블랙박스 보조 배터리

[Huey]

자주 들르는 카페(네이버 폭스바겐 TDI 클럽)에 올라온 글인데 쭈아님 한 번 보시라고 올려봅니다.

카페지기가 직접 만드셨는데 이 쪽에 대해 해박한 분 같습니다.

아래부터 본문입니다.

이제 차량용 블랙박스는 필수 제품화 되어 가는 것 같습니다. 시중에 출시된 블랙박스가 430종이 넘었다더군요...

블랙박스의 이용 목적은 두가지 입니다.

1. 주행 녹화

2. 주차중 상시 녹화

주행 녹화야 차량 엔진과 발전기가 작동 중이니 문제될 것이 없으나 주차중 상시녹화의 경우, 전력소모 2~5W 정도로서 미등 정도의 전력을 소모하는 블랙박스는 장시간 놔 둘 경우, 차량 메인 배터리의 방전을 초래하게 되어 차량 시동을 못걸게 되는 상황이 발생할 수 있겠지요..

그래서, 상시녹화를 위해서 일명 "상시전원장치" 옵션이 판매되고 있습니다. 이 상시전원장치의 역할은 블랙박스의 작동 중 배터리의 전압을 측정하여 전압이 과도하게 낮아지면, 블랙박스의 전원을 차단하여 배터리의 완전방전을 막는 장치입니다.

그런데, 대부분의 블랙박스 장착점에서는 이 상시전원 옵션의 장착을 권장하지 않거나 꺼려합니다.. 왜냐? 고객 민원이 많이 들어오기 때문입니다.

왜일까요? 상시전원장치의 품질에 문제가 있는 걸까요?

아닙니다.. 사실상 차량용 배터리에 근본적인 원인이 있습니다.

자동차에 사용되고 있는 배터리는 모두 Lead-Acid (납산)배터리 입니다. 이 납산 배터리는 제조사와 모델에 상관없이 동일한 용량-전압 특성을 가지고 있습니다.

위 테이블은 12v 납산 배터리의 용량별 전압 상태를 나타냅니다.

보통 블랙박스용 상시전원장치는 12.1v ~ 11.8v 에서 전원을 차단시킵니다. 즉, 시동용 배터리의 남은 용량이 30~50% 정도면 전원을 차단시키는 겁니다.

이렇게 예상한 대로만 작동된다면, 큰 문제가 없을 것 같습니다만, 실제로는 다음과 같은 상황이 더해지게 되어 문제가 발생하게 됩니다.

1. 자동차용 배터리는 원래 deep cycle 배터리가 아니어서 총 용량의 50%미만까지 사용하고 다시 충전되는 것을 반복하는 경우, 배터리 수명 자체가 급격하게 단축됩니다. 그러므로 블랙박스 상시전원 장치 장착 후 방전사태가 발생하지 않더라도 배터리의 수명이 절반 이하로 줄어들게 될 가망성이 매우 높습니다.

2. 자동차용 배터리의 자체 자가방전량도 하루에 2% 정도여서 배터리 용량의 50%까지만 사용하고 전원을 차단 하더라고, 그렇게 몇일을 더 방치해 놓게 되면, 배터리 용량이 다시 시동을 걸 수 없는 상태까지 방전되게 될 수 있습니다.

3. 온도가 낮아지게 되면, 배터리의 방전능력이 저하됩니다. 영하의 기온이면 기본적으로 배터리 용량에서 20% 정도의 추가 여유 용량이 필요합니다.

즉, 자동차용 배터리는 짧은시간 고전류의 방전에(시동시) 적합하게 제작된 배터리이지 자기용량의 50%이상을 사용하고 다시 충전하는 상황을 반복하는 이용형태에 근본적으로 부적합한 배터리입니다.

그럼, 어떻게 해야 할까요?

자동차 배터리와 별개로 동작하는 블랙박스용의 전용 보조배터리를 사용하면 되겠지요..

찾아보니, 시중에 블랙박스용의 보조배터리는 두종류가 있더군요.

1. 블랙박스 전용 리튬이온 배터리

시장가격 10만원 정도의 제품으로서 제조사에선 1채널 블랙박스로 20시간 가량 작동한다고 합니다만,

제가 볼때, 매우 이상한 사양으로 제품이 만들어져 있다고 생각됩니다.

3.7v 리튬이온전지셀을 이용하는 구조로서, 원래의 공칭전압은 7.4V인데, 이를 사용시엔 12V로 전압을 승압하여 출력하고, 충전할땐 자동차전원의 12V를 8.4V로 낮추어 충전하는, 자동차에서의 12V사용에 대단히 비효율적인 구성을 하고 있습니다.

이로 인한 전압변환 로스와 낮은 용량(제조사 스팩 34Wh), 그리고 대부분의 시중의 블랙박스들이 자체적으로 12V정도에서 전원을 cut-off 시키기 때문에 실제 블랙박스 사용시간이 10시간 정도도 안될 것으로 예상됩니다.

2. 자동차용 납산배터리를 블랙박스 전용으로 추가 장착

자동차에 장착된 시동용 SLA와 충방전특성이 동일한 SLA배터리를 블랙박스 전용으로 추가 장착하는 방법입니다.

카오디오용의 추가 배터리 장착과 동일한 방법으로서, 자동차의 alternator전원으로 바로 충전이 가능하므로 별도의 충전회로의 구성이 필요가 없으나, 기본적으로 납산 배터리로서 무게 8kg 정도로 무겁고, 메인배터리와 충전은 공유하되, 방전은 분리시켜야 하기에 주행충전기 또는 아이솔레이터라고 불리우는 차량메인 배터리가 완충된 후에만 충전을 하는 회로를 구성해야 합니다.

배터리가 크고 무거우며, 고방전 메인배터리와 직결을 시켜야 하는 점 등의 문제로 반드시 전문 작업자가 인스톨을 해야 하고, 차량 실내에 설치할 수 없으며, 배터리 값은 저렴해도, 주행충전기와 아이솔레이터, 배선작업비용이 고가여서 시중에서 설치비 포함 장착하려며느 40~50만원 정도가 들어갑니다. 부피가 커서 트렁크의 어느 한 공간을 잡아먹게 된다는 단점도 있습니다.

위의 두가지 방법 모두 사용되는 배터리(리튬이온과 SLA배터리) 자체의 수명은 최대 500회 정도이기에 매일 충방전을 반복하는 블랙박스 사용 패턴대로라면, 원래의 수명이 2년 이내밖에 안될 것으로 예상해 볼 수 있습니다.

이렇듯, 현재 차량용 블랙박스를 상시작동모드로 사용하기위한 방법이 딱히 마땅치가 않습니다.

아래 정도의 사양이면, 대부분의 분들이 만족하실 것이라고 생각합니다.

1. 블랙박스 상시작동 최소 24시간 이상 되는 충분한 배터리 용량

2. 일상적인 출퇴근용 일일 차량 이용시간 (1~2시간)에 급속충전이 가능할 것

3. 최소 1000회 이상의 충방전 성능의 배터리 (최소 사용수명 3년)

4. 작은 부피무게로 차량 조수석 하단이나 글로브박스 안에 설치가 가능한 크기

5. 차량 실내설치를 감안하여 충분히 열/충격 안정성이 확보된 배터리일 것

6. 최소화된 회로 구성으로 고장 가망성 자체를 없애 설치 후 신경쓸 일 없을것

7. 차량용 배터리 자체를 교환하거나 추가하는 것보다 저렴해야..

이런 제품이 아직 시장에 없습니다..

그래서, 제가 직접 만들었고, 첫번째 생산 제품이 나왔습니다.

지금 제작중인 제품의 대략적인 스팩은 다음과 같습니다.

. 리튬인산철 배터리셀, 4S4P 9A 12.8V 구성, 용량 115Wh (HD급 1채널 블랙박스 작동시간 40~50시간)

. 차량 주행 중 급속충전 (1시간이면 용량의 80% 충전), 자동차 엔진 전원 직입력으로 회로 단순화, 발열 최소화

. 총 용량의 80% 이상이 12.0V 이상에서 출력됨

. 무게 약 1kg, 높이 5cm 미만으로 차량 조수석 시트 아래 설치

. 충격/화재에 의한 폭발위험성 없음, 최대한의 안전을 위하여 방화 패브릭 배터리 보호백 제공

. 과전압/과방전/과전류, 역전류 등을 방지하는 PCM 보호회로 구성

 

보조배터리팩 제품은 Valence 사의 LifePO4 26650 3000mA 배터리 셀과 BMS 보호회로, 충/방전 케이블, 전용 lockable jack, ACC 충전전환용 릴레이 등으로 구성되어 있습니다.

보조배터리의 장착으로 차량의 전장 작동과 완전히 구분된 블랙박스의 전원 구성으로 차량에 아무런 영향을 주지 않으며, 모든 주요 부품을 최대한 안전하고 신뢰성 있는 부품으로 구성하여 제작하였기에 제품의 신뢰성이 높으며, 사용자는 한번 설치한 이후로는 블랙박스의 고장 전까지 배터리와 블랙박스의 작동에 대해 전혀 신경쓸 필요가 없을 것으로 예상합니다.

아이나비 HD급 블랙박스를 상시작동 테스트 결과 42시간 정도의 상시 작동 후 정확히 12.1V 에서 cut-off 되어 블랙박스가 종료되었습니다.

이정도 성능이면, 짧게 주행하고, 오래 주차하는 이용패턴에서도 충분히 주차감시기능을 신뢰성있게 수행해 내는 사양이라고 생각됩니다.

[쭈꾸미 아버지]

블박의 전원보조장치는 긍극적으로 나 현실적으로나 대안이 없습니다만 보조배터리를 장착시 얼마나 오래 사용가능하냐가 관건이 됩니다 9암페어만 가지고는 하루 조금더 버팁니다 보통 1채널 블박의 소비전류는 0.2암페어입니다 9암페어의 80%가 실제 사용가능한 용량이라면 약 28.8시간정도 사용가능합니다
블박을 상시로 사용시 얼머나 버텨줘야 할까요? 설문 조사 한번 해볼까...

[Huey]

보통 한 3일 정도 버티면 괜찮지 않을까 싶습니다. 72시간요.

[o키라o]

왜 저는 별로 필요없다고 느껴지는지 ㅠㅠ
이런거 하기전에 자기차에 암전류 부터 해결해야할텐데요 ..
아무리 고용량 보조 배터리를 사용한다해도 차에 암전류가 흐르는한 그 사용시간은 완전 짧아지는데요 ..
제차는 암전류를 거의 잡았더니 기본 80 실버라이트 베터리로
보름이던 일주일이던 블박 상시로 물려도 시동 빵빵 잘걸립니당..

블박용으로 보조를 할꺼면 리튬이온으로 20암페어용량으로 만들어 쓰면 가격도 저렴하고 만들기도 쉬운데요 ..

사장님 전에 제가 만들던거 기억하시려나요 ..
IG1이 들어 올때만 배터리에 물리고 그외엔 리튬이온 백업 펙에물려서 충전 보존을 하게요 ;;

4s9p 로 만들어서

[o키라o]

셀발란싱 되는 12a pcm 3만원인가에 사서 만들었거든요 ..
기존 배터리가 방전되서 용량이 좀 적어도 200F, edlc 가 16v 로 충전 되있어서
ig1 이 들어 오는때 차랑 연결되서 바로 배터리를 충전 시켜 시동 문제를 해결했거든요 ..

블박으로 상시 사용시 32기가 기준으로 보통 48 시간 정도 녹화하면 저장용량이 풀로 차게 되니까요
3 일 정도 버텨 준다면 아주 좋겠죵
솔직히 3일 이상 차를 그냥 둔다면 차에 관심이 없으신 ;;; 그런분이 블박을 왜 달으셨을가요 ㅎㅎㅎ
출장등으로 비우시는 분이야 어쩔수 없지만 ;;

여튼 얘기가 삼천포로 자꾸 갓지만 먼저 차량의 암전류를 잡는게 먼저라고 봐요..