모터사이클 용 리튬인산철(LiFePO4) 배터리 팩 제작-2(장착 및 시동 테스트)

지난 주에 제작한 리튬인산철(LFP) 배터리팩의 기본은, 납산 전지를 사용하는 바이크 발전전압 영역대와 비슷하게 사용할 수 있으므로 비싼 BMS를 사용하지 않을 수 있을까 하는 생각과, BMS를 사용하지 않으면 배터리 손상이 문제가 아니라 오히려 충전이 심하게 되어서 바이크의 발전계통을 손상시키지 않을까 하는 문제를 테스트해보고자 했던 프로젝트였다.

지난 주에 만들어 놓은 배터리 팩은 추운날씨로 인하여 실제 장착 테스트해보지 못하였고, 금주 테스트를 하게되었다.

어제도 낮 기온이 영하 -6도 근처로 내려가는 바람에 내 바이크 CB400에 장착을 해볼까 말까 생각하다가 궁금증을 이기지 못하고 결국 장착을 하기로 결정하였다.

배터리와 테스터 및 공구를 챙겨서 바이크 있는 쪽으로 가서 장착을 시도했다.
지난 주에 조립한 계기판 역시 테스트해보려 같이 가지고 내려갔다.

계기판을 거치하지 않고, 임시로 잭만 꽂은 상태로, 기존 납산 배터리를 바이크에서 분리했다.
배터리가 원래 규격보다 큰 것이 꽂혀 있었던 듯하다.
너무 꼭 끼워져 있어서 빼내는데 애를 먹었다.

겨우 빼내고 LFP 배터리 팩과 크기 비교를 하였다.
기존 납산 전지도 10A 급이고 사진 상의 LFP 팩도 10A 급인데 크기를 비교해 보라.
YTX12-BS라고 되어 있어서 12A 급이라고 생각할 수 있으나 저 배터리 용량은 10A 이다.

다행히 높이도 거의 똑같다.

이런, 그런데 문제가 생겼다.
LFP 팩의 단자간 간격이 너무 좁아서 쇼트나기 딱 십상이다. ㅠㅠ
오늘은 대충 연결만 하여 실험해보고 단자 연결 방법을 조금 더 고민해보기로 했다.

절대!
이 글을 보고 있는 분들은 저대로 연결하면 안된다.
혹시 볼트가 풀려서 돌아가더라도 단자간 쇼트가 나지 않도록 대책을 세운 후 연결하여야 한다.

우선 위와 같이 임시로 고정해 놓고 시동 테스트를 하기로 했다.
아까 납산 전지가 들어가 있을 때 빡빡했던 공간과 비교해 보라.

과연 일발 시동???
은 개뿔...
이 바이크가 원체 캬브레터와 점화플러그 상태가 안 좋아서 시동성이 안 좋던 바이크였다.
게다가 지난 12월23일 후에 벌써 한달 보름 가량 세워 놓은 터라 시동이 잘 걸릴리 만무했다.
그래도 시동 소리가 너무나 경쾌하다.
처음 시동 시도할 때 보다, 시동을 시도하는 회수가 증가할 수록 엔진에 오일이 순환되어서 부드러워지니까 시동 회전수가 증가하는 소리를 들을 수 있다.
시동 회전수가 높다는 것은 중요한 의미이다.
즉,
배터리는 시동 중에 시동 모터 뿐아니라, 스파크를 튀겨 주어야 하는데, 만약 전력이 모자라서 전압이 낮아질 경우, 시동 회전수가 낮아질 뿐 아니라 점화 불꽃도 약해지기때문에 시동성이 더욱 떨어짐을 의미하기 때문에,
시동 회전수가 높다는 것은, 스파크도 강력하게 발생시키고 있다는 것을 의미한다.
게다가 주위 온도가 영하 6도를 넘나드는 상황임을 고려하면, 이는 본 LFP 배터리팩이 납산 전지에 비해 우월함을 의미한다.

그러나 이렇게 경쾌하게 시동모터가 돌아가는데도 불구하고 시동이 걸리지 않아서 녹화를 중단하고 계속 시동 걸기를 시도했다.
상술했다시피, 이 바이크는 가져올 때부터 점화계통과 캬브레터가 썩 상태가 좋지를 못했다.

이러다가 시동 모터가 과열로 나갈 것 같아서 쉬었다가 다시 시동 걸기를 반복하기를 몇 분...
결국 시동이 걸렸다!

시동을 걸고 나서 다시 시동을 끄고 시동을 다시 거는 모습을 녹화했다.

ㅋ. 저 경쾌한 시동소리~

물론 캬브레터 상태와 플로그 상태가 안 좋아서 냉간 시동 시에는 저렇게 곧 다시 꺼지는 상황이 발생하기는 했지만, 시동 소리가 너무나 경쾌하다.
배터리가 아주 상태가 좋다는 의미이다.
시동이 걸린 후에 배터리에 인가되는 전압은 13.5V 정도.
셀당 3.38V 정도이므로 적절하다.
원래 리튬계열 전지는 만충을 하면 오히려 배터리 수명에 좋지 못하므로 4S에서 원래의 만충 전압인 14.8V(셀당 3.7V)가 바이크에서 안 나오는 것이 차라리 다행이다.
이 정도 전압이면 배터리를 아주 건강하게 오래 사용할 수 있을 것 같고, 여러 개의 4S 팩을 병렬로 연결한 경우에도 배터리 팩에 대용량의 전류가 유입되어 충전되는 문제로 인하여 바이크의 발전 계통을 손상시키는 일은 없으리라 판단된다.
굿!

이렇게 몇번이고 엔진을 껏다가 다시 시동을 걸었는데도 불구하고 배터리는 상태가 좋았다.
여러 번 테스트를 해본 후에 다시 배터리를 쇼트 안나게 조심스럽게 분리하여 집으로 가지고 간 후, 충전기에 걸어서 만충을 했다.
지난 주에 만충을 했었으므로 추가로 충전되는 양이 금번 시동 테스트에서 소모된 양이다.
충전 전에 측정한 배터리팩의 전압은 13.29V.

이 상태에서 충전을 한 결과 14.8V까지 1.2A가 충전되었다.

즉, 영하 6도에서 시동이 잘 안걸리는 바이크를 몇분간 시동모터를 돌린 결과 1.2A를 사용했다는 의미이다.
시동 걸린 후에는 충전이 되었을테니 그것을 감안해도 최대 2A 이내, 즉, 배터리 용량의 20% 이내에서 사용한 것이다.

첫 동영상 이후에도 걸리지 않은 엔진 덕분에 한참 시동을 시도한 결과로보면, 이 배터리팩으로는 어떠한 경우에도 시동을 걸어주는데는 문제가 없을 것이라 보인다.

단, 내 바이크는 4기통 400cc 짜리이고 본 배터리팩의 최대 방전량은 5C 여서 50A 가량을 시동에 사용할 수 있는 것이었으므로 좀 더 대 배기량 바이크는, 본 팩을 하나 더 병렬 연결하여 100A 방전을 시킬 수 있도록 구성하면 1000cc가 넘어가는 바이크도 문제없이 시동할 수 있을 것이라 보인다.

마지막으로 CB400 VTEC1의 1000rpm 정도까지 회전수가 올라가는 소리이다.
현재 상태는 아이들링이 불안정하고 시동이 힘들지만, 그것은 점화플러그 교체와 캬브레터 청소로 해결가능할 것이다.
엔진에 크랭크샤프트 등 손상만 없으면 되는데, 그런 문제는 없는 것 같다.

역시 나는 4기통 바이크의 엔진소리가 좋다. ^^

Leonard.