전기차 배터리의 손상과 노화 상태를 실시간으로 파악해 안전성과 내구성을 크게 높이는 차세대 배터리 관리 시스템(BMS)이 개발됐다.
오스트리아 그라츠 공과대학교(TU Graz)가 참여한 유럽연합(EU) 공동 연구 프로젝트 '니모'(Nemo) 연구팀은 18일(현지시간) 인공지능(AI) 모델과 새로운 센서 기술을 결합해 배터리 셀 단위의 이상을 조기에 감지하는 지능형 BMS를 개발했다고 밝혔다.
기존 BMS는 전압, 전류, 온도 등 외부 지표만으로 배터리 상태를 추정했다. 반면 새 시스템은 '전기화학 임피던스 분광법'(EIS) 센서를 이용해 배터리 셀 내부의 전기 저항 변화를 직접 측정한다.
연구팀은 주차 중 충격 등으로 배터리가 기계적으로 변형되는 상황을 모의실험했다. 이 데이터를 AI 모델에 학습시켜, BMS가 스스로 손상을 인식하고 운전자에게 유지보수가 필요함을 알리도록 했다.
크리스토프 드리센 그라츠 공대 자동차안전연구소 연구원은 "개별 배터리 셀의 결함과 손상을 조기에 인식하면 많은 위험을 피할 수 있다"고 설명했다.
배터리 수명 연장 효과도 기대된다. 벨기에 브뤼셀 자유대학교가 개발한 노화 예측 모델은 단순히 용량 감소만 측정하던 기존 방식과 달리, 셀 내부에서 일어나는 노화 과정의 변화를 파악한다. 이를 통해 지능적인 제어로 배터리 성능과 수명을 극대화할 수 있다.
또한 연구팀은 충전과 방전 시 배터리 셀의 물리적 부피 변화를 예측하는 모델도 개발했다. 과도한 팽창은 배터리팩 내 기계적 압력을 높여 균열이나 내부 단락을 유발할 수 있는데, 이를 사전에 제어해 안전성을 높인다.
연구팀은 새로운 기능이 다수 추가됐음에도 BMS의 전체 크기나 무게는 기존과 큰 차이가 없다고 밝혔다. 현재 모듈 수준의 시제품 제작을 마쳤으며, 향후 산업 적용을 위한 후속 프로젝트를 진행할 계획이다.