보조배터리 사용 및 관리(Feat: 연결방식별 문제점)

[지피에스]

안녕하십니까? 지피에스맨 입니다.

저를 포함하여 많은 분께서 순정이든 사제든 보조배터리를 사용하고 계십니다.

많은 분들이 보조배터리에 대해 관심이 있으시지만 정작 그에따른 작동 원리나 관리 포인트에 대해 잘알지 못하시는것 같아 글을 작성하게 되었습니다.

먼저

글 내용과 관련하여 사제 배터리를 사용하시는 분들이나 업체를 비난하고자 하는 의도는 없으며 단지!! 잘 아시고 관리하면서 사용하시어 안전한 라이딩이 되시길 바라는 마음에 아무도 말씀하지 않고(?) 하지 않으려고 하는(??)​​ 내용을 말씀드리는 것이니 너무 무겁게 받아 들이지 않으셨으면 합니다.

제가어떤 권한이 있는 것도 아니고 사제 배터리를 사용하시는 분들도 나름의 판단에 의해 사용하시는 것 이기에 이런것도 있구나 정도로 봐주시면 감사하겠습니다^^

1. 순정 보조 배터리의 종류

순정의 경우 BOSCH모터나 스페셜의 SL버젼 그리고 몇몇 시마노 모터를 사용하는 브랜드등에서 순정으로 장착이 가능하도록 제공을 하고 있습니다.

스페셜 Range Extender

보쉬 배터리 시스템

순정 제품의 경우 대부분 두개의 배터리 간 스위칭 해 가며 양쪽 배터리를 번갈아 가며 사용하는 구조를 사용 합니다.

제가 사용하는 보쉬의 경우 10%이상 차이가 나면 다른 배터리로 스위치 하도록 되어있더군요.

2. 사제 보조배터리

2-1 병렬 다이오드 방식(대부분의 보조배터리)

사제의 경우 18650 셀을 이용하거나 21700셀을 이용하여 배터리 팩을 만듭니다. 여기에 시중에서 구할 수 있는 BMS를 조립하여 제품을 만드는데 순정제품이 스위치해가면서 배터리를 사용하는 구조와 다르게 대부분(99%) 다이오드를 이용하여 두개의 배터리(메인배터리+순정배터리)를 병렬로 연결하여 두개의 배터리에서 동시에 전력을 공급 받아 모터를 구동하도록 동작을 시킵니다.

150A 다이오드

위의 다이오드를 +전선쪽에 1개씩 연결하여 병렬 다이오드 케이블을 만듭니다.

병렬 케이블(작업전)

작업후

현재 보조배터리를 사제로 장착하신 분들(보쉬 제외)은 대부분 위의 방식을 이용하시고 계실겁니다.

병렬 다이오드 방식의 장점

1. 전류를 두개배터리가 나눠서 방전하기에 배터리에 무리가 가지 않으며 수명 연장에 도움을 줍니다

2. 두 배터리의 충전량(전압차)와 상관없이 높은 전압의 배터리에서 전류를 공급하는 구조로 새배터리와 사용하던 배터리를 혼용해도 문제가 없습니다.

병렬 다이오드 방식의 단점

1. 다이오드의 전압손실(드랍)으로 약간의 용량손실을 보지만 미미한 수준임(전체적으론 +용량임).

2. 다이오드의 발생열을 방출하지 못하는 구조로 여름철 과열에 의한 단락(>200도 이상 과열됨)등 납땜 불량이 발생할 가능성이 있음.

위와 같이 병렬 다이오드 방식은 사실 납땜불량등 문제가 아니면 사실 큰 문제가 발생할 여지가 없습니다.

배터리 관리상에도 별 문제가 없기에 유저의 실수로 인한 문제도 발생할 여지가 무척 낮습니다.

2-2 보쉬 전용 보조배터리

보쉬 전용이라고 한데는 현재 이방식을 사용하는곳이 없기에 말씀을 드리는 것 이며 배터리를 업으로 하시는 분들이라면 왜 이 방식을 사용치 않는지 잘 아시리라 생각 합니다.

먼저 연결 방식을 말씀 드리면 보조배터리와 메인배터리 간에 다이오드 없이 전선으로 연결하는 구조 입니다.

방식 비교

보쉬 제품의 경우 병렬다이오드를 연결하기 위해 배터리에서 BMS를 제거하는 순간 이를 감지하여 배터리가 사용하지 못하도록 잠가 버리다 보니 보쉬 제품에 보조 배터리를 연결하는 유일한 방법은 BMS로 가는 배터리의 단자에 보조배터리를 병렬로 연결하는 방법외에는 없습니다.

이경우 발생할 수 있는 문제점을 말씀 드리며

1. 반드시 두 배터리의 전압이 같아야 합니다.

다를경우 높은 전압의 배터리에서 무제한의 전류가(수백A이상) 유입이 됩니다.

이는 여타 보조배터리가 다이오드를 사용하는 이유 이기도 한데 보쉬 시스템은 BMS lock기능을 우회 하기 위해서는 다이오드를 사용할 수 없습니다.

2. 두배터리를 두개의 충전기로 충전해도 반드시 정도의 차이가 있지 전압차는 생길 수 밖에 없습니다. 초기 두 배터리 모두 새 제품인 경우에는 42V+/- 0.xV만큼 작은 차이를 가져 가겠지만 1년 2년 시간이 지나면서 두 배터리간의 성능 차(노후화)에따라 전압차는 더욱더 크게 벌어 집니다.

3. 전압차가 있는 두 배터리간의 연결은 매우 위험 하므로 이 방식의 경우 두배터리를 따로 충전하지 않고 연결된 상태에서 동시에 충전하는게 오히려 안전 합니다. 그러면 두 배터리간에 전위차가 생길 이유가 없으며 두 배터리를 연결할 때 생기는 문제를 근본적으로 예방 할 수 있기 때문 입니다. 그러나 이 방법은 실제로 적용할 수 없을듯 합니다. 이유는 충전도 BMS를 거쳐야 하는데 메인배터리측에 연결된 전원선은 BMS전단에 위치하기에 메인배터리를 충전할 수 없거나 메인 배터리의 BMS가 보조배터리까지 충전하게 되어 충전량이 증가하지 않음을 의심하여 배터리에서 Error를 발생할 가능성이 높기 때문 입니다.

!! 절대 하지 말아야 하는 실수는 보조배터리가 어떠한 이유에서라도 만충(즉,두 배터리가 같은 전압)이 아닌 상태에서 연결하게 되면 발화의 위험성이 있다는 것 입니다.

가끔 취침중에 충전을 하고 완충된것으로 알고 라이딩을 가는데 배터리가 완충이 아닌것을 경험했거나 주변에 그런분들이 있음을 잘 아실텐데요.

다이오드를 사용하지 않은 병렬 배터리에서 이같은 실수는 ...............ㅍ ㅜ

오늘은 여기까지만 말씀 드리겠습니다.

모든 분들이 안전하게 라이딩을 즐기셨으면 합니다.

즐거운 라이딩 되세요

PS: 다이오드병렬 연결보다 DBMS(아래)를 사용하는게 더 안전하니 DBMS를 고려해 보세요.

[sunn]

소중한 정보 감사합니다~^^

[지피에스]

오베아는 듀얼배터리 순정이라 걱정이 없죠^^

[송정]

중요한 자료 감사합니다.

[지피에스]

감사합니다^^

[팔랑카]

역쉬~~~
오베아가
쪼아~~ㅋㅋ

[지피에스]

오베아 만세

[선우]

난 오베아 아니고
보쉬 사제 보조뱃터리 인데 ~ㅠㅠ
굿세어라 보쉬 사제여 ~^^

[지피에스]

오 충전하실때 반드시 완충여부 확인해 주세요^^