자동차부품, 배터리에 대해서 (3)

자동차부품, 배터리에 대해서 (3)

 지난 글에 이어서 배터리의 수명에 관련해서 더 알아보고 배터리와 밀접한 연관히 있는 발전기에 대해서 알아보겠습니다.

(3) 자동차 배터리 수명연장 방법

 그렇다면 배터리를 어떻게 사용해야 수명이 연장되는지 알아보겠습니다.

1. 겨울과 같은 기온이 낮은 곳에서 배터리를 사용을 안하게 된다면 더 쉽게 방전이됩니다. 그러므로 겨울에는 매일 약 30분 정도씩 주기적으로 운행을 하는 것이 좋습니다.
2. 배터리 주변에 이물질을 제거 해야 합니다. 일부 이물질들이 배터리에 쌓여 있을 경우 배터리 단자의 접촉 불량이 발생이 될 수 있습니다.
3. 주행 후 주차한 뒤 점등장치와 실내등, 히터 에어컨 등등의 작동 상태를 확인해야합니다. 블랙박스와 네비게이션 등에 의해 방전 될 가능성이 있으므로, 배선의 피복 상태를 확인하여 암전류와 같은 것에 의한 방전을 예방해야 합니다. 블랙 박스와 같이 상시전우너을 사용 할 경우 별도 상시전원용 충전장치를 부착하여 배터리의 방전을 방지해야하고 전원 차단장치가 없는 기기는 장시간 운전할 일이 없을 경우 전원선들을 뽑아 두어야합니다.
4. 자동차 배터리가 방전이되어 배터리 점프와 같은 방법으로 시동을 걸었다면 적어도 20분~30분 이상 운전을하여 배터리를 어느정도 충전시켜야합니다. 하지만 한번 방전되었던 배터리는 기능이 떨어져서 기온이 낮을 경우 쉽게 방전이 될 수 있으니 주기적으로 점검을 해야하고, 시동이 한번에 걸리지 않거나 실내등이 약한 경우 및 각종 전기제어 시스템들이 불안정한 경우는 배터리를 교체해 주면 좋습니다.
5. 자동차 배터리는 앞서 말했듯 저온에 오랫동안 방치하면 방전이 되고 내구성이 떨어집니다. 그러므로 장시간 운전을 안하고 주차를 해놓을 경우 실외보단 실내 주차장에 주차해 놓는 것이 좋습니다.
6. LPG자동차와 디젤 자동차의 경우 온도가 낮은 지역에서 운전을하게 되면 연료의 동결현상에 의해 시동이 걸리지 않는 경우가 종종 있습니다. 그러므로 점검을 해야하고 점검 후 시동을 걸어 배터리 내구성을 유지해야 할 필요가 있습니다.
7. 겨울철 영하 10도 이하로 기온이 많이 저온인 상태에서는 성능이 약 10%~20%정도 까지 떨어지게 됩니다. 그러므로 수시로 점검하고 항상 청결하게 유지해야 배터리의 수명이 늘어납니다. 배터리를 요염된 상태로 방치해두면 배터리의 수명이 단축이 됩니다.
8. 2개월 이상 장시간 운전을 안할 경우 자연 방전을 피하기위해 배터리의 마이너스 단자를 분리해 두는 경우도 있습니다. (차량에 따라 다르겠지만 마이너스 단자를 분리하고 다시 재연결 할 경우에 시계와 오디오를 재설정 해야하는 경우가 있습니다.
9. 소비 전력이 많은 전기제어 시스템을 설치 할 경우 그에 맞게 배터리의 용량을 키워야합니다.

4. 발전기에 대해

 배터리가 방전이 되고 그것을 충전해 주는 역할을 해주는 것이 발전기라고 했습니다. 배터리를 설명하기에 큰 비중을 차지하는 발전기에대해 알아보겠습니다.

(1) 발전기(Generator)란

 자동차가 주행하기 위해서는 반드시 전력이 필요합니다.  그 전력을 만들어주는 것이 발전기고, 제너레이터 혹은 알터네이터(alternator)이라고 부르기도 합니다. 발전기는 쉽게 말하면 충전장치를 말합니다. 그렇다면 어떻게 충전을 해주는 걸까요. 답은 엔진이 회전하는 힘의 일부를 전력으로 변환하여 충전을 해주는 것입니다.

(2) 발전기의 구조

 발전기가 엔진이 구동하여 발생되는 회전력을 전기 에너지로 변환하는 장치라고 했는데, 어떤 구조로 이런 변환이 가능한 것인지 알아보겠습니다.

-전기에 대해

 전원의 종류는 교류 전원과 직류 전원이 있습니다. 교류 전원은 주기적으로 플러스와 마이너스가 변화하는 반면, 전기의 방향이 변화하지 않는 것을 직류 전원이라고 합니다. 가정용 전자 제품은 교류 전원으로 작동하지만 자동차에 사용되는 전기시스템은 모두 직류 전원으로 동작하고 있습니다.

 오래전부터 사용되어 온 발전기는 일명 직류 정류 발전기라고 해서 단독으로 직류 전원을 발전하지만, 발전기는 교류 전원을 발전시켜 직류 전원으로 변환하는 방식을 하고 있습니다. 

 발전기가 더 낮은 엔진 회전 수에서 안정적인 전력 공급을 하고있기 때문에 현재 거의 모든 차량에 발전기가 탑재되어 있습니다. 

-로터 고정자

발전기를 구성하는 고정자라고 하는 링 안쪽을 로터가 엔진 동력으로 회전하여 발전합니다. 고정자와 로터의 각 코일 (가느다란 전선)이 겹겹이 감겨져 이 코일의 권수로 발전 전류 (암페어)가 바뀝니다. 

 즉, 30A 표시의 발전기보다 50A 쪽이 코일의 권수가 많아 더 발전 능력이 높은 발전기라고 할 수 있습니다.

-다이오드

 고정자에서 발전된 교류 전원은 다이오드라는 부품을 통해 정류함으로써 직류 전원으로 변환합니다. 다이오드는 한방향으로 전류를 흘리는 성질을 가진 반도체입니다. 그 성질을 이용하여, 플러스와 마이너스가 섞인 물결 같은 파형을 갖는 교류 전원에서 마이너스의 물결만을 절단하여 직류 전원으로 변환합니다.

-IC 레귤레이터

 엔진의 회전 수가 올라가면 발전기의 회전수도 올라가 발전하는 전류, 전압 모두가 증가하게됩니다. 승용차의 전기시스템은 12V (정확하게는 14V 전후)에서 작동하고 있기 때문에, 그 이상 과도한 전압이 걸리면 기기들을 손상시켜 버립니다. IC 레귤레이터는 발전되는 전압을 일정하게 공급하는 역할을 가지며 자동차 제어기기를 안정적으로 동작시킬 수 있게 해줍니다.

(3) 발전기가 고장이 나면

 자동차가 시동이 켜지고 유지되기 위해선 연료, 공기, 전기 등이 필요한데 여기에서 전기를 담당하는 것이 발전기입니다. 발전기에 문제가 생기면 보통 과충전과 저충전 두가지로 나뉩니다. 보통 승용차의 전기시스템은 12V정도인데 12V일 경우 발전기의 정상적인 충전 전압은 14V전후 입니다. 그 이상이거나 이하로 떨어지면 발전기를 교체해야 합니다.

 발전기의 전압이 낮을 경우 전기가 부족하게 되어 차량마다 조금씩의 시간차는 있겠지만 결국엔 주행하다가 멈춰버리게 될 수 있습니다. 그리고 전압이 높을 경우 과전압으로 인하여 자동차의 센서라든가 전기 장치들이 고장이 날 가능성이 있습니다. 그 외에 배선에 무리가 가서 퓨즈가 끊어 지거나 ECU와 같은 장치들이 고장이 날 수 있습니다. 문제의 크기로 따지자면 발전기만 교체하면 되는 저전압보다 주위 다른 기기들 까지 고장이 날 가능성이 있는 고전압이 더 문제가 됩니다.

 그렇다면 발전기가 고장이나면 어떠한 일이 생기는지 알아보겠습니다.

-경고등이 점등이 됩니다.

 자동차의 계기판에 경고등이 켜집니다. 경고등은 저번글의 배터리의 경고등과 같은 모양이며 처음 시동을 거는 순간에는 점등이 되지만 완전히 시동이 걸릴 경우 소등이 되면 정상입니다.

-엔진 출력이 저하되어 시동이 불가능해집니다.

 발전기가 고장 나면 배터리를 충전 할 수 없기 때문에 셀 모터를 돌릴 수 없어 엔진을 시동 할 수 없게되어 버립니다. 또한, 주행 중에 고장 나면 계기판에 배터리 표시등이 켜집니다.

 갑자기 엔진이 정지하는 것은 아니지만, 발전기에서 전력 공급이 안되기 때문에 계속 주행 할 수 없게 됩니다.  ECU, 인젝터, 점화 플러그 등의 필요 전력을 모두 배터리로 조달하게되기 때문에 배터리에 남은 전압이 일정 이하가 되어버리면 엔진이 정지하게 됩니다. 

 발전기가 고장난 상태에서는 엔진의 성능이 발휘 될 수 없기 때문에 엔진이 정지하기 전에 신속하게 안전한 장소로 차를 이동시켜야 합니다.

-베어링과 벨트 등에서 소음이 납니다.

 발전기에서 나오는 소리에도 주의를 기울여야합니다. 발전기가 회전 할 때 베어링과 벨트가 마모되어 있으면 소음이 나옵니다. 베어링이나 벨트에 이상이 생겨도 당장 큰 문제는 되지 않지만, 방치하면 큰 사고로 발전할 우려가 있습니다.

(4) 발전기의 상태이상 증조

 위에서 봤듯이 고장이나면 운전이 어려울 정도로 문제가 발생이 됩니다. 그렇다면 고장나기 전에 증조는 뭐가 있을지 알아보겠습니다.

1. 계기판에 경고등이 점등 됩니다.
2. 베어링과 벨트에서 나는 소음이 납니다.
3. 배터리를 갈아도 빠르게 방전이 됩니다.
4. 라이트 밝기가 일정하지 않거나 깜빡거리는 등 이상이 발생합니다.
5. 블랙박스, 네이게이션 등 전자기기 등의 밝기가 일정하지 않거나 깜빡거립니다.
6. 에어컨이 제대로 작동하지 않습니다.
7. 배터리의 전력이 낮아 시동이 한번에 걸리지 않거나 시동이 걸렸지만 주행중에 꺼질 수 있습니다.