자동차 배터리 종류와 방전 구조

자동차에 사용되는 모든 부품은 보수가 가능한 장치와 보수가 불가능한 장치로 구분할 수 있다. 우리는 보통 이 2가지를 분리할 때 보수형과 무보수형으로 부르고 있다. 자동차 배터리 또한 자동차를 구성하고 있는 수많은 부품 중 하나이기 때문에 보수형 배터리와 무보수형 배터리로 나눌 수 있다. 

 

1. 보수형(개방형) 배터리 : PT배터리(Plastic Twelve Battery)

 

보수형 배터리의 경우 겉면(배터리 케이스)에 배터리액을 확인할 수 있는 상한선과 하한선이 표시되어 있다. 자동차가 'Key on' 상태나 'Start on' 상태로 접어들면 배터리는 이때부터 본격적인 전력 공급을 위해 일을 한다. 배터리가 작동하서 발생하는 화학 작용으로 인해 시간이 흐르면 배터리액(전해액)은 자연스럽게 줄어든다. 그러므로 배터리 케이스에 표시된 범위내에서 배터리액(전해액, 증류수)이 적정선으로 유지되도록 정기적으로 점검해야한다. 만약 배터리액(전해액, 증류수)이 부족하다면 보충해서 배터리를 유지 관리해야 한다. 

 

보수형 배터리는 충전 중에 배터리 내부에서 화학 작용으로 인해 수소 가스가 발생한다. 만약 충전 시스템에 문제가 생겨 과충전이 진행되면 과도하게 압력이 높아진다. 이때 내부 압력을 낮추기 위해 상단 뚜껑에 달린 작은 구멍에서 가스를 방출한다. 과충전으로 인해 수소 가스가 대량으로 생산되면 내부 압력 유지를 위해 가스는 저절로 방출되고 결국 이로 인해 전해액 또한 동일하게 양이 줄어들게 된다. 

 

물론 지금 시중에서 판매중인 배터리들은 안전 장치가 잘 구성되어 있어서 안전성이 많이 좋아졌지만 보수형 배터리의 경우 얘기가 조금 달라진다. 위에서 언급했듯이 배터리의 전해액이 줄어드는 현상은 화학 반응으로 자연스럽게 발생할 수 밖에 없다. 그러나 전해액의 양이 극단적으로 줄어든면 수소 폭발의 위험성이 생기기 때문에 보수형 배터리는 항상 정기적인 점검이 필요하다. 

 

자동차 배터리 중 배터리액(전해액, 증류수)을 보충해주는 일반 배터리는 PT(Plastic Twelve)라고도 한다. 보수형 배터리 혹은 납축전지라고 칭한다. 6개의 캡을 통해 부족한 증류수를 보충하면서 사용할 수 있게 만든 배터리다. 납축전지에는 묽은 황산으로 된 배터리액이 들어 있다. 충전을 하거나 방전을 하면 배터리액은 자연적으로 증발하게 된다. 이 때문에 주기적으로 증류수를 보충해야하며 기온이 급격히 떨어지는 겨울철은 외부 온도의 영향을 받아 배터리액의 비중이 낮아져 시동이 잘 걸리지 않는 단점을 가지고 있다. 

 

2. 무보수형(밀폐형) 배터리 : MF배터리(Maintenance Free Battery)

 

보수형(개방형) 배터리는 안전성과 효율성 부분에서 상당히 저평가 받고 있어서 지금은 더 이상 제조되지 않는다. 단점이 훨씬 많다는 이유로 요즘 나오는 배터리들은 대부분 무보수형 배터리다. 무보수형(밀폐형) 배터리는 보수형(개방형) 배터리의 단점을 보완하고 업그레이드된 목적으로 탄생했으며 외부 공기와 마주칠 일이 없어서 기판의 수명이 길다는 장점이 있다. 

 

보수형 배터리와 다르게 배터리액(전해액)을 보충할 필요가 없고 유지 보수를 해야 하는 주입구 또한 없다. 밀폐형 구조로 전해액의 양을 점검할 수 없고 점검할 필요가 없는 배터리다. 배터리가 충전 중에 화학 반응으로 수소 가스가 발생하면 내부에서 다양한 환원 장치를 통해 전해액으로 복귀 시키는 원리를 지니고 있다. 

 

밀폐형 구조로 되어 있어서 내부에 배터리액(전해액) 양을 들여다 볼 수 없다. 배터리 상태를 체크하기 위해서는 전압을 측정하거나 배터리에 설치되어 있는 비중계로 확인할 수 있다.

 

MF배터리(Maintenance Free Battery)는 묽은 황산 대진 젤 상태의 물질을 사용한다. 내부 전극의 합금 성분에 칼슘 성분을 첨가해 배터리액이 잘 증발하지 않는다. 따라서 증류수를 보충해줄 필요가 없어서 유지 보수면에서 편리하다. 또한 납축전지와 같이 자주 관리할 필요가 없기 때문에 수명 또한 훨씬 길어졌다. MF 배터리는 수명이 끝날 때까지 유지 관리가 필요 업슨 무보수 제품으로써 성능과 수명 부분에서 PT 배터리보다 훨씬 우수하다. 

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1. SLA 배터리(납축전지) : SLA(Sealed Lead Acid Battery)

 

자동차에 기본적으로 장착되어 있는 무보수형(밀폐형) 배터리의 종류 중 하나다. 별도의 유지 보수가 필요 없어서 신경 쓸 부분이 없다. 보수형(개방형) 배터리의 경우 배터리액(전해액)을 보충하며 유지 관리를 해야하지만 무보수형(밀폐형) 배터리를 그럴 필요가 없어서 수명이 다하면 단순히 교체 작업만 하면 된다. 

 

무보수형(밀폐형) 배터리라고 해서 내부에 배터리액이 외부로 유출 되지 않는 것은 아니다. 만약 배터리가 넘어지면 전해액이 흘러 나올 수 있으므로 취급 시 주의해야한다. 그리고 배터리 성능이 완벽할 정도로 훌륭하진 않아서 차량 관리에 따라 과충전 및 과방전이 자주 발생할 수도 있다. 이 배터리의 치명적인 단점은 9.6V 이하로 방전이 되면 충전을 하더라도 다시 살리는게 불가능하다. 배터리의 수명은 대략 3년~5년 정도 하기 때문에 주기적으로 교환하는 소모품에 속한다. 

 

2. EFB 배터리 : EFB(Enhanced Flooded Battery)

 

기존에 사용되면 일반적인 SLA 배터리를 보완하고 업그레이드 된 버전이다. SLA 배터리와 비교했을 때 15% 정도 성능이 좋다고 알려져 있다. 또한 수명이 2배 정도 높기 때문에 교체 주기가 짧은 편이다. 그러나 업그레이드 된만큼 일반 배터리에 비해 가격이 조금 높다. 

 

EFB배터리의 구조는 내부에 폴리에스터 직조포를 이용한 재료가 들어간다. 이로 인해 전체적인 배터리의 성능을 높였다. 시동 능력이 우수하고 충전 및 방전 수명 또한 길다. 100% 완전 방전하고 충전하는 경우 배터리 운동 사이클은 약360회 정도 된다. 

 

3. AGM 배터리 : AGM(Absorbent Glass Mat Battery)

 

지금까지 배터리의 개발 단계 중 가장 성능이 좋은 배터리다. SLA 배터리보다 30% 이상 높은 성능을 지닌다. 수명 또한 3배 정도 길며 충방전량이 많은 차량에서 유리한 배터리다. ISG(Idle Stop&Go) 기능이 있는 요즘 차량은 신호 대기나 정차 상황에서 시동이 꺼졌다 출발할 때 잦은 시동이 발생한다.  AGM 배터리는 이런 차량에서 높은 수명을 보장하고 효율성 높은 전력 공급이 가능하다. 

 

물런 앞에서 설명했던 SLA, EFB 배터리보다 2배정도 가격이 비싸다. 배터리 내부는 전해액이 없는 대신 전해 물질이 포함되어 있는 유리 섬유 매트 격리판이 장착되어 있다. 유리섬유 매트는 전해액 손실이 거의 없다는 장점이 있어서 내구성이 훌륭하다.

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배터리 구매할 때 주의할 점

 

1. DIN 타입과 일반 타입 배터리

요즘 배터리를 직접 교환하시는 분들이 많이 보이는데, 작업하기 전에 꼭 확인해야하는 부분이 있다. 배터리를 구매할 때 DIN이라고 표시된 배터리는 배터리 단자가 배터리 표면의 높이와 단자의 높이가 같은 경우 해당된다. 반대로 일반 타입의 배터리는 배터리 단자가 배터리 표면보다 더욱 위로 돌출되어 있다. 

 

DIN 타입과 일반 타입 배터리를 구분하는 이유는 차량의 전극 연결 부분에 설계와 관련이 있다. 일반 타입 배터리가 장착된 차량에 DIN 타입의 배터리를 장착하려고 하면 배터리 단자의 높이 차이로 애초에 교환 자체가 불가능해진다. 그러므로 본인 차량에 어떤 배터리가 장착되어 있는지 모델 넘버부터 확인하는 게 첫 번째 순서다. 

 

DIN 타입은 배터리 단자가 배터리 표면과 단자의 높이가 동일하다. 

일반 타입은 배터리 단자가 배터리 표면보다 더욱 위로 돌출되어 있다. 

 

2. 단자의 위치

배터리를 교환하기 위해 검색해보면 DF90L, DF90R과 같이 모델명 끝에 L/R이 표기된 것을 볼 수 있다. 숫자는 배터리의 용량을 뜻하고(90A) 그 뒤에 붙은 L/R은 배터리의 +극 의치를 의미한다. 배터리를 직접 교체하고 싶다면 (+)극 단자의 위치도 중요하기 때문에 미리 알아두어야 한다. 

 

(+) 극이 왼쪽에 있으면 L

(+) 극이 오른쪽에 있으면 R

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