로데슈바르즈(Rohde & Schwarz)와 아나로그디바이스(Analog Devices, Inc., ADI)는 자동차 업계가 무선 BMS(wireless Battery Management System, 이하 wBMS) 기술 채택을 가속화할 수 있도록 개발한 자동 테스트 장비(Automated Test Equipment, ATE) 솔루션을 발표했다.
로데슈바르즈는 ADI와 협력하여 wBMS 모듈 캘리브레이션, 수신기 및 송신기, DC 테스트를 신속하게 검증할 수 있는 초소형 양산 테스트 솔루션을 개발했다. 이 플랫폼은 실험실과 양산 환경 모두에 적합하다.
이 테스트 설정을 통해 필요한 wBMS 모듈 캘리브레이션, 수신기 및 송신기, DC 테스트를 빠르게 실행할 수 있다. [이미지=Rohde & Schwarz]
BMS는 배터리 팩의 충·방전 주기를 관리하고, 배터리 상태를 모니터링하며, 안전한 운행을 보장하는 전기차(EV)의 핵심 부품이다. 셀 정보는 배터리 시스템 작동을 모니터링하고 조정하는 중앙 컨트롤러로 전달되어야 한다. BMS 내 연결은 전통적으로 케이블, 커넥터 연결, 하네스를 통해 이뤄진다. 하지만, 이러한 배선은 복잡하고 공간을 차지하며 차량의 무게를 증가시킨다. 또한, 유선 연결은 시간이 지남에 따라 성능이 저하되고 고장이 발생할 수 있다.
반면, wBMS는 기계적 배선을 없애고 무선 데이터 통신으로 대체한다. ADI의 wBMS는 일반적인 12개 모듈 배터리 시스템에서 최대 24개의 하네스, 48개의 커넥터 쌍, 12개의 셀 모니터링 컨트롤러(Cell Monitoring Controller, CMC)를 제거할 수 있다. 이를 통해 배터리 팩 아키텍처가 단순해져 셀 조립, 유지관리, 교환이 간소화된다. 또한, 공간을 절약하고 차량의 무게를 줄일 수 있다.
ADI의 wBMS 시스템 내에서 각 배터리 모듈에는 중앙 집중식 무선 매니저(Centralized Wireless Manager, CWM)와 통신하는 무선 셀 모니터링 컨트롤러(wCMC) 장치가 있다. 무선 매니저는 다시 차량 ECU와 통신한다. ADI의 wBMS 내 무선 프로토콜은 자동차 애플리케이션의 신뢰성과 통신 보안 요구 사항을 충족하도록 설계된 저전력 2.4GHz ISM 대역 무선에서 실행된다. ADI의 wBMS는 가장 엄격한 사이버 보안 표준 ISO 21434 CAL4를 충족한다.
양산 라인용 초소형 자동화 테스트 시스템
로데슈바르즈의 wBMS ATE 플랫폼은 무선 통신 테스터 R&S CMW100, 무선 자동 테스트 소프트웨어 프레임워크 R&S WMT, 최근 출시된 범용 테스트 및 측정 플랫폼 R&S ExpressTSVP로 구성된다. 테스트 정확도를 높이기 위해 DUT(Device Under Test)는 외부 간섭 신호를 제거하기 위해 R&S TS7124 RF 차폐 박스에 배치된다.
테스트 플랫폼의 핵심 기능은 wBMS가 작동해야 하는 까다로운 RF 환경을 시뮬레이션하는 것이다. 이러한 테스트 환경을 구축하기 위해 로데슈바르즈와 ADI는 실제 RF 스펙트럼(신호)을 캡처할 수 있는 무선 기록 솔루션을 개발했다.
로데슈바르즈에 따르면, 후속 테스트를 통해 로데슈바르즈 wBMS ATE 시스템의 성능과 ADI의 wBMS가 가장 까다로운 RF 환경에서도 배터리 데이터를 정확하고 안정적으로 통신할 수 있는 능력을 모두 입증했다.
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