중국 외에도 미국, 유럽연합, 일본 등 여러 국가에서 2017년부터 2018년까지 포괄적인 에너지 저장 기술 로드맵을 발표했습니다. 이 계획은 리튬 이온 배터리를 핵심 중점 분야로 강조하고 연구 개발에 대한 상당한 투자를 강조합니다.

소비자 측면에서 에너지 저장 수요가 급증함에 따라 그리드 규묘 에너지 저장은 중추적인 시장 부문이 될 준비가 되어 있습니다. 재생 에너지원에 내재된 변동성을 고려할 때 안정적이고 원활한 그리드 통합을 달성하려면 통합된 "generation-grid-load-storage" 모델을 신속하게 채택해야 합니다.

(1) 안전성: 설치 용량이 메가와트에서 기가와트로 확장됨에 따라 시스템의 안정성, 배터리 수명, 전체 수명 주기가 프로젝트 수익률에 미치는 영향이 점점 더 중요해지고 있습니다. 배터리 관리 시스템(BMS)은 에너지 저장 시스템에서 필수적인 핵심 구성 요소로 사용되는 등 시스템 안전과 안정성은 기본입니다.

(2) 비용 절감: 에너지 저장 시스템의 높은 에너지 효율은 비용 대비 성능 비율을 최적화하는 데 필수적입니다. 개별 셀의 효율성을 개선하는 것 외에도 전체 시스템 성능을 향상시키는 것도 중요한 역할을 합니다. 이 프레임워크 내에서 배터리 관리 시스템(BMS)의 비용 대비 성능 비율은 주요 고려 사항입니다.

(3) 운영 제어 전략: 에너지 저장 운영 전략은 기계 구조, 전자 시스템, 빅 데이터, 통신 및 컴퓨팅을 포함한 많은 고려 사항을 포괄합니다. 선택한 전략에 관계없이 통신 시스템의 운영 제어 전략은 적시에 정확한 실행을 보장하는 핵심 요소이며, BMS 통신 기능이 중추적인 역할을 합니다.

(4) 폐쇄 루프 산업 체인: 에너지 저장 산업 체인은 아직 완전한 폐쇄 루프를 확립하지 못했으며, 에너지 저장 시설의 재활용을 완벽하게 해야 할 필요성이 남아 있습니다. 이러한 격차를 해소하기 위해 누보톤 테크놀로지는 2025년까지 첨단 배터리 열화 진단 기술과 통합된 AFE 제품을 출시할 계획입니다.

이러한 고려 사항을 고려할 때 누보톤 테크놀로지는 그리드 규모 에너지 저장 시스템, 특히 안전성이 높고 직렬이 높은 AFE 제품 설계에 더 높은 사양의 자동차용 AFE 제품을 채택할 것을 권장합니다. 누보톤 테크놀로지는 업계 최고의 25채널 AFE 제품과 곧 출시될 배터리 열화 진단 기술로 대표되는 배터리 산업 가치 사슬 전반에 걸쳐 고유한 가치를 제공하는 것을 지속적으로 목표로 삼고 고품질 솔루션을 제공해 왔습니다.

【안전성】

누보톤은 '본질적 안전'과 '기능적 안전'에 대한 이중적인 초점을 강조하며, 이들의 효과적인 통합이 진정한 안전을 달성하는 데 매우 중요하다고 주장합니다.

"기능 안전"과 관련하여 누보톤은 자동차 기능 안전 계층에서 가장 높은 엄격한 ASIL-D 표준을 충족하는 자동차 애플리케이션용 AFE 제품을 출시했습니다. 주요 글로벌 자동차 제조업체에 걸친 10년 이상의 경험을 활용하여 에너지 저장 BMS 시스템의 최고 산업 안전 수준인 SIL 4를 달성할 수 있도록 지원하는 누보톤의 제품입니다.

반면에 "본질적 안전성"은 칩 자체의 견고성과 관련이 있습니다. 누보톤은 이 목표를 달성하기 위해 BMS AFE 제품에 성숙한 SOI(실리콘 온 인슐레이션) 공정을 적용했으며, 이미 수백만 대가 생산 중입니다. 기존 EPI 공정과 달리 SOI 기술은 더 높은 공정 전압과 특정 기술을 필요로 하지만 전압 서지 내성 증가 등 우수한 특성을 제공합니다. 아래 그림 3-1에서 볼 수 있듯이 SOI 공정 다이어그램은 DTI(딥 트렌치 격리) 기술이 칩 내에서 기능 모듈을 분리하여 기생 요소, 노이즈 및 누출 전류에 대한 성능을 향상시키는 방법을 보여줍니다.

Figure 3-1

Figure 3-2

【비용 절감】

모든 제품의 상용화는 비용 대비 성능 비율을 평가하는 것을 고려해야 합니다. 전력망 및 관련 BMS 시스템의 에너지 저장 제품의 경우, 이러한 평가는 높은 안전성과 안정성을 전제로 수행되어야 한다고 생각합니다.

예를 들어, 아래 다이어그램과 같이 그리드 에너지 저장 BMS 시스템의 구성에 다중 채널이 있는 AFE를 사용하면 BOM 비용을 크게 절감할 수 있습니다.

40-60 시리즈 배터리 팩의 경우: 2KA84950UA(2 * 25S) + 1KA84930UA(1 * 20S)

100-110 시리즈 배터리 팩의 경우: 2KA84950UA(2 * 25S) + 3KA84930UA(3 * 20S)

누보톤은 핀 호환 설계(동일한 세대의 AFE 제품 내에서 적용 가능)를 통해 이러한 유연성을 달성합니다. 관련 데이터 수집 채널은 버스-바 직접 연결도 지원하며 음압 모니터링도 포함합니다. 또한 AFE 제품에는 모듈형 내부 모듈이 통합되어 재사용과 휴대성이 용이합니다.

또한, 더 높은 시리즈 구성은 고객이 셀 모듈 선택의 폭을 넓힐 수 있도록 지원하여 강력한 공급을 보장하는 동시에 배터리 조립 시장에서 가장 비용 효율적인 셀 모듈을 유연하게 선택할 수 있도록 지원합니다. 이 기능은 기존 재고를 효과적으로 관리하여 제품 및 관리 비용 효율성을 최적화합니다. 20시리즈 AFE KA84933UA를 예로 들어, 아래 다이어그램은 18시리즈 AFE 제품에 비해 20시리즈 AFE의 장점을 명확하게 보여줍니다.

에너지 저장 배터리 자체의 관점에서 배터리 셀의 활용도, 사이클 수명 및 에너지 효율을 최적화하면 에너지 저장 시스템 운영의 비용 효율성을 간접적으로 개선할 수 있습니다. 이를 위해서는 BMS 시스템이 철저한 SOC 계산과 정확한 SOH 추정을 수행해야 합니다. 따라서 AFE 제품은 고정밀 데이터 수집을 제공하고 가능할 때마다 일관된 V-I 동기식 측정을 위해 노력해야 합니다.

누보톤의 자동차용 AFE 제품은 10us 범위 내에서 V-I 동기화 기능을 달성하여 현재 업계에서 가장 빠른 기록을 세우고 있습니다. 또한 이러한 AFE 제품에는 MCU 저전력 수면 모드에서도 정확한 측정과 이상 감지를 가능하게 하는 웨이크업 기능이 내장되어 있어 에너지 소비와 안전의 균형을 맞출 수 있습니다.

【폐쇄 루프 산업 체인】

결론적으로, 고전압 SOI 기술, 완전 이중화, 수명 주기 전반에 걸친 고정밀 확보, 하이 시리즈 연결 기능, 역 웨이크업 설계를 활용하는 KA849xx 시리즈 자동차용 AFE 제품은 향후 제품 개발 경로와 함께 그리드 측 에너지 저장 BMS 시스템의 현재 수요를 충족하고 미래 기술 트렌드에 부합하는 것을 목표로 합니다. 더 많은 고객과 협력하여 '듀얼 카본' 정책 계획을 더 잘 준수하는 제품을 개발할 수 있기를 기대합니다.

누보톤은 BMS AFE 제품 분야에서 포괄적인 제품 및 기술 개발 경로를 개발했습니다. 자세한 제품 정보는 공식 웹사이트 (www.nuvoton.com) 를 팔로우하거나 직접 문의하세요.