[밧데리와 관련된 FAQ] 이론서에 의거한 답변.

[비니.D]

[사진 : 엔진커버에 붙은 제너레이터 코일(좌), 충전을 위한 제너레이터 로터(우)]

FAQ 답변 작성 : Bini.D @ 2010.01.14 v1.1 (내용감수/첨삭추가)

작성 전 참고사항 : 12V 12AH이하의 이륜차량 무보수 표준배터리(MF) 기준, 연간 주행거리 1만km전후 기준.

자동차의 경우 밧데리가 엔진룸에 들어있어 냉해를 덜입기때문에 더 오래쓰는편입니다.

전기관련 이론서적과 인터넷의 내용들을 참고하여 작성한 내용이므로, 전문가가 재확인했을때 틀린내용이 있을수도 있습니다.

틀린내용이 있을경우 blog.naver.com/dametalk의 안부게시판 또는 쪽지로 제보 부탁드립니다.

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1. 어느정도 사용하면 밧데리가 방전되나?

- 차량이 신차일경우, 기본적으로 물려있는 장비가 어떻게 되느냐에 따라 다름.

일반적으로, 완전충전된 밧데리를 끼워놓고 1~3개월간은 차량상태에 문제가 없는한 무난히 방치가 가능함.

  도난방지기(경보기)또는 사외장비를 밧데리에서 직결한경우등 여러가지 변수가 있음.

  키를 뽑았을때 쓰는 장비가 있거나, 전선이 노후되어 새는 전기가 있을경우 15일도 못버티는 경우가 있으므로 충분한 점검이 필요함.

-밧데리의 사용은 완전충전기준으로 셀모터를 연속 2분이상 돌릴수 있는 기동력을 보유하고 있음.

2-1. 밧데리 평균 수명(교체시기)은 얼마나 되나?

 -일반적으로 완전방전시키지 않았으며, 밧데리에 무리한 부담을 주는 전장장비를 사용하지 않는 기준

   2~3년은 무난히 사용가능함. (=겨울을 2회정도 지낼 수 있음)

단거리를 너무 자주 주행한다던가, 제너레이터나 레귤레이터가 고장났거나, 기타 전기를 사용하는 장비를 배터리에 직결하는등의 사용은

밧데리가 과방전될 소지를 제공하므로 주의가 필요함.

2-2. 수명이 거의 다된 밧데리를 교체하지 않고 재충전해서 사용하면 제네레이터나 레귤레이터에 문제가 생긴다고 하는데 구체적으로 어떤 점이 안 좋은가? 왜 그런가?  

-일반적으로 사용하는 납축전 배터리(연축전지)는, 극판으로 납과 산화납이 들어있으며, 묽은황산을 촉매로 밧데리를 운영함.

밧데리가 과방전되었을경우, 양극이 전부 산화납이 되버려 극판이 거의 망가진 상태에서는 충전이 잘 되지 않음.

이 상태에서 레귤레이터가 밧데리를 정상적으로 전기를 받아들일 수 있는 상태로 인식(전압이 줄어있음)해서 충전전압을 계속공급 할 경우,

충전은 되지않고, 레귤레이터에 과부하가 걸려 레귤레이터의 파손이 일어나게 됨.

레귤레이터가 파손될 경우, 제너레이터에서 보내는 전기가 정상적으로 소모되지 않고, 코일안을 맴돌다 과열되어 코일이 타버림.

(정확히는 코일의 절연을 담당하는 에나멜이 타버리면서 구리선까지 끊어먹거나 구리선끼리 붙어버림)

그래서 배터리가 상태가 안좋으면 교환비용이 가장 적은 배터리부터 교환하라고 하는것임.

3. 완전방전된 밧데리는 충전하면 성능이 떨어지나?

- 배터리의 상태에 따라 다르지만, 일반적으로 축전성능이 떨어짐.

 완전방전했을때, 극판상태가 깨끗한 신품에 가까운 전지는 충전을 하면 되살아날 확률이 높음.

그러나, 1년이상 겨울을 난 밧데리의경우 산화납 극판이 잘 환원되지 않으므로 그대로 배터리를 폐기할 확률이 높음.

배터리를 분리할 수 있을경우, 극판을 깨끗히 청소하고 새 전해액(묽은황산)을 넣어주면 신품처럼 사용이 가능(이것이 재생배터리)

일반적으로 한번 완전방전 시킨 납축전지는 신품배터리 기준 25%부터 99%까지 성능이 다운된다고 봐도 무방함.

 4. 완전방전된 밧데리를 충전하면 평균교체시기에 비해서 많이 짧아지나?

 완전충전시키고 자주탄 차량의 배터리는 극판손상이 적고 전해액의 변질이 적기때문에 오래 사용이 가능하나,

산화/환원이 완전히 일어난 완전방전되었던 배터리는 전기부하가 큰 겨울을 못버티는 경우가 많음.

일반적인 사용환경에 따라 다르지만, 2~3년정도 사용이 가능한 배터리를 방전시킬경우 수명이 최소 25%는 깎인다고 보면 됨.

즉, 한번 방전된 배터리는 그해에 겨울을 못넘기면 새 배터리를 구입하는것을 권장함.

5. 밧데리가 완충상태인 것은 어떻게 확인할 수 있나?

 무부하(전기를 하나도 쓰지않은상태)에서 12.5~12.9V사이.

부하(헤드라이트를 켜는등 적어도 15W이상 소모한 상태)에서 최소 10.5V이상. (일반적으로 무부하전압에서 -1V이내)

무부하테스트로는 배터리의 전압은 측정이 가능해도 배터리의 상태를 확인할 수 없으므로, 전기를 쓰는 부품을 물려놓아야 제대로된 측정이 가능함.

6. 완충상태가 아닌 밧데리를 이용하면 어떤 전기계통장치에 이상이 생기나?

 굳이 완충된 밧데리를 사용하지 않더라도 차량의 전장계만 멀쩡하다면 이상생길일은 없음.

문제는, 배터리가 전기를 제대로 충/방전 시키지 못하는 밧데리일 경우 충전계통에 과부하를 주어 불량을 일으킴.

레귤레이터와 제너레이터가 죽는이유는 대략적으로
배터리의 손상(냉해/과방전등)으로 충전이 더이상 안된다 ->
레귤레이터가 과 생산된 전기를 열로 내보낸다(렉티파이어의 역할로 전기를 소모) ->
열을 다 소모하지 못해 회로에 손상이 간다 (레귤레이터/렉티파이어 파손) ->
제너레이터코일이 계속 생기는 열 부하를 레귤레이터에서 받아주지 못해 코일이 가열되어 파손된다. (제너레이터 파손)

7. 밧데리는 과충전상태가 될 수 있나? 과충전 상태가 되면 어떤 증상이 나타나며 어떤 악영향을 미치나?

- 레귤레이터가 충전기준전압인 14.5V~15.5V이상을 내보낼때를 과충전상태라고 함.

일반적으로 레귤레이터가 망가져서 전압을 이상전압으로 뱉어낼경우,

밧데리의 고장은 물론이고 같이 물려있는 모든 전장계에 위협적임.

과충전이전에 바이크전체에 피해를 주기때문에 이 경우 레귤레이터를 우선 교환할 필요성이 있음.

참고로, 15.5V를 초과하는 전압은 차량 전체의 전기장치가 파손될 정도의 높은 전압임. (쉽게설명하자면 110V장비를 220V콘센트에 꽂은격) 

(차량/바이크에 물리는 12V장비들은 정확히는 9.5~15.5V사이의 전압으로 동작함, 대형트럭은 24V가 기본전압이므로 예외.)

8. 레귤레이터는 어떤 역할을 하나?

 -밧데리를 화장실 변기의 물통이라고 치면, 그 물통에 들어가있는 부레 뜨게와 같은 역할을 함.

여기서 수도관으로 공급되는 물이 제너레이터에서 만들어지는 전기라고 보면 됨.

화장실 변기에서 물을 내릴때 사용하는 물의 량이 셀모터에서 전기를 쓰는 량이라고 보면 됨.

변기물통 아랫쪽으로 이래저래 수도관을 연결해서 맘대로 물을 빼 쓰는것이 바로 바이크의 사제 전기부착물임.

9. 제네레이터는 어떤 역할을 하며 교체주기와 교체비용은 어떻게 되나?

-배터리를 화장실 변기 물통, 레귤레이터를 그 물통에 들어간 뜨개로 봤을때, 거기로 물을 넣어주는 수도관 역할.

제너레이터의 교체주기는 딱히 정해지지 않았으나, 일반적으로 배터리와 레귤레이터가 이상없을경우 5년/5만킬로미터(이륜차량기준)을 무난히 버틸수있음.

제너레이터에 이상이 있을경우, 스로틀을 땡길때 차량이 묵직한듯 안나간다던가 헤드라이트가 어두워지는듯한 느낌이 들 수 있음.

- 간단한 전압테스트로는, 시동걸고 공회전상태에서 배터리의 전압이 13.5V이상, 5000rpm이상에서 14.5~15.5V사이의 전압이 나오는지를 확인하면  됨. 그 이상이나 이하일경우 제너레이터의 출력전압과 레귤레이터의 저항값을 측정할 필요가 있음.

-교체비용은 공임과 민감한 관계가 있으므로 언급하지 않겠음. 엔진 한쪽커버만 뜯어서 간단히 교체가 가능한 차가 있는가 하면, 커버를 뜯고 제너레이터 로터(일명 자석)까지 전용공구로 낑낑대면서 뜯어야하는 모델이나, 자동차처럼 엔진 사이에 알터네이터 뭉치로 붙어있는녀석등 천차만별임.

10. 밧데리, 레귤레이터, 제네레이터는 상호 어떤 영향을 미치나?

- 위에까지 FAQ를 읽어봤다면 이해가 가능할것임.

다시 설명하자면, 화장실 양변기의 물통역할이 배터리, 물통속에 들어간 뜨게가 레귤레이터, 뜨게에 연결된 수도관이 제너레이터임.

 일단 밧데리가 고장날경우 레귤레이터와 제너레이터를 차례차례 과전류로 소손시킬수 있으므로 관리에 주의가 필요함.

밧데리가 과방전될경우, 뜨개역할을 하는 레귤레이터의 완전충전기능(뜨개마개)이 파손될 위험성이 있음.

밧데리가 과충전될경우, 수도관역할을 하는 제너레이터가 과도한전압 (너무센 수압)으로 레귤레이터를 망가뜨려서임.

11. 오토바이가 시동이 잘 안걸리다가 걸리고 나서도 푸르륵푸르륵 하다가 꺼진다. 어떤 이상이 있는 것인지?

- 전기문제와 연료문제중 어느쪽일지는 모르지만, 기계적이상이 없는 순수 전기문제 기준이라면.

제너레이터나 레귤레이터가 이상이 있을경우, 제대로 된 전압을 점화코일/플러그에 전달하지 못해 꺼지는것일 확률이 높음.

12. 시동만 걸어 놓는다고 충전이 되는게 아니라 달려야 충전이 된다고 하는데 진짜인지요?

-신차기준으로, 헤드라이트등의 전기를 소모하는 부품이 켜져있지 않을경우 약하지만 기본적인 전압은 충전이 됨.

시동이 걸려있어도 방전된다는것은 여러가지 원인이 있지만, 차량상태가 노후되서 전기접점등이 상했거나 전기를 소모하는 부품이 기본 충전되는 전기량보다 더 많은 전기를 소모하기 때문임.

기본적으로 레드존이 1만회전인 바이크에서, 2500rpm(쵸크땡겼을때 적어도 이정도 이상은 엔진회전수가 오름)이상 회전시켜 30분정도면 충분히 배터리가 다음 시동을 걸 수 있을정도로 유지되는것이 정상임.

13. 충전이 되는지 알려면 어떻게 해야 하나요?

시동 전 배터리 전압을 확인. (최소 12v이상)

강제시동(킥스타터나 밀어걸기등)이 가능한차량은 강제시동으로 시동을 걸어볼것.

셀모터방식이면 셀모터로 시동을 걸것.

- 시동직후 테스트할때 절대로 퓨즈나 단자를 탈거하지 말것! CDI(또는 ECU)나 제너레이터/레귤레이터에 심각한 손상을 일으킬위험성이 있음!

1.공회전상태에서 배터리가 13.5V이상 전압이 나오는지를 확인.

2. 회전수를 대략 1만rpm정도나 그 이상의 최대회전수를 가진 메뉴얼 바이크 기준 4000~5000rpm

      (차량에 따라 다르므로, 엔진 최대회전수의 1/3~1/2)정도 올리고 전압이 14.5~15.5V정도 나오는지 확인.

3. 가능하면 20분 이상의 주행 또는 주행테스트를 권장함.

4. 레귤레이터를 만져봤을때 너무 차갑거나 너무 뜨겁지 않은지를 확인할것. 너무차거나 뜨거우면 레귤레이터에 이상있을 확률이 높음.

5. 전원을 끄고, 배터리의 전압이 처음 측정한 배터리전압보다 높은지 확인. 낮을경우 제대로 충전이 이뤄지지 않음.

배터리에 공급되는 전압상황을 실시간으로 확인하고 싶을경우, 볼트게이지 장착을 권장함.

시거잭 연결형 디지탈 볼트게이지는 1만원선으로 구매가능.

EX. 배터리와 연결된 장치등의 보충설명 (승원군님)

MF배터리는 Maintanance Free, 무보수(무정비)밧데리를 뜻합니다.

배터리(mf)의 경우, 완전 방전후 재충전하여 사용 할 경우, 성능이 처음과 다른 것을 알 수있는데요,

이것은 해면상납판이 공기와의 접촉을 하여, 스케일이 생기면 그렇게 됩니다.

납판의 데미지의 정도에 따라 표기되어있는 용량보다 못한 용량으로 밖에 충전이 되지 않기 때문이죠 (한번생긴 데미지는 회복되지 않음)

그래서 아무리 충전을 해도, 셀모터를 돌리기위한 출력이 나오지 않아 금새 또 방전이 되는 결과를 초래 하게되는것이죠

하지만 그 배터리를 그보다 작은 용량을 요구하는 바이크에 연결하여 셀 모터를 회전시키면, 또 잘 돌아갑니다.

뭐 결론적으로는 그 배터리는 원래 장비에서는 더이상 사용 할 수 없는것이지만요.

배터리의 평균 수명또한, 단거리운행이라는 것 보다는, 충전전압이 올라오지 않은 RPM 영역대에서의 운전시간이 늘어나게 되면 방전이 될 가능성이 큽니다.

최대의 배터리 제조회사인 유아서 코퍼레이션에서는 개로전압이 12.4V 이하일 경우 보충전을 권장하고 있으며 그 이유는 배터리의 성능이 100%일때 약 14.4 라고한다면 수치상 60% 이전에 보충전을 하여 성능을 회복 시키도록 하고있으며, 혼다라인업의 경우 5000rpm에서 14.4v (배터리측) 이상 을 권장하지만, 그것은 기타 전기장치를 쓰지 않을때 가장 확실하게 측정이되며, 또한 기종에 따라 레귤레이터에서 전압을 조정하는 기점이 다른 방식을 채용하고있기때문에 참고 값이 되어야 합니다. 예를들어 실버윙과 같은 빅스쿠터계열은 아무래도 5000rpm 을 사용하며달리기 어렵기 때문에 그 이하의 rpm에서 어느정도 충전이 될 수있는 조건이 갖춰져야 한다는것이죠.. 뭐 어쨋든 11.x 로 방전이 된 배터리의 경우, 해면상납판에 스케일이 끼어, 충전을 해도 성능의 보장은 힘듭니다.

상태가 양호한 배터리의 경우 분해 보관시 매 6개월마다 점검, 보충전 을 해 주게 되어있구요... 배터리의 자기방전시간 즉 대기시간은 주변온도와 바이크에 장착되었는경우, 누설전류 점검을 통해 대기시간을 산출해 낼 수 있습니다. 생각보다 어렵진 않구요

최근이라고 하긴 좀 뭐하지만 적어도 "배터리점화방식" 을 채용하고있는 대부분의 대형차량 (엔진 시동후, 스로틀 개도 량에 따른 헤드라이트의 밝기 변화가 거의 미비한 차량) 의경우, 대부분 배터리 점화방식을 채용 하고있으며, PGM-FI 의 경우 100% 배터리 점화 방식 입니다.

이것을 테스트 해 볼 수 있는 방법은, 시동후, 배터리 단자를 제거 한뒤, 스로틀을 개도 해 보면 바로 시동이 꺼지는차량이 바로 그것입니다.

시동이 안 꺼진다면 그차량은 100% 제네레이터 내부에 익사이트 코일 이라는 별개의 충전코일이 설치 되어있죠.

통칭 레귤레이터(렉티파이어/레귤레이터) 는, 제네레이터(알터네이터) 에서 생산된 AC 전원을 DC로 변환, 그것을 안정화 시켜주는 장치 일 뿐입니다. 따라서 충전요구전압 이상의 회전수가 발생하면 회로를 On/Off 하는 기능 밖에 없고, 통상적으로 레귤레이터가 손상되는 가장 큰 원인 중의 하나는 방열이 되지 않아 내부의 회로가 타버리는 것입니다. (레귤레이터는 TR/IC 로 구성되어있죠) 따라서 레귤레이터 주변의 이물질(헝겊이나 먼지, 흙) 등을 잘 제거 하는것이 좋습니다. 반대로 제네레이터의 스테이터(고정자) 코일이 손상되는 경우는, 열때문이죠. 충전을 위한 전원이 생성되는 과정에서 필연적으로 열과 자기장이 생기죠, 코일의 에나멜 피복은 물론 그렇게 강한 열은 견디지 못합니다. 따라서 이것이 지속적으로 손상이 조금씩 가게되면서 결론적으로는 코일이 누전되어 더 큰 열을 발생시켜 손상이 되는것이죠. 뭐 그것이외로는 외부적인 요인 밖에 없을 것 이라고 생각됩니다. 누전이라던지 단락이라던지..

스쿠터의 경우는 4000rpm~이상을 쓰는것은 고속영역으로 가면서 부터고 시내 주행이 잦아 버리면 또 그게 그만큼의 회전수를 사용하지 못하니까요 기종별로 다를수 있습니다.
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첨삭및 감수 : 승원군님 ( http://blog.naver.com/choihero1 )

납축전지에 대한 기본적인 이해와 관련된 내용입니다.

차량과는 약간 틀릴수도 있지만, 차량에 쓰이는 배터리의 축전전압과 배터리 크기문제,

그리고 통합된 충전환경(제너레이터+레귤레이터=차량의 알터네이터 )으로 인해 다른 내용이 있을수 있습니다.

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