[전기차] 통합 제어기 (Domain Controller)

더욱 효율적이고 안전한 차량 운영을 위한 핵심, 통합 제어기

전기차가 점점 복잡한 전자 시스템을 품게 되면서, 전기차에는 수십 개의 ECU(Electronic Control Unit, 전자제어장치)가 차량 내에 탑재되고 있습니다. 하지만 이렇게 다양한 유닛들이 분산해 있으면 유지 보수와 통신 지연, 비용 측면에서 한계가 드러날 수밖에 없죠. 그래서 이들을 통합적으로 컨트롤할 수 있는 무엇인가가 필요합니다. 그래서 등장한 것이 도메인 기반 아키텍처입니다. 이 구조의 핵심이 되는 것이 바로 통합 제어기(Domain Controller)입니다.

물론 이 통합 제어기는 전기차에만 존재하는 것이 아닙니다. 내연기관 차량에서도 통합 제어기는 존재하는데요. 총괄자로서 각 ECU가 하는 일을 조절 하는 역할은 같습니다. 다만 내연기관에선 각 부품들이 하는 일이 다르다 보니 약간의 차이가 있죠. 이번 글에서는 이 통합 제어기에 대해서 알아보려고 하는데요. 전기차 위주로 이야기해보겠습니다.

 

목차

• 통합 제어기 (Domain Controller)
• 통합 제어기 (Domain Controller)의 기능
• 통합 제어기 (Domain Controller)의 종류
• 통합 제어기 (Domain Controller) 제조사별 명칭
• 통합 제어기 (Domain Controller) 관련 약어
• 통합 제어기 (Domain Controller)의 고장 증상
• 통합 제어기 (Domain Controller)의 수리 비용
• 마치며

 

통합 제어기 (Domain Controller)

통합 제어기 (Domain Controller)는 차량 내 특정 영역(도메인)의 여러 ECU기능을 통합하고 관리하는 고성능 제어 장치입니다. 전통적인 분산형 ECU구조와 달리 연산 처리와 통신 능력이 우수한 중앙 제어 장치 하나가 해당 도메인의 기능을 총괄합니다. 하지만 총괄이라고 해서 개별 ECU를 완전히 컨트롤하고 종속되어 있는 것은 아닙니다. 개별 ECU들을 완전히 지배하는 게 아니라 단지 총괄자로서 개별 ECU들이 하는 일을 조절하는 역할을 수행합니다. 마치 오케스트라의 지휘자 같은 역할이죠. 그리고 다른 통합 제어기 와의 통신을 담당하고 있는 것입니다.

엔진룸 또는 트렁크 근처, 혹은 센터터널 등 고전압 시스템 주변에 위치하며, 고성능 SoC(System on Chip)를 기반으로 각종 센서, 액추에이터, ECU와 연결됩니다. 이너넷, CAN FD(Controller Area Network - Flexible Data-rate), LIN 등의 통신을 통해 다수의 장치를 제어합니다.

도메인 컨트롤러는 배터리, 파워트레인, 새시, 인포테인먼트 등의 특정 기능군을 책임지고, 해당 그룹의 데이터를 수집, 분석하여 필요한 제어 명령을 하위 장치에 전송합니다. 이를 통해서 차량 제어 속도, 효율성, 확장성이 상승합니다.

 

통합 제어기 (Domain Controller)의 기능

• 각 도메인 내 여러 ECU 기능 통합
• 고속 통신 기반의 데이터 연산 및 명령 처리
• OTA를 통한 기능 업데이트 및 버그 수정
• 전력 효율 및 반응성 향상
• 기능 안전(FuSa) 및 보안 기능 탑재

 

통합 제어기 (Domain Controller)의 종류

전기차에서 주요 도메인 컨트롤러의 종류는 제어하는 기능 영역에 따라 나눌 수 있습니다.

 

파워트레인 도메인 컨트롤러 (Powertrain Domain Controller)

• 전기차에서 가장 핵심적인 도메인 컨트롤러 중 하나입니다.
• 내연기관이 아닌 전기 모터의 구동을 정밀하게 제어하고, 고전압 배터리 시스템(BMS 기능 포함)을 관리하며, 회생 제동 시스템을 통합 제어하는 역할을 합니다.
• 차량의 가속, 감속, 최고 속도 제어, 주행 모드 관리, 에너지 효율 최적화, 충전 상태 및 과정 관리 등 전기차의 '움직임'과 '에너지' 전반을 책임집니다.

새시 및 차체 도메인 컨트롤러 (Chassis & Body Domain Controller)

• 전기차의 주행 안정성과 다양한 편의 기능을 통합 제어합니다.
• 브레이크 시스템(일반 제동과 회생 제동의 통합 제어 포함), 전자식 스티어링(조향), 전자식 서스펜션 등 주행 성능 관련 기능과, 도어, 윈도우, 시트, 에어백, 실내/외 조명, 공조 장치 등 차체 및 편의 기능을 관리합니다.
• 전기차 특화 기능인 충전구 도어 제어나 충전 상태 표시 관련 기능 등도 이 도메인에 포함될 수 있습니다.

인포테인먼트 및 콕핏 도메인 컨트롤러 (Infotainment & Cockpit Domain Controller)

• 전기차 운전자와 탑승자에게 정보와 즐거움을 제공하는 시스템 및 운전석 환경을 담당합니다.
• 내비게이션, 오디오/비디오, 무선 통신(텔레매틱스), 스마트폰 연결 기능 등을 제공하며, 전기차의 주행 가능 거리, 충전 상태, 에너지 흐름도 등 EV 특화 정보 표시 기능을 통합 관리합니다.
• 운전석의 디지털 계기판, 중앙 터치스크린, 헤드업 디스플레이 등 다양한 디스플레이를 제어하고 통합된 사용자 경험을 제공합니다.

첨단 운전자 지원 시스템 (ADAS) 및 자율 주행 도메인 컨트롤러 (ADAS & Autonomous Driving Domain Controller)

• 주변 환경을 인식하고 자율 주행 및 운전 보조 기능을 수행하는 시스템을 통합 제어합니다.
• 카메라, 레이더, 라이다 등 다양한 센서 데이터를 처리하여 주변 상황을 판단하고, 긴급 제동, 차선 유지/변경 보조, 어댑티브 크루즈 컨트롤 등 ADAS 기능을 구현합니다.
• 전기차의 경우, 자율 주행 시스템과 파워트레인(모터, 회생 제동) 간의 연동을 통해 더욱 부드럽고 효율적인 자율 주행 성능을 구현하는 데 중요한 역할을 합니다. 고도화된 자율 주행 기술이 적용될수록 이 도메인 컨트롤러의 중요성은 더욱 커집니다.

 

통합 제어기 (Domain Controller) 제조사별 명칭

제조사	시스템 명칭	구성 요소
현대/기아	Domain Control Unit (DCU)	PE 제어기, 샤시 제어기 통합
테슬라	FSD Computer / Vehicle Controller	오토파일럿, 디스플레이, 구동계 통합
BMW	Zonal Controller 기반	샤시/파워트레인 분산 통합
GM	Ultifi 기반 High-speed ECU	e-Torque, 인포테인먼트 통합
벤츠	VCU (Vehicle Control Unit)	통합 파워트레인 제어
아우디	E³ Architecture 기반 Controller	ADAS, 인포테인먼트, 샤시 통합

 

통합 제어기 (Domain Controller) 관련 약어

약자	풀네임	한국어
ECU	Electronic Control Unit	전자제어장치
SoC	System on Chip	칩 기반 통합 시스템
CAN	Controller Area Network	차량 내 통신 프로토콜
LIN	Local Interconnect Network	저속 통신 프로토콜
OTA	Over-the-Air	무선 업데이트 기술
DCU	Domain Control Unit	도메인 제어 장치
FSD	Full Self-Driving	완전 자율주행
VCU	Vehicle Control Unit	차량 제어 유닛

 

통합 제어기 (Domain Controller)의 고장 증상

• 모터가 작동하지 않음 - 통합 제어기에서 모터 신호 전달 불량
• 충전 기능 비정상 - DCU 내 충전 제어 알고리즘 오류
• 주행 중 오류 경고 반복 - 도메인 컨트롤러 내부 연산 오류
• OTA 업데이트 실패 - 저장소 문제 또는 통신 모듈 오류

 

통합 제어기 (Domain Controller)의 수리 비용

고장 증상	예상 원인	수리 방법	수리 비용
모터 작동 안됨	DCU 내 모터 제어 회로 불량	통합 제어기 수리 또는 교체	80만 ~ 180만
충전 기능 불량	DCU 내부 충전 회로 오류	충전 제어 회로 점검/교체	70만 ~ 150만
OTA 실패	DCU 메모리 오류, 통신 불량	메모리 리셋 또는 모듈 교체	60만 ~ 120만
모듈 통합형 DCU 교체 시	통합 제어기 전체 이상	통합 제어기 전체 교체	200만 ~ 400만

국산 차량 기준의 대략적인 금액입니다.

 

마치며

최근 자동차의 기능이 매우 다양해지고 복잡해지면서, 각 기능을 담당하는 수많은 개별 ECU(전자 제어 장치)들로 인한 시스템 복잡성, 배선 증가, 소프트웨어 관리의 어려움이 큰 문제로 대두되었습니다. 이를 해결하기 위해 등장한 개념이 바로 도메인 기반 아키텍처, 도메인 컨트롤러입니다. 도메인 컨트롤러는 다른 도메인 컨트롤러와 협력하거나, 더 고도화된 아키텍처에서는 중앙의 제어 장치와 연동하며 전체 차량 시스템의 일부로 작동하는 방식으로 차량을 조절하죠. 이는 차량 시스템의 복잡성을 획기적으로 줄이고, 개발 및 생산 효율성을 높이며, OTA 업데이트와 같은 소프트웨어 관리와 고성능 첨단 기능 구현을 용이하게 하는 중요한 기술 발전 방향입니다.

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