BMS(Battery Management System)을 아시나요? ‘배터리 관리 시스템’을 일컫는 말로 배터리가 최적의 성능을 발휘하는데 중요한 역할을 수행하는 장치입니다.
2005년부터 BMS 기술을 개발해 온 LG에너지솔루션은 2024년 9월, BMS의 차세대 버전인 BMTS (Battery Management Total Solution, 배터리 관리 토탈 솔루션) 기술을 선보였습니다. LG에너지솔루션만의 BMTS, ‘B.around’를 론칭해 고객에게 배터리 전 생애주기를 효율적으로 관리하는 데 필요한 모든 솔루션을 제공한다는 계획입니다.
이번 인터뷰 1편에서는 BMTS 기술 기획과 솔루션 구축을 주도한 진단솔루션담당 김철택 상무님, 서비스솔루션담당 이상훈 담당님, BMTS기술개발팀 권동근 팀장님을 만나 BMTS의 의미와 개발 과정을 자세히 살펴봤습니다.
배터리 관리의 새로운 패러다임, BMTS
BMS는 배터리 팩 내에서 여러 센서를 통해 셀의 전압, 전류, 온도 등을 측정하고 배터리가 최적의 상태를 유지할 수 있도록 관리하는 시스템입니다. BMS의 주요 기능 중 하나는 배터리 모니터링을 통해 잔존 용량(State of Charge, SoC)과 성능 상태(State of Health, SoH)를 예측하는 것입니다. 아울러 과충전, 과방전, 과전류와 같은 위험 요소를 제어해 배터리가 안전하게 작동할 수 있게 해줍니다. 뿐만 아니라 배터리 셀 간 전압 편차를 줄이는 셀 밸런싱을 수행하여 배터리의 효율성도 높이는 역할을 하고 있습니다. 이처럼 BMS는 배터리 팩의 전반적인 관제탑 역할을 수행함으로써 배터리의 수명, 성능, 안전성을 관리할 수 있습니다. 하지만 메모리와 같은 리소스의 제약으로 고도화된 알고리즘이나 대규모 데이터 분석을 처리하기에는 한계가 있었죠.
이에 LG에너지솔루션은 BMS에서 한층 더 강화된 BMTS(Battery Management Total Solution) 개념을 도입했습니다. BMTS는 BMS 하드웨어 기술에 클라우드, AI가 접목된 소프트웨어 기술을 결합한 솔루션으로, 기존보다 더 많은 양의 복잡한 데이터를 분석하는 동시에 분석 정확도와 신뢰도 또한 매우 향상되었습니다. 이로써 단순한 배터리 상태 모니터링을 넘어, 더욱 능동적이고 효과적인 관리 및 제어가 가능해졌습니다.
BMTS 분야의 새 지평을 연 LG에너지솔루션 ‘B.around’
LG에너지솔루션은 탄탄한 BMTS의 기술력을 바탕으로 2024년 9월 BMTS 신규 브랜드인 ‘B.around’를 출범하며 새로운 사업에 진출했습니다. ‘Battery around’, ‘Be around’, ‘Better around’의 의미를 담고 있는 B.around는 ‘Be around your side’라는 슬로건에서도 알 수 있듯 고객 곁에 늘 머물며 최적의 솔루션을 제공하겠다는 LG에너지솔루션의 의지를 보여주고 있습니다.
LG에너지솔루션의 BMTS 개발 스토리부터 B.around 론칭까지!
LG에너지솔루션의 BMTS, ‘B.around’를 개발해온 주역들을 만났습니다. 진단솔루션담당 김철택 상무님, 서비스솔루션담당 이상훈 담당님, BMTS기술개발팀 권동근 팀장님과 함께 좀 더 자세한 이야기를 들어보겠습니다.
Q. 소속 조직에 대해 소개 부탁드립니다.
(BMTS기술개발팀 권동근 팀장)
BMTS기술개발팀은 BMTS 기술 경쟁력 강화를 목표로, 차별화된 기술을 발굴하고 개발하기 위해 전방위로 노력하고 있습니다. LG에너지솔루션의 BMTS 기술이 배터리 시장에서 얼마나 경쟁력 있는지를 분석하여 새로운 인사이트를 도출하며, BMTS 기술 고도화를 위해 아낌없이 지원하고 있습니다.
(진단솔루션담당 김철택 상무)
제가 소속된 진단솔루션담당은 수많은 데이터를 바탕으로 배터리의 안전성을 높이는 기술을 만드는 조직입니다. 배터리 불량을 사전에 진단하고, 미리 예방할 수 있는 안전진단 소프트웨어를 개발하고 있죠.
(서비스솔루션담당 이상훈 담당)
서비스솔루션담당에서는 수집한 데이터를 Baas(Battery as a Service)와 같은 신사업에 활용하기 위하여 다양한 활동을 전개하고 있습니다. 우선 배터리 테마 수명 예측을 위해 배터리 모델링 및 알고리즘을 개발합니다. 또한 여기에 활용할 주행 데이터 수집을 위해 EV 전용 단말기를 개발할 뿐 아니라, 데이터 저장 및 분석 처리에 필요한 클라우드 기반 데이터 플랫폼 개발 업무도 함께 수행합니다. 더 나아가 다양한 서비스 형태로 제공하는 웹 모바일 애플리케이션 개발에도 참여하고 있는데요. 전기차 배터리 통합 진단 서비스인 ‘B-Lifecare’가 대표적인 사례입니다.
Q. LG에너지솔루션이 BMTS를 개발하게 된 계기는 무엇인가요?
(BMTS기술개발팀 권동근 팀장)
LG에너지솔루션의 BMS 기술은 2005년부터 약 20년간 발전해 왔습니다. 배터리 제조 기업의 강점을 살려 배터리 관리에 최적화된 기술을 축적하며 BMS 시장에서의 기술 개발을 이끌었죠. 하지만 LG에너지솔루션은 고객의 편의와 안전을 최대한으로 끌어올리기 위해 BMS의 역할을 더 확장해야 한다고 판단했습니다.
특히 자동차 분야에서는 주요 차량 제조사들의 개발 방향이 점차 SDV(Software Defined Vehicle)로 향하던 시점이었어요. SDV는 차량의 주요 기능들이 소프트웨어에 의해 제어되는 자동차를 의미합니다. 현시대의 자동차의 개념은 단순히 ‘이동 수단’을 넘어 ‘공간’, ‘여정’, ‘연결(Connected)’ 등에 주목하면서 마치 하나의 ‘바퀴 달린 컴퓨터’, ‘모빌리티(Mobility)’의 개념으로 확장되고 있습니다. 때문에 배터리의 현재 상태를 비롯해 향후 배터리를 얼마나 쓸 수 있는지를 파악해 안전하게 관리하는 기술이 더욱 중요해졌죠.
더 정교한 배터리 관리를 위해서는 BMS의 진화가 필수적이었습니다. BMS의 기능이 강화될수록 분석할 데이터의 양이 증가하고 복잡한 연산이 더해지면서, 기존의 BMS 환경 내에서는 처리하기 어려운 경우가 발생했기 때문이죠. 더불어 ‘배터리 전 생애 주기를 관리할 수 있는 시스템’을 통해 자원 효율성을 높일 수 있는 방안에 대한 요구도 증가했습니다. 이러한 배경 속에서 LG에너지솔루션의 BMTS, ‘B.around’가 탄생한 것입니다.
Q. LG에너지솔루션의 B.around는 어떤 서비스를 갖추고 있나요?
(BMTS기술개발팀 권동근 팀장)
현재 B.around의 서비스 영역은 크게 △BMS 솔루션 △안전진단, 퇴화/수명 예측 등의 App. 소프트웨어 솔루션 △SDV 솔루션 △서비스 솔루션 등으로 나뉩니다.
우선 BMS 솔루션은 고객의 요구사항을 적극 반영하여 고객 맞춤형 제품을 제작하거나 고객의 개발기간 및 비용을 대폭 절감할 수 있도록 표준화된 제품을 제공하는 두 가지 형태로 나눌 수 있습니다. 특히 맞춤형BMS 제작의 경우, 고객마다 중요시하는 기능, 가격, 호환성 등이 다르지만, 셀에 대한 높은 이해도를 기반으로 개발 기간 내에 요구 스펙을 만족하는 서비스를 제공하고 있습니다.
다음으로 SDV 솔루션은 각 차량 제조사의 SDV 개발 콘셉트에 맞춰 성능 및 구성을 최적화하는데 주안점을 두고 있습니다. 이 솔루션의 가장 큰 특징은 기존에 클라우드 환경에서 가동하던 다양한 알고리즘을 차량에 설치된 고성능 컴퓨팅(HPC, High Performance Computing) 시스템으로 이관하거나 단일 칩(SoC, System on Chip)에 내장해 차량에 탑재하는 것입니다. 현재는 기술 고도화를 위해 미국의 반도체 및 통신 장비 제조 기업인 퀄컴(Qualcomm)과 협업을 진행하고 있죠.
또 서비스 솔루션은 BaaS향의 여러 사업군에 적용된 다양한 기술 및 서비스를 의미합니다. 통상적으로는 수집된 데이터를 면밀하게 분석하여 재가공한 후 배터리 생애주기 동안 마주하는 수많은 고객들에게 고객 맞춤형 서비스로 제공하고 있습니다.
(진단솔루션담당 김철택 상무)
App. 소프트웨어 솔루션은 크게 안전진단 소프트웨어와 퇴화/수명예측 소프트웨어로 구분됩니다.
이 중 안전진단 소프트웨어는 배터리 셀의 이상을 감지하는 역할을 수행하며, LG에너지솔루션이 보유하고 있는 주요 안전진단 알고리즘에는 MAVD(Moving Average Voltage Deviation), RdV(Relaxation Deviation Voltage), dSOH(Delta State of Health) 등이 있습니다. MAVD는 양극, 음극 탭 단선을 진단하고, Rdv는 미세 내부 단락을 검사합니다. dSOH는 셀 용량 편차를 검출할 수 있어 배터리 안전성을 더욱 높이고 있죠.
(서비스솔루션담당 이상훈 담당)
퇴화/수명예측 소프트웨어는 배터리 퇴화 상태와 수명을 예측하는 역할을 수행합니다. 이 소프트웨어는 FRISM, LLAZER, BLiS 총 3가지 기술을 포함합니다. 먼저 FRISM(Cell Data Free SOH Model)은 AI, ML(Machine Learning) 기반의 보정기법을 적용하여 현재 배터리 잔존 수명을 추정합니다. LLAZER(LAM LLI Analyzer)는 LAM(Loss of Active Material), LLI(Loss of Lithium Inventory)와 같은 배터리 퇴화 지표를 기반으로 양극, 음극, 전해액 등의 셀 구성 요소가 퇴화된 정도를 추정하는 기술입니다. 마지막으로 BLiS(Battery Life Simulator)는 전기화학적 메커니즘을 통해 배터리 퇴화 상태를 계산하고, 차량의 주행 패턴을 기반으로 미래의 배터리 잔존 용량 및 이상 퇴화를 예측합니다.
Q. B.around 서비스들이 고객에게 어떤 가치를 제공할 수 있을까요?
(BMTS기술개발팀 권동근 팀장)
B.around의 고객은 배터리의 전 생애주기에 걸쳐 다양한 가치를 경험할 수 있습니다. 주요 고객군은 차량 제조사, 구매자, 차량 관제(Fleet management) 업계 종사자 등을 꼽을 수 있습니다. 이러한 고객들의 만족을 최대한 이끌어낼 수 있는 종합 솔루션이 바로 B.around죠.
(서비스솔루션담당 이상훈 담당)
B.around 서비스는 다양한 고객에게 고객가치를 실현할 수 있을 것으로 기대됩니다. 우선 전기차 운전자는 배터리 상태를 상시 모니터링할 수 있습니다. 또 운전 습관에 따라 최적화된 배터리 관리가 가능하도록 충전 솔루션 등을 제공받게 됩니다. 이를 통해 전기차 운전자는 경제적이고 효율적인 배터리 관리 경험을 누릴 수 있습니다.
다음으로 완성차 업체는 B.around를 통해 정확한 배터리 지표와 예측 기능을 활용할 수 있습니다. 지속적으로 쌓이는 데이터를 기반으로 전기차의 배터리 효율을 높일 수 있죠.
마지막으로 차량 보험회사 혹은 중고 리스 회사 등의 고객에게는 배터리 재판매 가치를 명확하게 파악할 수 있는 정보를 제공합니다. 전기차의 안전을 유지할 뿐 아니라 수명을 극대화함으로써 경제적인 이익을 창출할 수 있도록 돕습니다.
지금까지 BMTS 솔루션 개발의 주역들을 만나보았습니다! BMS와 BMTS의 차이점뿐만 아니라 LG에너지솔루션의 BMTS 신규 브랜드 ‘B.around’의 다양한 솔루션도 확인할 수 있었죠. 인터뷰 2편에서는 LG에너지솔루션이 BMTS 개발을 위해 기울인 노력을 조명할 예정인데요. 이를 통해 어떤 기술 경쟁력을 확보했는지, 그리고 향후 LG에너지솔루션 BMTS의 로드맵은 어떤 방향으로 나아갈지를 담았으니 많이 기대해주세요!