보조배터리 완충기기에 대한 질문

*** 질문내용 ***

보조배터리 완충기기 

자동차의 보조배터리를 완충하는 가장 근본적이고 전체적으로 효율적인 방법은, 알터네이터 전압제어 알고리즘과 센서를 조정하여 알터네이터 공급 전압을 14.4V 이상으로 높여주는 것이겠습니다만, 이는 차량 전체 MCU와도 연동되어 있고, 원래의 차량에 영량을 주지 않아야 한다는 보조배터리의 장착 취지에도 맞지 않습니다.

그래서, 차선책으로, 13~15V 정도의 차량 전원을 공급받아 전압을 14.6V 정도로 레귤레이션하여 보조배터리로 공급하여 주는 장치(DC충전기)를 보조배터리에 장착하면, 보조배터리가 급속충전되지 못하는 문제를 해결할 수 있습니다.

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위의 글에서, 13~15V 정도의 차량 전원을 공급받아 전압을 14.6V 정도로 레귤레이션하여 보조배터리로 공급하여 주는 장치(DC충전기)의 이름은 무엇이며, 어디서 어떻게 구할 수 있는지 아시는 분 계시면 알려주시면 대단히 고맙겠습니다.

 *** 답변내용 ***

어디에서 보신 것인지 몰라도 참으로 사람들을 현혹시키는 소설같은 글 이군요.

올린 글은 무시하고 자동차의 알터네이터전기와 배터리전기 관계를 알려드리겠습니다.

1. 기준 전압

 가. 배터리전압 : 기준전압이 2V~2.1V인 6개 셀이 직렬로 구성되어 있으므로 "12V~12.6V"가 됩니다.

 나. 알터네이터전압 : 시동이 걸린 후에 나오는 전기로 "먼저 차 운행에 사용하고 남은 전기로 배터리를 충전"합니다.

그리고 알터네이터 전압을 13.5V~14.1V로 정한 것은 배터리와 모든 전기장치들의 설계전압(규격전압)을 12V로 만들었기 때문에 "알터네이터전압을 너무 높이면 배터리와 전기부품들의 내구성에 문제"가 생기므로 (일정범위를 정한 것인데) 함부로 높여서는 안됩니다.

2. 전압조정

   알터네이터전압은 알터네이터의 전압레귤레이터에 의해 "RPM에 영향을 받지 않고 일정한 범위를 유지하도록 설계" 되어 있으므로 "외부에서 임의로 조정을 할수도 없지만 해서도 안됩니다".

그런데 보조배터리완충기가 13~15V의 차량전압을 14.6V로 레귤레이션 한다는 말 자체가 "비론리적이요 말도 안되는 소설 같은 글"이라는 것입니다.

3. 배터리배선과 알터네이터 배선 관계 

   배터리의( +)는 알터네이터이전압 (+)으로 , 그리고 배터리(-)는 알터네이터(-)선과 병렬로 연결되어서 자동차의 모든 전기장치로 전압을 공급하기 때문에 "배터리전압과 알터네이터전압을 분리하여 공급 할 수가" 없습니다.

4. DC전압의 성질 

  시동전에는 배터리전압이 자동차의 모든 전기장치에 전기를 공급하지만 시동이 걸린 후에 나오는 알터네이터전압이 배터리전압보다 높기 때문에 배터리리는 자동적으로 충전상태가 되고 모든 전기장치들은 알터네이터가 만드는 전압으로 작동을 하게 됩니다.

이것이 "DC전압의 성질"이기 때문에 가정하여 알터네이터가 15V전압을 유지한다면 이때는 "보조배터리 완충기는 무용지물"이 된다는 것입니다.

어느 쪽을 선택하느냐는 님의 몫입니다.

<제공= VAD/www.motorpower.co.kr> 

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질문자님의 추가질문 

친절하신 답변 대단히 고맙습니다.

나는 아주 오래전에 학교시절의 상식밖에 없는 사람입니다.

위의 글 1은, 모두의 상식에 부합한다고 생각됩니다.

위의 글 2에서, 13~15V의 차량전압을 14.6V로 레귤레이션하는 것은 아답터를 장착하면 이론적으로는 가능하지 않나요? 단지 그런 제품이 있는지는 별개이겠지요. 

위의 글3에 대하여, 그렇지요. 하지만 보조배터리는 별도로 추가한 것이지 않습니까.

위의 글 4에 대하여, 최근에 출시되는 차량의 알터네이터는 스마트 알고리즘으로 처음3,4시간동안 80%정도는 14v미만에서 충전시키다가 다시 14.7V까지 높혀서 공급하다가 전류가 1A미만으로 떨어지면 완충으로 감지하고 다시 13.6,8V로 전환하여 유지한다고 합니다. 이것이 낮은 단계의 인공지능이지요. 그런데 이것은 알터네이터가 주배터리만 그렇게 하는 것임에 따라 별도의 보조배터리를 미처 완충하지 못하는 경우가 생길 때의 경우를 보완하고자 하는 방편에 대한 것입니다.

위의 글 4에 대하여는 3에서 중복이네요.

** 추가질문에 대한 답면 **

답변자님의 추가답변 

4항에 대하여 잘못된 해석입니다.

1. 전압제어방식 : 엔진회전에 알터네이터가 지속적으로 전기를 만드는 방식이라 장점은 전압이 일정하므로 자동차 동력이 안정되지요. 단점은 지속적으로 엔진에 부하를 주기 때문에 연비가 나빠진다는 것입니다.

2. 전류제어방식 : 배터리 마이너스단자에 배터리전류흐름을 감지하는 샌서가 있습니다.

이전류 흐름을 신호로 변환하여 ECU로 보내면 ECU의 프로그램에 의해 알터네이터동작 여부를 결정하는 방식입니다.

이런 방식을 이해하기 쉽게 스마트알고리즘이라고 용어를 사용하지만 공학적으로는 전류제어방식에 해당합니다.

장점은 엔진부하를 줄여 연비를 개선하겠다는 목적이지요. 단점은 전압변동이 심하므로 출력변화가 많고 배터리질이 떨어지면 그만큼 알터네이터가 자주 동작하거나 배터라가 나쁘면 아예 전압제어방식으로 알터네이터가 지속적으로 동작을 하므로 이론과 실제가 다를때가 많지요.

그리고 전기공학에서 보면 전압은 일정해야 한다는 논리에 비유하면 자동차메이커가 말하는 상술적인 기술이 마냥 옳다고만 할 수 없지요.

다른 예를 들면 독일의 폭스바겐이 데이터를 조작하여 연비와 배출가스를 조작했다가 국제적으로 망신을 당하였고 이를 계기로 전세계가 향후 디젤차를 생산 중단하겠다고 하였는데, 이러한 희대의 사기극 기술에 전세계가 놀림을 당하였던 사건을 아시나요. 

내연기관자동차는 효율적 엔진관리가 배터리질을 보장한다고 보셔야 합니다. 

따라서 배터리관리와 엔진관리 중 어느 쪽이 경제적인지 비교해 보시기 바랍니다.

기타 질문들에 대하여 잘못된 생각을 애써 답을 드리고 싶지 않음을 양해드립니다.