비테스코 테크놀로지스의 주요 계약 중 하나는 400V 및 800V 배터리 전기차 아키텍처에 탑재 예정인 무선 통신 버전의 배터리 컨트롤 유닛이다. 이 혁신적인 솔루션은 배터리 충전 공간 내부의 케이블을 줄여 공간을 확보하고, 대용량 배터리 탑재를 가능하게 한다.

배터리 관리는 전기차 주행의 핵심 기능이다. 비테스코 테크놀로지스의 지능형 BMS 솔루션은 컨트롤 유닛, 센서, 소프트웨어 애플리케이션 등으로 구성되어 있으며 과열을 방지해 배터리를 보호한다. 배터리의 모든 셀이 균등하게 충전되도록 돕는 것도 특징이다. 이는 안전한 주행 및 배터리 수명 관리에 필수적인 요소이다.

비테스코 테크놀로지스 경영이사회 위원이자 전동화 사업부 및 전자제어 사업부 총괄 토마스 슈티알레(Thomas Stierle) 사장은 “비테스코 테크놀로지스는 배터리 관리에 필요한 모듈형 소프트웨어 및 하드웨어로 고객 맞춤형 솔루션을 제공할 수 있다”며, “배터리 모듈에 활용된 무선 통신과 같은 기술 혁신으로 진일보한 배터리 디자인 설계가 가능하며, 이로써 고객은 시스템 비용 절감 효과를 누릴 것”이라고 말했다.

전기차 시스템의 숨은 강자, 배터리 관리 시스템

비테스코 테크놀로지스의 BMS 포트폴리오는 크게 두 가지의 컨트롤 유닛으로 구성된다. 첫 번째는 배터리 관리 컨트롤러(Battery Management Controller)로, 영구적으로 셀과 모듈의 상태를 모니터링하여 주행거리 및 배터리의 수명에 불리한 운영 상태가 감지되면 이를 바로잡는 기능을 수행한다. 이 컨트롤러는 고전압 센서(High Voltage Sensor)로 상황을 감지하고, 배터리로 흐르는 높은 전류의 제어를 통해 해당 기능을 구현하며, 사고가 날 경우, BMS는 차체로부터 배터리의 전기적 분리를 실행한다.

CSC(Cell Supervising Circuit)는 두 번째 형태의 컨트롤러이며, 이는 개별 배터리 셀의 충전 수위를 모니터링하고 균형을 조정하는 장치다. 비테스코 테크놀로지스의 양산 배터리를 총괄하는 로드리고 페레스(Rodrigo Peres)는 “비테스코 테크놀로지스는 현재 능동형 셀 밸런싱(Active Cell Balancing)을 위한 새로운 기술을 개발 중이다. 이를 통해 효율을 높일 수 있을 것으로 예상한다”고 말했다.

토마스 슈티알레(Thomas Stierle) 사장은 “최근 몇 개월 내 수주한 BMS 관련 사업은 비테스코 테크놀로지스 솔루션이 전기차 제조에 중요한 연관성이 있음을 시사한다. 우리는 글로벌 자동차 제조사, 프리미엄 브랜드 차량 제조사 및 관련 스타트업 기업 등과 계약을 체결했으며, 이는 모두 전기차 시장에서 주요한 기업들”이라고 설명했다.

비테스코 테크놀로지스의 모듈 BMS 포트폴리오에는 이미 이 밖의 컨트롤 유닛에 들어가는 부품들을 통합하는 기술까지 포함되어 있으며, 높은 수준의 컴퓨팅 능력과 복잡한 소프트웨어 시스템을 갖춘 컨트롤 유닛을 활용해 전기차에 들어가는 장치의 수를 줄이는 새로운 전기차 트렌드를 전망하고 있다.

첨단 구동 기술과 전동화 솔루션의 글로벌 선도 기업 비테스코 테크놀로지스(Vitesco Technologies)가 6월 11일부터 15일까지 노르웨이의 오슬로에서 개최된 제35회 국제 전기 자동차 심포지엄(International Electric Vehicle Symposium/EVS)에서 자동차 전동화 혁신 기술인 외부 여자형 동기 모터(EESM: Externally Excited Synchronous electric Machine, 이하 EESM)를 최초로 선보였다. EESM은 미래 전기 자동차에 최적화된 솔루션으로, 희토류 금속 물질을 배제한 것은 물론 고성능 차량에 맞춤 설계됐으며, 고속도로 고속주행, 미래 장거리 전기 자동차에 적합한 기술이다.

비테스코 테크놀로지스의 경영이사회 위원이자 전동화 사업부 및 전자제어 사업부 총괄 토마스 슈티알레(Thomas Stierle) 사장은 “오슬로에서 개최된 이번 행사는 유수의 전기자동차 제조업체가 참여하는 심포지엄”이라며 “비테스코 테크놀로지스는 현장에서 회사의 최신 포트폴리오와 함께 미래 전동화에 필요한 혁신 기술을 공개해 큰 주목을 받았다”고 말했다.

효율성 및 지속가능성

영구자석 동기모터, PSM(Permanently excited Synchronous Machines)은 높은 효율을 바탕으로 단거리 및 중거리 주행 가능 전기차의 표준으로 자리잡았다. PSM 차량의 회전자에는 희토류로 제작되는 영구자석이 장착된다. 그러나 전동화 구동의 기본 조건이 변화하고, 전기차 배터리의 용량 역시 점점 더 늘어나는 상황에서 EESM은 특히 고속 장거리 주행에서 진가를 발휘해 PSM 제품보다 뛰어난 효율을 자랑한다.

EESM의 회전자에는 자석대신 코일이 장착돼 고속 주행에서 효율적이며 영구자석 사용에 발생하는 비용이 절감된다. 최근 영구자석 비용은 10년만에 급상승했다. 희토류 미사용으로 인한 탄소 배출 저감 효과도 탁월해 제품의 전체 사용 수명 동안 환경에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 기대되고 있다.

비테스코 테크놀로지스는 파워 일렉트로닉스를 포함, 구동 시스템에 적합한 EESM 기술 개발 포트폴리오 확장을 준비하고 있다. 과거 다년간의 해당 기술 양산을 통한 풍부한 현장 경험을 보유하고 있어, EESM 기술 개발 및 양산에 우위를 점할 것으로 전망된다.

비테스코 테크놀로지스는 이번 심포지엄에서 효율적인 전동 주행을 구현하는 시스템과 솔루션도 공개했다.

- 배터리 관리(Battery Management): 배터리 및 충전 상태 모니터링, 안전성 및 배터리 수명 증대
- 열 관리(Thermal Management): 향상된 주행거리 및 편의성, 고속 충전 관련 기술
- 고전압 박스(High-voltage Box): 전기차 충전 기술 및 차량 내 에너지 공급을 주관하는 중앙 전기장치
- 마스터 컨트롤러(Mater Controller): 소형 서버와 같은 전기차 주행에 필요한 시스템

토마스 슈티알레 사장은 “배터리 관리 시스템은 배터리와 전동 드라이브 사이에서 중추적인 인터페이스 역할을 하는 시스템으로, 이는 차량 충전 효율을 높이는데 중요한 역할을 한다”며 “차량과의 연결성, 배터리 주요 기능 모니터링, 충전 상태에서의 정보 수집을 담당하며, 이는 배터리의 안전성 및 수명을 연장시킨다”고 말했다. 비테스코 테크놀로지스는 최근 이러한 기술적 우수성을 인정받아 주요한 공급 계약을 발표하기도 했다.

고화질 측정 기술을 갖춘 유리 인버터

비테스코 테크놀로지스가 야심차게 준비한 또 하나의 주요 기술은 롤링 테스트 기능을 하는 차량이다. 고도 정밀 측정 기술을 활용해 차량에서 인버터 기능을 실시간으로 확인할 수 있다. 탑재된 ‘유리 인버터(Glass Inverter)’로부터 전류, 효율 및 손실 등의 수치가 비테스코 테크놀로지스 클라우드로 전송된다. 현장 참가자들의 눈길을 사로잡은 이 제품은 고효율 실리콘 탄화물(silicon carbide/SiC) 인버터 성능 및 측정 기술의 노하우를 보여준다. 비테스코 테크놀로지스는 이 기술을 2023년부터 양산할 계획이다.

한편, 국제 전기 자동차 심포지엄은 차량 전동화를 위한 높은 수준의 지식 공유를 목적으로 설립된 행사로서 미시적 모빌리티부터 대형 트럭, 대중 교통 시스템, 항공 및 항해 등 모든 영역의 전기 이동성을 주제로 하는 글로벌 최대 규모의 심포지엄이다.