메르세데스, 셀 하나하나를 따로 제어하는 EV 배터리 기술 개발 중

메르세데스-벤츠가 고전압 배터리의 작동 방식을 바꾸는 '파워 컨버터'를 개발하고 있다. 아직 개발 단계인 이 기술은 팩 안의 개별 셀 또는 셀 그룹의 충전과 방전을 따로 제어한다. 메르세데스-벤츠는 이 기술이 앞으로 나올 플러그인 모델의 주행거리와 효율을 끌어올릴 잠재력이 있다고 밝혔다.

지금까지 전동화 차량의 배터리는 수천 개의 셀을 셀 그룹이나 모듈로 묶어 쓴다. 차량 제어기가 셀·모듈별 전압은 감시하지만, 충전과 방전은 팩 전체가 똑같이 처리한다. 모터가 100kW를 요구하면 팩 전체가 100kW를 내고, 150kW로 충전하면 모든 셀이 동일한 조건을 받는다. 메르세데스의 방식에서는 셀마다 프로그래머블 마이크로 컨버터가 붙어 감시와 제어를 함께 맡는다. 여러 컨버터를 병렬로 써서 큰 컨버터 하나를 대신하고, 고전압 출력도 직렬 연결된 셀 수가 아니라 컨버터와 소프트웨어 제어로 정해진다.

운전자 입장에서 달라지는 지점은 배터리 수명이다. 전동화 차량의 배터리 고장은 보통 일부 셀이 이웃 셀과 같은 전압을 유지하지 못해 생기고, 보증이 끝났다면 팩 전체 교체 비용이 크다. 새 방식에서는 문제가 생긴 셀을 마이크로 컨버터가 비활성화해 용량만 조금 줄이고 차량은 그대로 쓸 수 있다. 화학 조성이나 수명이 다른 셀을 한 팩에 섞어도 각각 다른 출력으로 적절히 충전하는 것이 가능하다. 하루 50마일 정도만 달리는 운전자라면 제어기가 팩의 일부를 보존에 알맞은 상태로 대기시켜 두고, 장거리 이동을 계획할 때 전체 용량을 풀어주는 모듈식 운용도 상정한다. 양방향 충전과 AC·DC 변환은 마이크로 컨버터가 직접 처리해 부피 큰 전력 전자 부품을 덜어낸다. 다만 팩 안에 수천 개의 컨버터가 밀봉돼 들어간다는 것은 고장 가능 부품이 그만큼 늘어난다는 뜻이기도 하다.

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