엠텍정보기술, ‘수명예측’으로 사용 후 배터리 활용도 높인다
  • 정한교 기자
  • 승인 2022.06.28 14:00
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BMS 융합한 EM Pack, EV 배터리 밸런서 등 배터리 솔루션 공급

[인더스트리뉴스 정한교 기자] 엠텍정보기술이 국내 전기차 시장의 저변확대를 위한 기술개발에 나섰다. 전기차산업 핵심 요소인 배터리의 안정성과 실용성 향상을 위한 노력이다.

엠텍정보기술 김명준 대표는 “아직까지 표준화가 없는 이차전지 진단 시장에 표준화를 만들 수 있도록 최선의 노력을 다할 계획”이라고 밝혔다. [사진=인더스트리뉴스]
엠텍정보기술 김명준 대표는 “아직까지 표준화가 없는 이차전지 진단 시장에 표준화를 만들 수 있도록 최선의 노력을 다할 계획”이라고 밝혔다. [사진=인더스트리뉴스]

엠텍정보기술 김명준 대표는 “다양한 전력변환기와 에너지 관련 제품 개발 및 공급하는 엠텍정보기술은 최근 전기차 분야까지 사업영역 확대에 나섰다”며, “자체 기술개발을 통해 EM Pack, EV 배터리 밸런서 등 신제품 개발에 총력을 기울이고 있다”고 밝혔다.

엠텍정보기술은 핵심 기술개발과 혁신적이고 미래지향적인 사고를 토대로 4차 산업혁명을 선도하는 기업을 목표로 지난 2013년 설립됐다. 이후 OEM 방식으로 다양한 제품을 개발 및 납품해온 엠텍정보기술은 전력변환기술과 광학영상기술, 노하우 등에서 경쟁력을 입증하며, 시장에서의 입지를 다져왔다.

김 대표는 “당사의 주력 사업은 신에너지와 ICT 관련 사업이며, 핵심제품으로는 스마트(Smart) BMS, 파워 팩(Power Pack), 컨버터, ESS, 스마트 관개제어시스템 등”이라며, “다양한 분야에서 역량을 갖춘 핵심 연구 개발자들과 에너지 관련 사업의 핵심 기술을 보유한 기업”이라고 엠텍정보기술을 소개했다.

엠텍정보기술은 비용 및 시간 절약을 위해 다양한 테스트 장비를 직접 구비해놓았다. [사진=인더스트리뉴스]
엠텍정보기술은 비용 및 시간 절약을 위해 다양한 테스트 장비를 직접 구비해놓았다. [사진=인더스트리뉴스]

하드웨어와 소프트웨어 아우르는 에너지 융합 솔루션

엠텍정보기술의 주요 역량은 에너지 솔루션 분야에서 발휘되고 있다. 엠텍정보기술의 기업경쟁력을 정의할 수 있는 단어는 ‘융합’이다. 기존에 보유한 에너지 하드웨어 솔루션과 에너지 소프트웨어 솔루션뿐만 아니라 최근에는 이들을 결합 융합 솔루션까지 선보이며, 시장에서의 경쟁력을 높여가고 있다.

특히, OEM 방식의 제품 및 솔루션 공급에 집중하던 엠텍정보기술은 지난 2016년부터는 자사 제품 공급을 계획하며, ESS에 사용되는 인버터, 전기차 충전소 등 완제품 형태로 제품을 공급하는 사업을 시작하게 된다. 이를 기반으로 약 2년 전부터 자체 제품을 출시하게 된다.

이에 대해 김 대표는 “에너지 빅데이터에 기반한 에너지 융합 솔루션을 구축한 당사는 현재 전력 품질 및 Battery 데이터 측정, 수집 및 모니터링, 제어, 예측 시스템 개발 등 다양한 솔루션 분야에서 영향력을 발휘하고 있다”고 덧붙였다.

김 대표는 당사 에너지 솔루션을 크게 에너지 하드웨어 솔루션, 에너지 소프트웨어 솔루션, 에너지 융합 솔루션으로 구분하고 있다. 우선 전력 데이터 측정과 전기 사고 예측을 하는 솔루션으로 효율적인 에너지 관리를 위한 신재생에너지 분야 핵심기술인 에너지 하드웨어 솔루션에는 배터리 데이터를 측정하는 BMS, 전력 데이터를 측정하는 PQM, 클라우드 기반 IoT 디바이스 게이트웨이(Gateway)가 있다.

에너지 소프트웨어 솔루션은 데이터 플랫폼, 알고리즘, 솔루션 서비스로 구성된 에너지 데이터를 활용한 올인원(All in one) 솔루션 시스템으로 ESS, 수소, PQM, IoT가 있다.

최근 미래 먹거리로 본격적인 사업을 추진 중인 에너지 융합 솔루션에는 LED 비상 조명용 드라이버 EM Pack, EV 배터리 모듈 진단 배터리 밸런서, 스마트 관개제어 시스템 ICT 솔루션 등이 있다.

엠텍정보기술은 테스트용 LG에너지솔루션 배터리를 구매해 자사 제품의 적응도를 높였다. [사진=인더스트리뉴스]

배터리 내부저항 측정하는 ‘스마트 BMS’, 데이터 취득으로 수명 예측

“배터리 화재를 예방하고, 정적인 배터리 사용을 위해선 배터리 상태를 미리 진단할 수 있는 솔루션이 필수적이다. 당사는 스마트 BMS는 기존의 BMS 기능에 내부저항을 측정하는 기술과 배터리 충방전 전력 및 계통 전력측정을 통한 계통 상태를 모니터링 하는 사고예측 솔루션을 추가했다. 이를 통해 배터리 수명 예측 등 배터리 관리기술의 성능을 향상시켰다”

비주류에서 주류로, 이제 전기차는 자동차산업의 현재를 대변하는 시대의 아이콘으로 부상했다. 글로벌 완성차기업들은 잇따른 전동화 전환 선언과 함께 전기차 출시에 힘을 쏟고 있다.

그러나 2018년부터 이어진 전기차 화재사고는 시장의 여전한 불안함으로 남아있다. 코나EV, 아이오닉EV 등 현대자동차의 전기차에 잇따라 화재가 발생하면서 관련 전기차 배터리 리콜을 진행한 것이 불과 1년여 전이다. 하지만 이러한 안전성 이슈에도 불구하고, 김 대표는 전기차 시장이 지속적, 폭발적으로 성장할 것이라고 전망했다.

김 대표는 “과거부터 그래왔듯, 새로운 기술의 도입은 리스크를 해결해나가며 보완점을 찾고, 한 단계 진일보한 변화를 통해 혁신할 것”이라며, “현재의 전기차 시장은 성장통 단계로, 성장을 지원할 수 있는 솔루션이 필요하다”고 설명했다.

기존의 BMS는 전압 전류 등 배터리 상태를 파악하는 전기적 상태 파악이 주요 역할이었다. 엠텍정보기술은 이러한 BMS에 더욱 다양한 역할을 부여했다. 바로 배터리의 수명 파악이다.

지금까지의 BMS는 단순히 배터리 상태를 체크해 SoC(충방전 횟수)를 계산하고 과충전, 과방전 등의 보호회로에 대한 기능 구현을 중심으로 한 저가형이 주류를 이뤄왔다. 하지만 기존의 BMS에서 측정하는 데이터만으로는 배터리 상태를 진단하는데 한계가 명확했다.

이에 엠텍정보기술은 셀 전압, 온도, 전류를 측정해 SoC를 계산하며, 나아가 배터리 상태를 가장 정확히 예측할 수 있는 내부저항까지 측정하는 ‘스마트 BMS’를 개발했다. EV 배터리 모듈을 구성하고 있는 각 셀의 내부 임피던스 측정 기술을 확보한 것이다.

국내에서도 약 5개 기업정도만이 보유한 기술로, 엠텍정보기술이 이러한 기업들과 어깨를 나란히 할 수 있었던 데에는 한국전자기술연구원의 공이 컸다. 여기에 엠텍정보기술은 인공지능(AI) 솔루션을 도입해 활용성을 높였다.

또한, 독립형 양방향 플라이백 컨버터 방식을 이용한 액티브 밸런싱 기술을 사용해 어느 한 셀에서 배터리 스택의 맨 위나 스택 내 다른 배터리 셀, 또는 셀 조합으로 전하를 재분배할 수 있도록 했다.

배터리팩 충방전을 위해서는 BMS 통신연계 및 충방전 인터페이스를 맞춘 전용의 충방전기가 필요하다. 이에 엠텍정보기술은 반도체 소자형 충방전 전력변환기 설계 기술을 통해 저항으로 방전돼 소멸되는 에너지를 계통으로 연계해 재사용함으로써 경제적 손실을 줄일 수 있도록 했다.

마지막으로 클라우드형 EV 배터리 모듈 진단 및 정비 어시스턴스 솔루션 진단 데이터 알고리즘을 통해 배터리 셀 데이터 요소를 분석해 배터리 상태를 진단하고, 클라우드 기반 EV 배터리 정비 매뉴얼 운용 소프트웨어를 제공한다.

엠텍정보기술의 스마트 BMS 관제시스템 [사진=엠텍정보기술]

“배터리 진단 분야 표준화 정립 목표”

사실 엠텍정보기술의 스마트 BMS가 활약할 분야가 처음부터 전기차는 아니었다. ESS를 대상으로 솔루션을 개발해왔지만, 비용적인 문제로 인해 시장에서의 활용도가 매우 미비한 상황이었다. 이에 김 대표는 이차전지가 핵심인 또 다른 산업, 전기차로 눈을 돌렸다.

김 대표는 “ESS에 BMS 기술이 적용되면, 비용이 약 20% 상승해 시장에서 잘 사용되지 않더라”며, “당시 전기차에서도 화재가 발생해 배터리의 안전관리에 대한 관심이 집중됐고, 전기차 배터리 시장으로 눈을 돌렸다”고 말했다.

전기차 시장이 빠르게 성장하면서 핵심부품인 2차 전지 산업도 지속적으로 확대될 전망이다. 하지만 전기차의 이차전지는 통상 5~10년 사용 후 폐기되며, 2029년까지 폐기되는 전기차 이차전지가 국내에만 약 8만개가 배출될 것으로 추정된다.

김 대표는 이러한 사용 후 이차전지를 경제적. 환경적 측면에서 재활용하는 시장의 활성화가 예측하고, 해당 시장에서 자사 BMS 기술이 유용하게 적용될 수 있다고 판단한 것이다.

수거된 배터리는 충방전 효율과 수명 등 상세 분석을 거쳐 잔존가치를 산정한 후, 성능에 따라 재사용, 재제조, 재활용, 폐기로 분류된다. 이러한 분류작업 중 정밀작업은 BMS 데이터 분석을 통해 이뤄진다.

김 대표는 “자사의 클라우드 기반 배터리 모듈 진단 시스템 및 진단 장비는 전기차 사용 후 배터리의 상태 및 성능정보를 신속하고 정확하게 측정해 고가의 장비나 시험실 환경 없이도 산업현장에서 빠르게 진단할 수 있다”고 설명했다.

현재까지 전기차 배터리가 리콜되면, 검사에 약 한 달의 시간이 소요된다. 정비 인력 및 장비가 부족하기 때문이다. 엠텍정보기술의 스마트 BMS는 이러한 시간을 급속도로 줄여준다. 특히, 향후 전기차 배터리 진단 시장이 개화할 자동차 정비소에서도 시장의 성장을 지원할 전망이다.

김 대표는 “벤처투자를 통해 배터리 밸런서 양산이 가능한 제조공장을 건설 중”이라며, “아직까지 표준화가 없는 이차전지 진단 시장에 표준화를 만들 수 있도록 최선의 노력을 다할 계획”이라고 향후 계획을 밝혔다.

전기차 시장의 성장세가 무섭다. 이러한 성장세에 발맞춰 산업이 고도화되며, 기업간 경쟁도 심화되고 있다. 이러한 시장에서 차별화된 기술력으로 배터리 시장의 성장을 지원하는 엠텍정보기술 김명준 대표. 배터리 진단 분야 표준화를 만들기 위한 김 대표의 노력이 결실을 맺을 날이 멀지 않아 보인다.


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