자동차전기를 보는 지식
제가 제시하는 것은 경험이나 상식이 아니라 자동차전기에 대하여
올바른 지식을 제공하기 위함입니다.
1. 전기의 종류
○ 자동차에는 4종류의 전기적 신호들이 있는데
가. 1차전기 : 배터리(12V)와 알터네이터가 만들어 내는
전기
(14V~15V)
나. 2차전기 : 1차전기에 의해 만들어지는 2차전
기(5V)
다. 전기신호 : 2차전기에 의해 생성되는 각종
전기신호(아날로그
와 디지
털)
라. 3차전기 : 전기장치들이 작동하면서 생기는 불필요한
전기로
간섭전기
또는 파생전기라고도 할 수 있음.
2. 전기 생성 과정
○ 1차전기인 배터리는 순수한 DC전기(직류)입니다.
알터네이터에서 나오는 전기는 AC(교류)를 DC로 만들어 배터리와
전기장치에 공급하므로 순수한 DC가 아니라 맥류가 석여 있는 DC이며,
엔진이 돌아가야만 만들어 집니다
그리고 2차전기인 5V는 1차전기를 이용하여 정전압 안전회로에 의해
만들어지며, 각 센서에서 생성되는 신호는 아날로그 성분(파도와 같은
파형이 있는)의 신호들이지요.
○ ECU가 만들어 내는 신호는 디지털성분(구형파)의
신호들입니다.
3. 배터리와 알터네이터 관계
가. 전기의 성질
시동을 걸 기전에는 배터리가 라디오 미등 시가 자동도어
리모컨장치 등여러 가지 전기장치에 전원(電源)역할을 하다가 시동이
걸리고 나면 그동안
방전(放電)된 량만큼 보충만 하고 알터네이터에 임무를 자연스럽게
넘겨줍니다.
이유는 “DC전기부하는 높은 전압에 동작한다”는 전기성질 때문인데
만일 에 알터네이터가 불량으로 알터네이터가 만들어내는 전압이
배터리전압보다 낮으면 알테네이터는 무용지물이 되면서 오히려
전기를 소비하는 부하(負荷)가 되어 버립니다.
그래서 알터네이터가 망가져도 배터리가 방전이 다 될 때까지
운전자는 모르고 차를 운행하는 경우도 있습니다.
나. 전기 용량
배터리 용량을 키우려면 원칙적으로 알터네이터 용량도 키워야
합니다.
알터네이터는 배터리충전에 사용됨과 동시에 자동차 전기부하 전체에
전원으로 사용되므로 많은 전기부하가 알터네이터에 걸리는
것이지요.
전기선의 긁기도 바꾸어 주어야 하고요.
그래서 알터네이터가 약하면 배터리 충전이 잘 안되므로 배터리수명이
쉽게 나빠 질 수가 있습니다.
다. 메이커가 전기용량을 키우지 못하는 이유
메이커가 배터리, 알터네이터 및 전기선로 등의 용량을 키우지
못하는 이유는 생산단가와 차 무게 때문입니다.
따라서 메이커가 자동차전기를 설계할 때는 최대(끝이 없음)가 아닌
최저선을 찾아 약간의 마진을 두고 설계한다고 생각하셔야
합니다.
4. 전기가 약하면 생기는 사례
가. 연비 힘 소음 배출가스에 영향을 줌
나. 에어켠을 켜면 힘이 떨어지고, RPM이 흔들림
다. 진동이 심해지고, 시동이 꺼짐
라. 오디오 상태(음질, 음량)가 좋지 않음
마. 노킹이 생기고 잡소리가 잘 생김
바. 부품들의 수명이 단축되고 수리를 자주 해주어야함
5. 전기변화가 자동차성능에 미치는 과정
○ 자동 창문 양측을 동시에 누르게 되면 모터가 갑자기 전류를 많이
소비하고, 에어컨을 켜면 컴프레샤가 순간적으로 대 전류를 필요로
하고 라이트를 켜도 많은 전류가 흘러야 합니다.
오디오의 경우는 소리(출력)를 높이면 그만큼 전기공급을 많이
해주어야 합니다.
○ 그래서 전기변화가 자동차에 얼마나 영향을 주는 가를
자동차오디오(최대 출력 60W)를 가지고 계수적으로 설명을
드리겠습니다.
60W(12V/5A)오디오가 제대로 출력을 내려면 공급 되어야할
전기용량은
공급전력(Wo) × η(효율) = 오디오출력(W)이
되므로
여기서 오디오효율이 85%(실제로 효율이 낮음)로
가정한다면
Wo × 0.85 = 60W
∴ Wo ≒ 70.6W가 공급되어야 합니다.
○ 60W의 앰프(오디오장치)가 최대 출력을 만들기 위해서는
알터네이터가 70.6W에 해당하는 전력을 공급 해주어야 하지만
오디오선에 흐른 전류는 70.6W÷12V≒ 6A가 됩니다.
오디오가 필요로 하는 전류보다 공급전류는 1A가 더 증가
되었습니다.
따라서 오디오 전원선 규격은 일정한데 전류가 증가하므로 선로에서
또 다른 손실(W=I²×R)이 생기므로 오디오출력은 생각보다 더
떨어집니다.
6. 결론
이처럼 전기는 거미줄 처럼 얽혀 자동차 동작에 여러 각도에서
영향을 주므로 기계처럼 단순하게 어느 부품만 가지고 설명이
안되는것입니다.
따라서 자동차전기 및 전기신호는 사람의 혈액순환과 신경계통과
같습니다.
