Sunday, September 11, 2022

CB400 용 리튬인산철 배터리팩 제작 5번째

희동이를 데려오자 마자 이미 죽어 있던 납산 배터리 대신 사용할 리튬인산철 배터리팩을 제작했다.(2018년2월)

그러나 이 팩은 사백이 배터리 박스에 들어가지 않아서, 한참 달고 다니다가 20년 4월에 32650 7암페어 셀을 이용해서 3열 21A 팩을 구성했다.

그런데 이것도 배터리 박스에 들어가지 않았고, 여기서 1열을 잘라내고 빈 케이스에 넣어서 드디어 배터리 박스에 넣을 수 있었다.(21년 9월)

그렇게 다니다가 얼마 안되어서 문제가 발생했다.
21년 10월에 배터리 팩에서 문제가 생긴 것이다.

이때는 전극을 납땜한 것이 문제였으리라 생각되어서, 만들어진 배터리는 모두 버리고, 새 리튬인산철배터리팩으로 교체하기로 했다.
새 팩을 만들기 전까지는 일반 납산 배터리를 달고 다니기로 했다.

리튬인산철 배터리 셀은 기존과 같은 메이커의 것으로 구매했다.
내가 전극을 납땜하느라 전지 내부에서 문제가 발생해서 그런 것이라 생각이 되어서 메이커 문제는 아니라고 결론을 내린 것이다.

그렇게 임시 교체한 납산 배터리로 겨우 내 가끔 20~30분 정도 시동을 걸어주었으나, 공회전으로는 하나도 충전이 안되었고 오히려 시동 걸 때마다 소모된 전기로 납산 전지는 곧 시동 불가 상태가 되었다.
사백이는 전조등만 꺼 놔도 충전 전류를 4A 정도 더 확보할 수 있는데, 전조등에 50W 백열전구가 상시로 사용되다보니 아이들 전류가 모자란다.

완방은 아니라서 납산 배터리는 떼어서 충전시켜 놓고, 그동안 도착한 리튬인산철 배터리로 다시 14암페어 팩을 구성해서 장착했다.
문제는 스팟 용접기가 얇은 전극판은 용접할 수 있었으나 내가 원하는 두꺼운 전극판 용접은 불가능하더라.

두꺼운 전극판을 용접하기 위해서는 배터리 스타터 정도가 아니라 납산 배터리 몇 개를 병렬로 연결해서 전원을 공급해주어야 했지만 당연 배터리가 그렇게 있을리가.
그래서 할 수 없이 다시 납땜을 이용하여 배터리팩을 구성해서 케이스에 넣었다.
(2022년 1월)

그렇게 올해 초에 새 리튬인산철 배터리 팩으로 교체했으나 5월에 충수염 수술, 이후 집 이사 및 이사 후 해야하는 일들로 인해서 타지 못했고,
6월 5일 수술 회복 후 처음으로 중거리 주행을 나섰다가 인제에서 클러치 케이블이 끊어져서 희동이를 놔두고 올 수 밖에 없었다.

그 다음 주인 6월 11일에 다행히도 카페 회원이 탠덤을 하고 데려다 주겠다고 하여, 희동이 있는 곳까지 가서 가져올 수 있었다.
그런데 오던 중에 또 문제 발생.
시동이 자꾸 안 걸렸다.
고속 주행을 한참 한 후라서 방전일리는 없는데.
나중에 생각해보니까 이때부터 배터리 셀이 하나 하나 문제가 생긴 것 같았다.
회원 집에 도착해서 음료수 하나 먹고 가려는데 아예 완방보다 더한 배터리 없는 상태에서 강제 시동 걸었을 때 현상 발생.
이때 비로소 배터리가 완전히 단락되었음을 알게 되었다.

회원이 납산 배터리 하나를 주어서 그것을 달고 겨우 집에 복귀할 수 있었다.
이 날 이 회원에게 큰 신세를 졌다.

그렇게 집에 와서 2018년 2월에 맨 처음 만들어 놨던 리튬인산철 배터리 팩으로 바꿔 달아 놓았다.
그 배터리 팩은 문제가 있어서 교체한 것이 아니었기때문에 지금까지 비상 용으로 보관하고 있었다.

그리고 생각해보니, 아무리 납땜으로 전극을 연결했다고 해도 이렇게 문제가 자주 생길 수 있나라는 생각이 들어서 메이커가 의심이 들었다.
사실 이 배터리 셀을 이용했다가 전해액 누출 문제가 생긴 적이 또 있었고, 이 배터리 팩도 사용하자 마자 병렬 2 줄 중에서 한 줄이 이미 사망한 것 같은 느낌을 받았었기때문이다.
배터리 팩을 제작해서 사용한 처음부터 시동이 경쾌하지 않았었다.

리튬인산철 배터리는 폭발은 하지 않더라도 완방 상태에서 충전을 하면 누액이 되면서 배터리가 손상되는 경험도 했었다.

리튬인산철 배터리는 구조 상 문제가 생겨도 폭발은 하지 않기 때문에 원래 나는 리튬인산철 배터리로 팩을 구성할 때 BMS를 쓰지 않았었는데, 이번에 리튬인산철 배터리 팩을 새로 제작할 때엔 BMS를 사용하기로 했다.
혹시나 완방이 되면 충전 시 배터리가 파손되는 것을 경험했기 때문이었다.

이번에 벌써 다섯 번 째 리튬인산철 배터리 팩 제작이다.
BMS를 사용하면 셀 별 전압 발란스를 맞춰 충전해주고, 완방되기 전에 배터리 전원을 차단해준다.
이 BMS는 4S 팩에 사용하는 것이고, 충방전을 같은 라인에서 한다.
그리고 순시 200A까지 방전이 가능하다.
이 정도면 사백이 시동은 충분하다.

그리고 여기에 사용되는 배터리 셀은 이제 기존에 사용하던 것은 제품 품질을 의심할 수 밖에 없어서 사용 안하기로 하고, 새 배터리를 알아봤다.
기존엔 32650 또는 32700의 7A 짜리 셀을 사용해서 12V 7A짜리 두 줄 병렬 14A 짜리를 사용했었는데, 이제 33140 타입 15A짜리 셀을 4개 연결하여 12V짜리 한 줄 팩을 사용하기로 했다.


주문을 넣고 제품이 왔다.
그런데 역시 스팟 용접기로는 두꺼운 전극판을 땜할 수 없었다.
집 자동차 K8 용 배터리에 물려서 스팟 용접을 해봤으나 불가했다.

포기다.
그냥 다시 납땜을 하기로 했다.
둘 중 하나다.
지금까지 겪었던 배터리 팩의 문제는 납땜과 L사 배터리라는 공통점이 있었는데, L사 배터리가 문제였었다면 납땜을 해서 전극을 연결했더라도 이 배터리 팩은 괜찮을 것이다.
 
제품을 체크해보니, 초기 충전 전압도 모두 같았다.

극판을 납땜을 하고 BMS 전선을 연결한다.

그 다음 폴리이미드 필름 테이프를 이용하여 전체를 감아서 마무리 한다.
최종 플러스, 마이너스 용 전선은 플렉시블한 실리콘 연선 12AWG로 납땜해서 빼냈고, 그 끝에는 링 터미널을 꽂고 역시 납땜으로 보강했다.
10AWG를 사용하면 좋겠지만, 납땜하기가 어려운데다가 12AWG도 순간 88A까지는 흘릴 수 있으므로 사백이 용으로는 괜찮을 것 같다.
참고로 10AWG는 순간 140A 정도를 흘릴 수 있다.

이렇게 팩을 구성해서 충전했다.
그런데 14.8A가 들어갔다.
초기 충전이 몇 암페어 되어 있었을텐데 14.8암페어???
이 배터리 셀은 진짜로 15암페어 이상의 용량인 것 같다.



이렇게 제작하고 보관할 수 밖에 없었다.
곧 이사를 갔기때문이다.
7월, 8월은 정말 주말마다 내내 집 단장에 매달릴 수 밖에 없었다.
이 단독주택은 할 일이 정말 많더라.

게다가 아직 짐 정리가 다 안되어서 뒷마당에 짐을 쌓아 놨는데, 여기에 바이크 정비 관련 공구들이 많이 들어있다.
뭣보다 체인을 교체해야하는데 관련 공구들이 여기 들어 있는 것이다.
올해는 이래 저래 바이크 타기는 틀렸다.

그래서 이 배터리팩을 나보다 급한 분에게 분양하기로 했다.
지난 번 클러치 케이블 단선되었을 때 도움을 받은 카페 회원의 사백이가 자꾸 방전이 되어서 고생을 하고 있다고 하여 해당 회원에게 드리기로 했다.
나는 연말에 하나 더 만들어서 내년에 사용해야겠다.

Leonard.

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