전기자전거 킥보드 배터리 사계절 관리 방법 (수명 유지 part 2)

오늘은 배터리 관리 방법에 관한 포스팅입니다.

전기차는 물론 전기자전거 전동킥보드 등 거의 모든 배터리는 리튬이온배터리를 사용하고 있습니다.

리튬이온배터리는 온도에 민감하여 겨울철 성능이 저하된다는 사실 많이 알고 계시죠?

그래서 오늘은 배터리를 4계절로 관리하는 방법에 대해 자세히 알려드릴게요.

우선 필자가 보유한 개인형 이동장치를 소개합니다.

전동킥보드 전기자전거 일반자전거

탈것을 좋아하는 필자는 자동차부터 오토바이, 그리고 자전거에 킥보드까지 다양하게 접하고 있는데요.

최근 전기차, 전기자전거, 전동킥보드의 2차 전지를 이용한 탈것에 대한 관심이 많이 높아지는 게 현실입니다.

그렇지만 제대로 된 관리 방법을 모르고 대충 방치하면 타시는 분들이 상당히 많은 것으로 알고 있는데요.

이는 값비싼 배터리의 수명을 매우 단축시키는 행동이므로 약간의 관리가 필요합니다.

그럼 지금부터 함께 알아보겠습니다.

우선 배터리와 셀이라는 말을 많이 들어보셨는지요? 회사에서 제품을 소개할 때 "우리 배터리는 삼성 셀을 이용하여 비교적 안전합니다."라는 표현을 얼핏 보셨을 텐데요.

그럼 배터리는 무엇이고 셀은 무엇인지 알아볼까요??

우선 전기자전거의 배터리는 이렇게 생겼습니다.

전기자전거 리튬이온 배터리

우선 배터리는 되도록 실내에서 충전하는 것을 권고하고 있습니다.

여러 가지 이유가 있겠지만 혹여나 화재 등의 안전사고 발생시 주변으로 번지는 2차 피해를 예방하기 위한 목적도 있습니다.

다른 이유로는 야외에서 충전 시 갑작스러운 소나기 등의 상황에 누전 등의 사고도 방지하기 위함이죠.

배터리 충전 중에는 충전기의 온도가 많이 상승하는데 무더운 여름 야외에서 충전시 직사광선에 노출되면 더욱 온도가 높아져 위험하죠. 

그래서 많은 이유로 배터리는 실내에서 충전을 권장합니다. 만약 자전거나 킥보드를 실내로 들여놓을 수 있는 상황이라면 굳이 분리하지 않고 그대로 충전해도 좋고요. 지하주차장 같은 서늘하고 직사광선이 없는 장소도 그대로 충전하기 좋습니다.

필자는 야외에 주차하는 관계로 배터리를 분리하여 실내에서 충전하고 있어요.

이는 4계절 모두 해당하는데요. 여름에는 온도 상승의 위험으로 실내에서 충전하며, 겨울에는 낮은 온도 때문에 실내에서 충전하죠.

대부분의 리튬이온 배터리는 5도 이하의 온도에서 충전하게 되면 셀이 고장 나기도 하고, 완벽하게 충전이 완료되지도 않습니다.

5도 이하에서느 충전이 되지 않도록 보호장치가 된 제품도 몇 있는데요. 그래서 반드시 영상 5도 이상의 환경에서 충전을 시작해야 하는데 겨울에 주행 즉시 충전하는 행위는 배터리 성능 저하의 원인이 됩니다.

따라서 겨울철 주행 후에는 배터리를 분리하여 실내로 가져온 뒤 일정 시간 해동을 한 뒤 충전을 시작하는 게 배터리 보호에 효과적입니다. (겨울을 제외한 날씨는 주행 즉시 바로 충전하여도 무방합니다.)

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또 사소한 부분이지만 배터리에 충전기를 연결하는 순서도 중요합니다.

아무 생각 없이 코드부터 연결한 뒤에 충전 단자를 꼽으면 미세한 스파크를 일으킬 수 있는데요. 이런 행위는 일시적인 쇼츠를 발생시켜 배터리의 수명이 단축될 수 있습니다.

FM의 정확한 방식은 가장 먼저 배터리 충전 단자에 충전기 단자를 연결한 후 220볼트 코드를 꼽는 것이 가장 안전한 순서입니다.

(배터리에 충전단자를 연결할 때 50볼트 이상의 고압 제품은 간혹 '파박'하는 스파크 소리가 나는 제품도 있는데 신경 쓰지 않아도 되는 부분입니다.)

그리고 충전 완료 후 배터리를 분리하는 순서는 배터리와 충전기의 연결 단자를 먼저 뽑은 뒤에 220볼트 코드를 뽑으시면 됩니다.

이 방법이 메뉴얼에서 권장하는 FM방식이에요.

만약 지금까지 코드 먼저 꼽고 충전기를 배터리에 연결하셨다면 순서를 바꾸어서 권장하는 방식으로 하시면 좋을 것 같습니다.

배터리는 비교적 고가라서 소중히 다뤄주는 편이 좋습니다.

흔히 배터리 수명이 2년이라고 말하는데 이는 대충 사용했을 때 기준이고, 제대로 관리만 해준다면 5년 이상 사용하여도 신품 대비 80% 이상의 효율을 유지하실 수 있어요.

(배터리를 대충 관리하는 경우 2년 이내로 80% 이하의 수준으로 떨어지며, 한번 저하된 성능은 다시 회복할 수 없어요)

그렇다면 셀은 무엇을 의미할까요? 셀이란 바로 이런 건전지 비슷한 작은 것 하나를 뜻합니다.

배터리 셀

우리가 그동안 흔히 사용하는 AA, AAA건전지와 많이 닮았죠? 이것을 배터리 셀이라고 부르는데요.

리튬이온 배터리는 상대적으로 크고 무거운데 외부 커버를 제거하면 속에는 이렇게 작은 셀이 촘촘하게 무수히 많이 들어있습니다.

그래서 이 셀 하나하나를 모두 병렬로 연결하여 하나의 배터리가 되는 구조인데요. 셀이 많을수록 배터리 용량이 커지게 되는 것이죠. 그래서 배터리 용량이 클 수록 셀이 많아지기 때문에 크기도 커지고 무게도 무거워집니다.

배터리 관리의 두 번째 중요한 부분은 절대로 방전을 시켜서는 안 됩니다.

리튬이온배터리는 한 번만 방전시켜도 성능이 매우 급격하게 저하되는데요 아래 사진을 함께 보시겠습니다.

배터리 셀 잔량

잔량의 표시인데요. 왼쪽부터 완충과 방전 직전의 상태까지 표시가 되어 있습니다.

배터리팩에 충전기를 꼽으면 그 속에 무수히 많이 들어있는 하나하나의 셀들이 병렬로 연결되어 충전이 되기 시작하는데요.

모든 셀들이 전부 똑같이 충전되고 똑같이 사용되면 좋을 텐데 사실 배터리라는 게 그렇지 않습니다.

여러 이유가 있겠지만 외부로부터 충격도 있고 직사광선의 노출이나 차가운 공기의 노출 등 많이 이유로 인해서 내부의 셀은 저마다 조금씩 다른 컨디션을 갖게 됩니다.

아까 설명했듯이 배터리는 낮은 기온에 매우 취약한데요. 주행 중 차가운 바람에 노출되었을 시 배터리팩 내부에서도 가장 바깥쪽에 위치한 셀들이 기온의 영향을 더 많이 받겠죠? 그런 이유로 주행 중에 배터리의 소모가 각 셀들이 모두 일정하지 않게 작동하게 됩니다.

그런데 가장 중요한 부분은 바로 방전인데요. 리튬이온 배터리는 한 번 방전하면 급격하게 성능이 떨어져서 다시 충전하였을 때 100% 완충이 되지 않고 70~80% 정도까지만 충전되어도 기계는 완충이 되었다고 인식하게 됩니다. 그래서 성능이 저하되면 완충해도 배터리가 금방 소모되는 것 같은 느낌이 드는 이유인데요.

왜 그런 현상이 일어날까요? 이 모든 셀들은 병렬로 연결되어 하나의 배터리가 되는 구조라고 설명드렸죠? 신기하게도 배터리 충전 시 셀 하나만 완충되어 100%가 되면 나머지 셀이 완충되지 않아도 배터리팩 전체는 완충이 되었다고 충전이 종료되버립니다.

그러니까 간단히 예를 들면 배터리 안에 셀이 2개가 들어있다고 가정하에 하나는 방전되어 0%가 되었고, 하나는 잔량이 30%가 남은 컨디션이라면, 충전을 시작하고 일정하게 충전이 된다는 가정 하에 셀 하나가 100%가 되면 다른 하나는 70%가 되겠죠? 그 상황에서 배터리팩 전체는 충전 완료라고 인식하고 종료가 되는 것입니다.

그래서 배터리 속 무수히 많은 셀들이 시간이 지날수록 하나 둘 고장 나기 시작하고 성능이 저하되어 완충을 했는데도 금방 소모되는 것입니다.

배터리가 손상되는 가장 주된 요소가 외부로부터의 물리적 충격과 방전입니다. 전기차의 경우 외부 충격에서 비교적 안전하지만 전기자전거나 킥보드는 외부의 충격에 노출되어 있는 편이에요. 내리고 탈 때 프레임에 있는 배터리를 발로 건드린다거나 세워둔 킥보드나 자전거가 바람에 넘어지면서 충격이 발생하기도 하고요.

아무튼 셀의 구조를 이해했으니 절대로 배터리를 방전시키지 않도록 주의하셔야겠죠? 

배터리 방전만 없이 꾸준히 타신다면 5년 이상도 좋은 컨디션으로 충분히 이용할 수 있습니다.

전기자전거 배터리 탈거

그다음 주의하실 부분은 배터리 탈거시 외부로 노출되는 단자인데요. 이 단자에 물이 들어가거나 먼지가 쌓여도 합선이나 누전의 안전사고 위험이 있습니다.

가장 안전한 방법은 배터리를 분리하지 않은 상태로 그대로 충전하는 것인데요. 필자처럼 외부에 주차하는 경우는 배터리를 분리해서 충전할 수밖에 없는데요. 충전하는 동안 소나기나 외부의 먼지 날림으로부터 보호하기 위하여 커버를 씌어두는 편이 안전합니다.

자주 분리하여 충전하시는 분들은 주기적으로 연결 단자 부위를 부드러운 솔이나 바람으로 가벼운 먼지를 제거해 주면 좋습니다.

배터리 다음 중요한 부분은 모터와 컨트롤러인데요.

배터리와 모터, 그리고 콘트롤러는 모두 작동에 가장 중요한 핵심 부분인데 핸들 부분에 있는 계기판이나 각종 스위치에 물이 들어가면 컨트롤러 고장에 직간접적인 영향을 미치게 됩니다.

전기자전거 계기판 핸들 부위

시중에 판매되는 대부분의 전기자전거나 전동킥보드는 생활방수 등급을 제시하며 방수가 가능한 모델이라 홍보하는 모습을 보았을 텐데요.

이때 방수 등급을 잘 보셔야 하는데 거의 모든 모델이 완벽한 방수를 지원하지 못합니다.

대부분은 흩날리는 가벼운 비 정도를 방수하는 수준인데요. 굵게 내리는 비나 바람과 섞여있는 비바람에는 방수 기능이 제대로 작동하지 못할 수 있어요.

그래서 주의하셔야 할 부분이 만약 물 새차를 하는 경우라면 모터의 부위를 고압 분사기로 절대 분무하시면 안 됩니다.

가볍게 위에서 아래로 흘러내리듯 물을 뿌려주는 것은 비교적 안전하고요. 계기판과 스위치가 모여있는 핸들 부위는 되도록 피하고 배터리 연결 부위도 피하는 편이 안전합니다.

물론 가벼운 물은 대부분 방수가 됩니다만 위에서 아래로 흐르는 물이 아닌 옆으로 쏘아지는 물 등 다른 방향에서 오는 물은 방수하지 못할 수 있습니다.

전기자전거 외부 주차

필자의 경우 전기자전거와 전동킥보드를 외부에 세워둘 경우 핸들 부위는 날씨가 좋아도 항상 커버를 씌어두고 있어요.

(그래도 평시에는 핸들만 씌우지만 비가 예상되는 날에는 전체 커버를 씌워 줍니다)

체인이나 프레인 등에는 비를 맞아도 상관없지만 녹 발생의 우려가 있기 때문에 우천 시에는 다 씌어주는 편이 장기적으로 좋죠.

필자는 동네 마트에 가거나 식사를 방문포장 예약해서 가져올 때에도 자전거를 이용하기에 거의 매일 타고 있어서 매번 전체 커버를 씌우는 게 귀찮아 핸들만 덮어두는 방식으로 변형된 것인데 생각보다 간단해서 좋습니다.

여러분도 전기자전거나 전동킥보드 등의 개인형 이동장치인 PM을 이용하는 중이라면 배터리 관리 방법 정도는 정확하게 인지하여 관리하시길 바랍니다.

가장 비싼 부품인 배터리를 잘 관리하여 오래오래 좋은 컨디션으로 유지하세요.

 

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2022.04.05 - [잡동사니] - 전기자전거 체인 관리 방법 (자전거 수명 유지 part 1)

전기자전거 체인 관리 방법 (자전거 수명 유지 part 1)