현대차·기아, 배터리 안전기술 'BMS' 공개

[아이뉴스24 홍성효 기자] 현대차∙기아가 전기차 안전을 책임지는 ‘배터리 관리 시스템(BMS)' 핵심 기술을 15일 공개했다.

BMS는 배터리를 관리하고 보호하는 동시에, 전기차가 배터리를 사용하는 데 필요한 제어 정보도 제공한다. 높은 에너지를 저장하고 있는 배터리의 컨트롤타워인 것이다. 현대차·기아는 하이브리드차를 개발하며 BMS 제어 기술 기반을 쌓고, 다양한 기술적 난제를 해결하는 과정에서 지금의 BMS를 확보했다고 설명했다.

현대차∙기아 BMS의 역할 중 하나가 바로 배터리가 안정적으로 작동할 수 있게 만들어 주는 정밀 '배터리 시스템 모니터링'이다. 이는 배터리의 이상 징후를 신속하게 탐지하는 동시에 위험도를 판정, 차량 안전제어를 수행하고 필요하면 고객에게 통지함으로써 더 큰 문제가 발생하는 것을 미리 방지할 수 있게 해주는 기술이다.

전기차 배터리 화재는 다양한 원인으로 발생할 수 있는데 대부분 발생 유형으로는 셀 자체의 불량 또는 충격에 의한 셀 단락이다. 현대차∙기아 BMS는 주행·충전 중 상시 진단뿐 아니라 시동이 꺼지는 주차 중에도 정기적으로 깨어나 주기적으로 배터리 셀의 이상 징후를 정밀 모니터링한다.

BMS가 모니터링하는 항목으로는 △전압편차 △절연저항 △전류·전압 변화 △온도 △과전압·저전압 등이다, 최근 출시되고 있는 차량은 이에 더해 수 일 또는 수 주 이전 잠재적인 불량을 검출할 수 있는 △순간 단락 △미세 단락을 감지하는 기능도 추가됐다. 현대차∙기아는 순간·미세 단락을 감지하는 기술이 배터리 화재 사전 감지에 큰 효과가 있다고 판단해 기 판매된 전기차에도 연말까지 업데이트 툴 개발을 완료해 순차적으로 확대 적용할 계획이다.

배터리 이상 징후가 발견되면 BMS는 필요한 안전 제어를 수행하고, 위험 정도에 따라 고객에게 즉시 통보가 이뤄진다. BMS가 진단한 이상 징후 데이터는 즉시 원격지원센터로 전송되고, 고객에게 입고 점검·긴급출동을 안내하는 문자메시지가 자동으로 발송된다. 특히 심각한 문제가 발생한 것으로 판단될 때에는 즉시 관계기관에 자동 통보되는 시스템도 개발을 추진할 예정이다.

현대차∙기아는 안전진단 기술 강화를 위해 지속적인 연구개발을 이어 나갈 계획이다. 특히 첨단 진단 기술과 클라우드 서버 기반의 원격 정밀 진단(물리모델, 머신러닝 모델 활용)을 통합한 '온보드-클라우드 통합 안전관리 시스템'도 개발하고 있다.

또 BMS는 3단계에 걸쳐 배터리 과충전을 방지한다. 충전 상태 집중 모니터링, 충전 제어기와의 긴밀한 협조제어 등을 통해 3단계 별로 과충전을 원천 차단하는 다중안전 시스템을 적용했다.

현대차·기아는 "현재까지 자사 전기차 중 과충전에 따른 화재는 한 건도 없었고 과충전에 의한 문제 가능성은 0%에 가깝다"며 "배터리 화재는 대부분 셀 자체 불량 또는 충격에 의한 셀 단락이 주원인"이라고 설명했다.

현대차·기아는 BMS가 배터리 내부 셀을 종합 관리해 내구성과 성능을 최적으로 유지하는 '셀 밸런싱' 기술도 갖췄다고 전했다. 이 밖에 현대차·기아는 배터리 화재를 지연시키는 다양한 기술도 보유했다고 덧붙였다.

현대차∙기아 관계자는 "현대차그룹 전기차에는 연구개발 인력들이 그동안 쌓아온 기술력과 노하우를 기반으로 개발한 각종 안전 기술들이 총망라돼 적용돼 있다"며 "전세계 고객분들이 안심하고 우리 전기차를 타실 수 있도록 현재 기술 수준에 만족하지 않고 지속적인 안전 신기술 개발을 위해 매진해 나갈 것"이라고 말했다.