내가 데려온 CB400은 데려오는 당일에도 배터리가 문제 있어서 밀어서 시동을 걸고 가져온 것이었다.
해서 새 배터리를 구입하려고 원래 장착되어 있던 8A 정도 되는 배터리를 알아보고 있던 중에, 전부터 시도해 보고 싶었던 리튬인산철 배터리팩을 적용하면 어떨까? 하는 생각이 들었다.
리튬인산철 배터리는 납축전지와 달리 자연 방전이 매우 천천히 되기때문에 가끔 시동을 걸어서 배터리를 충전시켜 줄 필요도 없고, 같은 용량의 납축전지에 비해 매우 작고 가볍다.
리튬이온전지보다 작동 전압이 낮아서 셀 4개 직렬 연결하면 자동차나 모터사이클의 12V 전압 시스템과 비슷한 전압대를 나타낸다.
셀당 3.2V~3.7V 이므로 4개 직렬연결 전압은 12.8~14.8V 이다.
리튬이온전지는 폭발 위험이 있으므로 BMS를 사용해서 각 셀의 충전 전압을 세심하게 관리해주어야 한다.
물론 리튬인산철배터리도 BMS를 사용하는 것이 일반 구성이나, 리튬인산철 배터리는 원리 상 폭발 위험이 없어서 단순 직결하여 사용해도 사용 상에 큰 문제는 없다.
아마도 셀 특성이 다른 것이 과충전이나 과방전되는 일이 생겨서 BMS없이 직결하여 팩을 만들어 사용하면 전체 팩의 수명이 줄어들 가능성은 있다.
여러 가지를 고려하여 BMS 없이 팩을 구성하기로 하고, 중국 직구 사이트에서 4개를 구매했고 몇 주 기다린 끝에 드디어 도착했다.
셀 당 10A짜리이고 연결하기 쉽게 볼트 탭이 나와 있는 제품이다.운송료 포함 4개에 60달러. 약 6만5천원 정도.
10A 납축전지 2개 정도 가격이다.
직렬연결하기 위해 동 버스바를 구입했다.
두께가 3mm 짜리인데, 너무 두껍다. 1mm 짜리만 있어도 충분할 텐데 주변에서 구할 수가 없어서 할 수 없이 이것으로 사용했다.
셀을 측정한 결과 셀 두개의 두께가 35mm이고 전극 간 거리가 17.5mm 였다.
동 버스바를 30mm 길이로 자른 다음 17.5mm 간격으로 구멍을 뚫어서 3개를 준비했다.
쇠톱과 드릴을 이용하여 작업했다.
각 셀의 전압과 극을 테스터를 이용하여 체크했다.
모든 셀이 3.24~3.25V 사이로 초기 충전되어 있었다.
나중에 만충시켜보니 8.5A 정도가 들어갔었으므로 이 배터리는 초기에 약 15%의 용량을 가지고 있던 셈이다.
직렬 연결하여 팩을 만든다.
10A 짜리 납축전지와 비교해 보면 매우 작다.
만충 전압이 셀당 3.7V 이므로 전체 팩 만충 전압은 14.8V이다.
2A로 충전을 시작해서 거의 4시간 후에 8.5A가 충전되었다.
충전 완료 후에 분리해서 전압을 재 보았다.
14.22V.
셀당 3.555V.
초기에 15% 용량이 남아 있던 전압인 3.25V 부터 85%를 추가로 충전을 한 결과 3.55V가 되었다.
즉, 전체 용량 범위에 걸쳐서 전압 변화가 아주 작다는 것이므로 배터리로서 바람직한 특성을 보여주고 있다.
이렇게 충전된 배터리 팩을 만들어 놓고 오늘은 이만 종료.
이미 저녁이라서 오늘 같이 추운 날, 지하 주차장이 없는 이 곳에서는 시동 걸어보기가 어렵다.
CB400에 장착하여 시동은 다음 주에 걸어 볼 예정이다.
Leonard Kim.
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