고전압 배터리 관리 시스템에서 EV 개발자가 선두에 서는 방법

Global sales of electric vehicles continue to grow, with a total of 10.5 million new battery-electric vehicles (BEVs) and plug-in hybrids (PHEVs) delivered during 2022, an increase of 55% compared to 2021. Carmakers are making massive investments to optimize technologies, with most gains from improvements in the battery chemistry and in the performance of the battery management system (BMS), so that the average battery range is now treble to what it was a decade ago. This technological investment has also grown consumer confidence about buying BEVs with quoted ranges of 300 miles and more.
 
Though most BEVs on the roads today run on 400 V, there is a gradual shift to 800 V battery architectures. By the middle of the decade, more and more carmakers anticipate they will have 800 V models in their offering. Running on such a high voltage gives these BEVs much lower charging times, making them even more attractive to potential buyers.
 
Although high-voltage BMS (HVBMS) architectures exist, there is no blueprint for them – it’s not like the old days when the same internal combustion engine (ICE) could, with a few mechanical and electronic tweaks, fulfill the powertrain needs of a range of models. The market is evolving from a new vehicle model every 6-8 years to more frequent updates or upgrades, similar to the smartphone market with yearly innovation spins. During this transition period, architectures are highly variable, and there is no standard way of doing it. The challenge for OEMs and Tier 1s is to bring the latest semiconductor innovations into the market as soon as possible. Indeed it’s not just the semiconductor innovations that are required; the functional safety of these devices needs a lot of attention and design effort.

‘하나의 장갑이 모든 것을 해결한다’는 HVBMS 아키텍처는 없으므로, 어떤 참조 설계도 향후 등장할 모든 아키텍처에 적응할 수 있을 만큼 유연해야 합니다. 이러한 설계는 400 V에서 1000+ V에 이르는 다양한 시스템 전압뿐만 아니라, 스위치 가능한 800 V 충전 및 400 V 주행을 위한 향후의 하이브리드 2 x 400 V 구성도 처리해야 합니다. 시스템 설계자는 시스템의 두뇌 역할을 하는 배터리 관리 유닛(BMU) 및 셀 모니터링 유닛(CMU), 배터리 접합 박스(BJB) 서브 시스템 PCBAs 간 BMS 내부 통신 설정 방법을 평가해야 합니다. 예를 들어, 추진 도메인 컨트롤러를 통해 차세대 기능 집계 아키텍처를 고려할 때 CAN FD는 최첨단 절연 데이지 체인 버스를 대체할 흥미로운 대안으로 제시됩니다. 이는 배터리 팩에서 컨트롤러를 제거할 수 있도록 합니다.

고전압 배터리 관리 시스템 참조 설계(HVBMS-RD)의 개발을 통해 NXP는 시스템 수준의 지식과 탁월한 기능 안전 전문성을 선보입니다. 확장 가능하고 유연한 하드웨어 아키텍처 외에도, HVBMS-RD는 시장 출시 시간을 단축하고 개발 노력과 관련된 위험을 줄일 수 있도록 지원하는 방대한 문서 자료를 제공합니다. 이 솔루션은 최신 BMS 실리콘, 생산급 소프트웨어 장치 드라이버 및 재사용 가능한 기능 안전 문서를 결합하여 고객의 애플리케이션 계층 소프트웨어가 신뢰할 수 있는 ASIL D 측정 값을 제공합니다.