▲레오 황 Chroma 회장은 말합니다. "Chroma가 설립된 지 거의 40년이 되었습니다. 이 기간 동안 전력 전자 테스트는 항상 Chroma 개발에 있어 가장 중요하고 성공적인 분야였습니다.

Chroma ATE Inc.(Chroma)는 최근 전기 자동차(EV) 및 에너지 저장 장치 테스트 기술에 대한 세미나를 개최했습니다. 업계 동향과 측정 기술을 반영하여 Chroma 회장 레오 황은 "Chroma가 설립된 지 거의 40년이 되었습니다. 이 기간 동안 전력 전자 테스트는 항상 Chroma 개발에 있어 가장 중요하고 성공적인 분야였습니다. 정보통신기술(ICT) 제품의 전력 테스트부터 항공 관련 제품에 이르기까지 Chroma의 장비는 광범위한 장치를 테스트할 수 있습니다. 약 15년 전 미국의 유명 EV 제조업체와의 협력을 통해 Chroma가 EV 산업에 진출할 수 있는 문을 열었습니다." 순제로 탄소 배출의 중요성이 커지고 전 세계 정부의 적극적인 노력에 힘입어 EV는 올해에도 지속적으로 성장을 거듭할 중요한 응용 분야가 되었습니다. 기존 내연기관 차량과 마찬가지로 EV 승객과 운전자의 안전을 보호하는 것이 가장 중요한 문제입니다. 안전에 대한 이러한 요구는 결과적으로 EV 테스트의 중요성을 높이며, 이로 인해 Chroma는 포괄적인 범위의 EV 테스트 솔루션을 개발하게 되었습니다.

충전과 관련된 변화하는 요구 사항을 충족하기 위해 Chroma와 ITRI가 포괄적인 테스트 솔루션 제공

Chroma의 선임 관리자인 제이슨 천은 시장에서 가장 널리 알려진 표준은 기능 안전 표준인 ISO 26262이며, 이 표준은 상당히 오랫동안 확립되어 왔다고 말했습니다. 이 표준은 내연 기관 자동차에도 적용 가능하며, 세계가 전기차 시대로 접어들면서 그 중요성은 더욱 커질 것입니다. 이와 관련하여 천 관리자는 PHIL(Power Hardware-In-The-Loop)의 개념을 구체적으로 언급했습니다. PHIL은 기본적으로 EV의 전자 제어 장치(ECU)를 테스트하는 데 매우 적합한 반시뮬레이션 시스템입니다. 과거에는 연료 자동차에 대한 고출력 시스템 테스트에 대한 수요가 거의 없었으나 EV의 출현으로 상황이 바뀌었습니다. 이것이 바로 Chroma가 테스트 장비를 활용하여 전체 차량과 관련된 고전력 출력/입력 동작을 시뮬레이션하여 고전압 및 전류로 실제 테스트를 실행하는 이유입니다. 배터리 모듈 테스트 외에도 Chroma는 AC/DC 충전소, 모터 드라이버, OBC/DC-DC 컨버터부터 배터리 팩 자체까지 광범위한 애플리케이션을 위한 테스트 시스템을 제공합니다. 이러한 시스템은 모두 특정 요구 사항에 따라 다양한 테스트 조건을 수용하도록 조정될 수 있습니다.

천 관리자의 발언을 반영하여 Chroma의 제품 담당 부사장인 스티브 청은 EV 충전 사양에 대한 더 깊은 정보를 공유했습니다. 청 부사장의 관찰에 따르면 OBC(온보드 충전기) 설계는 양방향 충전/방전 기능을 향해 발전할 것입니다. 또한 향후 수요에 따라 교류(AC) 충전 전력도 주류인 11kW에서 22kW로 업그레이드되며 전압은 600V를 초과할 것으로 예상됩니다. 직류(DC) 전력 범위는 240kW, 360kW, 480kW 등 다양한 수준으로 구분됩니다.

ITRI(산업기술연구소)의 추 가오혼 박사는 EV의 DC 충전 프로세스와 해당 프로토콜인 CCS(결합 충전 시스템)에 대해 자세히 설명하면서 충전 통신의 중요성을 설명했습니다. 추 박사는 충전 커뮤니케이션이 중요한 이유를 분석했습니다. 먼저, 전원 공급 시스템에서 수신 장치가 EV인지 확인하는 것이 필수적입니다. 그러므로 상호 확인을 위한 의사소통이 필요합니다. 둘째, 현재 시장에 나와 있는 충전 시스템은 매우 다양하므로 각 시스템은 상당한 운영 유연성을 보유해야 합니다. 통신을 통해 충전 인프라와 전기 자동차의 파라미터를 적절하게 조정하여 효율적인 충전 기능을 달성할 수 있습니다. 마지막으로 충전 통신을 통해 불필요한 사고 발생을 방지할 수 있습니다.

테스트의 경우 여러 브랜드 및 제조업체와의 호환성 테스트는 상당히 어려운 일입니다. EV 시장 개발 초기에는 사용 가능한 모델과 브랜드가 적어 호환성 테스트에 소요되는 시간이 적었습니다. 차량 및 브랜드 수가 증가함에 따라 통신 호환성 테스트를 사용해도 프로세스에 시간이 많이 걸립니다. 따라서 자동화된 테스트를 채택하는 것이 보다 효율적인 접근 방식입니다. 이것이 바로 ITRI가 자동화된 테스트 시스템을 개발하기 위해 Chroma의 도움을 구한 이유입니다. 이 솔루션을 사용하면 실제 차량 테스트가 필요하지 않습니다. 또한 검증을 수행할 때 다양한 비정상 조건을 채택할 수 있는데, 이는 현재 ITRI와 Chroma 간의 협력에서 일반적인 시나리오입니다.

배터리 관리 시스템 개발을 가속화하려면 테스트 자동화는 필수

Chroma의 제품 부책임자인 제이슨 린은 전기 자동차의 배터리 팩 테스트는 테스트 중인 부품, 즉 배터리 팩 자체, 배터리 관리 장치(BMU), 배터리 모듈 및 셀, 배터리 분리 장치(BDU) 및 열 관리 시스템으로 나눌 수 있다고 설명했습니다. Chroma의 조사에 따르면 전기 자동차의 배터리 관리 시스템(BMS) 개발은 주로 EV 제조업체가 주도합니다. 왜냐하면 배터리 제조업체와 BMS 공급업체는 일반적으로 EV 제조업체가 지정한 요건을 충족해야 하기 때문입니다.

제이슨 부책임자는 또한 시장에서 EV뿐만 아니라 전기 스쿠터와 같은 다른 제품에도 통합 진단 서비스(UDS)가 채택되는 것을 목격했다고 언급했습니다. 이를 통해 EV 제조업체는 보다 편리한 사후 지원 서비스를 제공할 수 있습니다. 배터리 팩 설계 측면에서 기존 접근 방식은 주로 전압, 온도 등의 파라미터 관리, 열 방출 기능 강화 등의 예방 조치에 중점을 둡니다. 그러나 최근에는 배터리 팩이 연소되지 않도록 난연성 및 손상 완화 설계가 구현되었습니다. 배터리 셀 사이에 난연성 소재를 삽입해 한 셀에서 열 폭주가 일어나도 다른 셀에는 영향을 미치지 않도록 했습니다. 피해 완화 메커니즘으로는 셀 고장 시 직접 화재를 진압할 수 있는 화재 진압 장치가 설치됩니다. 동시에 승객들에게도 즉시 차량에서 대피하라는 경고가 전달됩니다.

Chroma의 수석 제품 전문가인 샤먼 창은 테스트 관행의 발전 추세를 분석하면서 EV가 2020년부터 2030년까지 연간 약 20% 성장할 것으로 예상된다고 언급했습니다. 이는 더 많은 배터리에 대한 시장 수요가 증가하고 있으며, 결국 제조 및 테스트 프로세스에서 자동화 및 지능형 솔루션의 출현으로 이어진다는 것을 의미합니다. 자동화의 이점으로는 일관된 품질을 유지하고 다양한 공장의 생산 목표에 따라 전체 조립 라인의 처리량을 최적화하는 것 등이 포함됩니다. 자동화는 테스트 프로세스를 표준화하고 디지털화함으로써 수작업의 필요성을 줄이고 노동 효율성을 높입니다. 자동화된 테스트가 수행된 후 데이터는 제조 실행 시스템(MES)과 통합되고 클라우드에 업로드되어 제품 개발 팀에 피드백을 제공할 수 있습니다. 이러한 통합은 제품 수정을 촉진하고 개발 프로세스를 가속화합니다.

전기 안전 측면에서 Chroma 제품 이사인 케니 니는 인체에 대한 위해를 방지하기 위해 일반 전기 안전 테스트에는 주로 Hi-pot/내전압 테스트, 절연 저항 테스트, 접지 테스트, 본드 테스트 및 누설 전류 테스트의 4가지 항목이 포함되어 있다고 지적했습니다. 전기 자동차와 관련된 전기 안전 표준에는 GB18384, UL 2580, IEC 61982, IEC 62133, IEC 62660, UL2251, IEC62196, UL2202, UL2594, IEC61851-1 및 UL9540 등이 있습니다. 주요 테스트 포인트는 다음과 같습니다: (1) 위험 전압 회로와 DUT 외함 사이, (2) 위험 전압 회로와 DUT의 접근 가능한 비전류 전도성 부품 또는 저전압 회로 사이, (3) 위험 전압 충전 회로와 DUT의 저전압 회로 사이 충전 연결, (4) 위험 전압 회로와 접근 가능한 모든 부품 사이, (5) 충전부와 접근 가능한 부품과 접촉하는 금속 호일 사이, (6) 양극/음극 단자와 접근 가능한 비접속 단자 사이 전류가 흐르는 전도성 부품 등. Chroma는 앞서 언급한 모든 전기 안전 테스트 항목을 충족할 수 있는 Chroma 19032-P라는 테스트 장비를 제공합니다. 다양한 테스트 요구 사항을 수용하기 위해 다양한 테스트 카드를 사용할 수 있습니다. 더 많은 테스트 포인트나 복잡한 시스템 테스트 요구 사항의 경우 Chroma 19032-P를 자동화된 테스트 시스템과 통합하여 훨씬 더 포괄적인 솔루션을 제공할 수도 있습니다.

전체적으로 Chroma는 전 세계 시장 수요를 충족할 수 있는 EV 배터리 및 충전을 위한 포괄적인 테스트 솔루션을 개발했습니다. 이러한 솔루션은 고객이 다양한 규정에 따라 자동화된 테스트를 수행할 수 있도록 지원하여 시간과 비용을 절약합니다. 이를 통해 Chroma는 EV 산업에서 엄청난 비즈니스 기회를 포착할 수 있는 좋은 위치를 선점했습니다.

자세한 내용은 Chroma를 방문하세요.