전기차 배터리의 테스트 정밀도 중요성 대두
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전기차 배터리의 테스트 정밀도 중요성 대두
  • 김경한 기자
  • 승인 2020.03.23 09:23
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ADI 솔루션, 배터리의 안전성과 수명 극대화 효과

[테크월드=김경한 기자] 글로벌 시장조사기관인 프로스트앤설리번(Frost & Sullivan)은 2019년 글로벌 전기자동차(EV) 판매대수가 280만 대에서 2025년 2500만 대로 폭발적으로 성장할 것으로 전망했다. 이는 전체 승용차 판매량의 22.4%에 이르는 수치다.

EV 시장의 폭발적인 성장과 함께 이 차량에 사용되는 고성능 배터리에 대한 수요도 증가하고 있는데, 오래된 EV 배터리는 결국 소진되기 때문에 교체가 필요할 것이다. 이러한 요인들로 인해 배터리 제조업체들은 제품을 시장에 빠르게 내놓아야 하는 압박이 커지고 있다. 성능이 낮은 장비로는 배터리 제조의 엄격한 요건을 충족시키기 어렵다.

 

배터리에 대한 투자는 수명 극대화 제고

EV용 배터리 제조 비용은 EV의 판매 가격과도 직결된다. 실제로 EV의 전체 비용에서 배터리가 차지하는 비율은 최대 40% 수준이다. 특히 배터리 제조의 최종 공정(활성화와 테스트)이 매우 큰 비중을 차지해, 전체 배터리 비용의 20% 수준에 이르고 있다. 배터리 활성화와 테스트는 배터리 소재를 활성화하기 위해 충전과 방전을 반복하는, 시간이 많이 소요되는 공정이다. 이 공정을 마치는 데는 꼬박 이틀이 걸릴 수도 있다. 

배터리 제조사와 측정장비 회사들은 시장 선점을 위해 배터리 생산을 서두르기보다 배터리 성능과 품질을 더 우선적으로 고려해야 한다. 이런 배터리 활성화와 테스트에서의 정밀도가 배터리의 성능을 좌우하며, 이 공정이 직접적으로 배터리의 품질과 안전성에 매우 큰 영향을 준다.

ADI 관계자는 “배터리 제조사들이 제조 비용을 낮추기 위해서는 에코시스템 전반에 걸친 총체적 접근법과 시스템 차원의 전문성을 활용해 전반적인 배터리 테스트 회로 풋프린트를 줄이면서 채널 수는 늘릴 필요가 있다”고 밝혔다. 그러면서도 “배터리 활성화와 테스트를 할 때 정확도, 정밀도, 신뢰성, 속도는 그대로 유지하고 안전성, 성능, 신뢰성 요구를 충족해야 한다”고 덧붙였다. 

이를 달성하기란 결코 쉽지 않다. 우선 배터리 충전 회로를 구동하는 전원장치를 정밀하게 제어해야 한다. 또한 셀을 과충전하거나 저충전하는 것을 방지하기 위해 파워 사이클링에 사용되는 전류와 전압 프로파일을 면밀하게 모니터링해야 한다. 이렇게 함으로써 테스트 과정에서 안전성을 보장함과 동시에 배터리 수명도 극대화할 수 있다. 이는 최종 사용자 입장에서 전반적인 소유비용을 크게 낮출 수 있게 해준다. 

 

시스템 차원의 총체적 접근법

ADI는 시스템 차원의 전문성을 보유하고 있으며, 매우 방대한 부품과 빌딩 블록들을 제공한다. 또한 배터리 제조사들을 위한 다양한 레퍼런스 디자인도 제공하므로 이를 활용해 더 쉽고 빠르게 개발을 진행할 수 있다. 이를 활용하면, 활성화와 테스트 시스템을 완전히 처음부터 개발해야 할 때에 비해 시간을 3~4배 단축할 수 있다. 

또한 셀을 충전하고 방전하는 배터리 활성화와 테스트 과정에서 시스템 차원의 정밀도를 더욱 높이기 때문에 여러 셀들에 걸쳐서 에너지를 재활용하는 전력 아키텍처가 가능하다. 따라서 이런 아키텍처를 통해 전례없이 뛰어난 효율을 달성하고, 처리 용량을 늘리며, 궁극적으로 낭비를 줄이고 비용을 절감하며 배터리 생산의 경제성을 높일 수 있도록 배터리 제조사를 돕고 있다.

ADI 배터리 테스트 솔루션의 강점
ADI 배터리 테스트 솔루션의 강점

ADI 배터리 테스트 장비의 장점은 다음과 같다. 

먼저, 우수한 기술력을 들 수 있다. 동일한 조건에서 반복적으로 배터리를 활성화하는데 요구되는 정밀성을 제공해 고성능 배터리의 일관된 생산을 지원한다.

또한, 시스템 차원의 전문성을 높이 살 수 있다. 배터리 활성화와 그레이딩 공정의 밀도와 효율을 높일 수 있는 솔루션을 제공하기 때문이다. 

더불어, 배터리 활성화 공정에서 시스템 차원의 정밀도를 갖췄다. 초과분의 에너지를 재활용한 추가적인 셀 활성화를 지원한다.

마지막으로 시스템 크기를 줄이는 통합 솔루션을 제공한다. 배터리 제조사가 동일 면적에 더 많은 테스트 장비를 구축할 수 있게 함으로써, 공장에서 차지하는 공간을 늘리지 않고도 배터리를 활성화하고 테스트 용량 증대할 수 있다. 

비카스 초우드하리(Vikas Choudhary) ADI 배터리 활성화·테스트 제품 담당 전략 마케팅 매니저는 “EV 시장의 성장과 함께 배터리 제조사와 관련 기업들로부터 우수한 품질의 신뢰할 수 있는 배터리 기술에 대한 요구가 높아지고 있다”며, “ADI 테스트 장비는 배터리 활성화를 향상시킴으로써 수율을 높이고 폐기되는 손실을 줄일 수 있다”고 전했다. 


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