것으로 예상한다”고 말했다.

LTC6811은  딥 베리드(deep buried) 제너(Zener) 전압 레퍼런스, 고전압 멀티플렉서, 16비트 델타 시그마 ADC, 1Mbps 절연 직렬 인터페이스를 통합했다. LTC6811은 직렬로 연결된 최대 12개의 배터리 셀 전압을 0.04% 이내의 보다 우수한 정밀도로 측정할 수 있다. 또 3차 로우패스 필터 8개 중 하나를 프로그램해 설정할 수 있기 때문에 노이즈 감쇄 기능이 우수하다. 가장 빠른 ADC 모드로 사용시 모든 셀은 290µsec이내에 측정될 수 있다.

대용량 배터리 팩의 경우 리니어 테크놀로지의 독자적인 2선 isoSPI 인터페이스를 사용해 동시에 서로 연결되어 동작할 수 있다. 내장된 인터페이스는 최대 1Mbps의 데이터 속도를 지원하며 전기적으로 절연된 RF 노이즈에 내성이 높은 통신 기능을 제공한다. 트위스트 페어 와이어로 연결된 다수의 LTC6811은 1개의 호스트 프로세서에 데이지체인 방식으로 연결돼 수 백 개 셀의 고전압 배터리 스택을 측정할 수 있다.

노일 이사는 "자동차에 있어서 가장 중요한 것은 세이프트(안전)이다. 이를 위해 리니어는 기존의 LTC6804부터 ISO 26262(ASIL) 표준을 준수해왔다. LTC6811은 기존 제품 대비 SC(Sum of Cell)이 3배 향상됐고 보조 레퍼런스 정밀도가 2배 이상 높아졌다. 또 C6, C7 동시 측정을 ADC에 적용시켰다“고 설명했다.

LTC6811은 리던던트 전압 레퍼런스를 통한 확장된 오류 범위, 로직 테스트 회로, 크로스 채널 테스트, 오픈 와이어 검출 성능, 와치독 타이머 및 시리얼 인터페이스에서 패킷 오류 체크 기능을 제공한다.  또 -40 ~ 125도(°C) 범위에서 동작할 수 있도록 완벽하게 설계됐다.

LTC6811은 필터 컷오프(cutoff) 주파수가 추가되고 패시브 및 액티브 밸런싱 제어 기능 추가돼 새로운 ADC 명령과 기능 안전을 위한 향상된 오류 도달범위를 제공하는 드롭인 대체 제품으로 사용할 수 있다.

노일 이사는 “리니어 제품의 장점은 오류범위와 배터리 수명을 정확히 측정해 가용 에너지를 정확히 판단할 수 있다”며 “메인 타겟인 오토모티브 뿐 아니라 골프카트 등 준오토모티브 등에서도 높은 인지도로 시장을 점유하고 있다”고 덧붙였다.

한편, LTC6811은 아두이노 기반 마이크로컨트롤러 보드 및 소프트웨어 라이브러리인 리니어의 Linduino 기술로 완벽하게 지원된다. 이 마이크로컨트롤러 보드는 전기적으로 절연 USB 포트가 포함되어 있으며 LTC6811 데모 보드에 직접 연결돼 LTC6811을 평가하고 개발할 수 있는 간단한 플랫폼을 제공한다. LTC6811은 소형 8mm x 12mm 표면 실장 SSOP 패키지로 제공된다.