현대인의 생활필수품이 된 자동차에는 첨단 기능을 위한 수많은 부품과 장치들이 탑재됩니다. 이 번 글에서는 자동차에서 가장 기본적인 전기 장치인 배터리, 알터네이터, 배선, 릴레이, 퓨즈에 대해 자세히 알아보도록 하겠습니다.
배터리 (Battery)
자동차의 배터리는 차량의 스타트 모터를 구동하여 시동을 거는 역할을 하는 12V 전원입니다.
마일드 하이브리드나 플러그 인 하이브리드 차량에는 직류 모터를 구동하기 위한 별도의 리튬이온 배터리가 장착되지만 모든 차량에 공통적으로 기본 배터리가 탑재되어 시동을 걸고 상황에 따라서는 스탑 앤 고(Stop and Go) 기능에도 관여를 합니다.
시동 전에 라이트, 도어, 라디오, 에어컨 등 각종 전기/전자 장치가 작동하도록 전원을 공급하지만 시동 후에는 뒤에서 설명할 알터네이터가 그 역할을 수행하게 됩니다. 배터리의 종류는 크게 3가지로 나누어 생각할 수 있습니다.
MF 배터리 (Maintenance Free Battery)
유지보수가 필요 없는 밀폐형 구조로 배터리 액이 증발되지 않기 때문에 증류수의 보충도 필요 없고 관리가 쉬운 배터리입니다.
따라서 가격도 상대적으로 저렴하며 배터리 상단에 인디케이터를 설치하여 배터리 상태를 확인할 수 있는 제품도 있습니다. 보통 초록색은 정상, 검은색은 충전이 필요하다는 신호이고 흰색이 나타나면 점검 또는 교체가 필요합니다.
EF 배터리 (Enhanced Flooded Battery)
ISG(Idle Stop and Go) 스탑 앤 고 기술을 적용하면 시동을 껐다 켰다가 반복하기 때문에 상대적으로 고성능 배터리가 필요하게 되는데 EF 배터리는 이것을 대응하기 위해 사용하게 된 배터리입니다.
배터리 극판 사이에 카본 등의 첨가물이 포함된 폴리에스터 직조포를 삽입하여 제작하는 고성능 배터리입니다. MF 배터리 보다 2배 긴 수명으로 배터리의 가격은 더 증가합니다.
AGM 배터리 (Absorbent Glass Mat Battery)
극판 사이에 흡수성을 향상한 유리섬유 소재의 매트를 삽입하여 충전과 방전 성능을 더욱 강화한 배터리입니다.
가격이 MF 배터리 보다 2배 고가이지만 고성능에 충전이 빠르고 무엇보다 수명이 3배나 깁니다. 기본 배터리 기능 이외에 ISG 스탑 앤 고 기능과 회생제동 기능까지 대응할 수 있습니다.
알터네이터 (Alternator)
이전에 자동차에 사용되었던 직류 발전기 제너레이터(Generator)는 발전 효율이나 내구성의 문제로 현재 대부분의 자동차에는 교류 발전기인 알터네이터(Alternator)가 사용됩니다.
시동 엔진에서 전달된 회전 에너지를 코일과 자석으로 구성된 발전 장치에 의해 전기에너지로 변환하는 기능을 하는 알터네이터는 점화 플러그, 전조등을 포함한 차량의 모든 전기/전자 장치에 전기를 공급합니다.
많은 분들이 시동 후에도 배터리가 차량 전체에 전기를 공급한다고 잘 못 알고 있지만 알터네이터가 그 역할을 하며 남는 전기는 배터리를 충전하는 데에 사용합니다.
따라서 알터네이터에 문제가 생기면 전기 발전이 중단되므로 배터리를 통해 모든 전기 전자 장치가 작동하게 되고 결국 배터리가 방전되면서 차량이 정지하게 되는 심각한 상황이 발생합니다.
자동차 배선
자동차 배선의 가장 독특한 특징은 차체 전체를 접지 단자로 사용한다는 것입니다.
도체인 금속으로 만들어지는 차체에 배터리의 -단자를 연결하여 자동차 내부 어디에서나 도장이 안 되고 금속이 드러난 부위에 전선을 연결하면 배터리 - 단자에 연결한 것이 되므로 설치할 장치에 + 단자 선만 끌어와서 배선하면 됩니다.
따라서 + 단자 선이 자체에 닿아 단락(Short Circuit) 되지 않도록만 주의하면 자동차에 전자/전기 장치를 설치하는 것은 상대적으로 매우 편리한 것입니다.
릴레이 스위치 (Relay Switch) / 퓨즈 (Fuse)
릴레이 스위치와 퓨즈는 차량의 엔진룸 우측, 운전석 대시보드 좌측, 운전석 풋 레스트, 트렁크 등에 위치한 퓨즈 박스에 모아져 설치되며 전기회로 제어와 보호 기능을 수행합니다.
릴레이 스위치
자동차에는 상당히 많은 릴레이 스위치가 장착되어 다양한 전기 회로를 제어합니다.
릴레이 스위치는 전기 신호를 받아 전기 기기를 선택적으로 작동시키는 역할을 하는데 전자식 릴레이 스위치는 전자회로를 이용해 작동하며 전기식 릴레이는 전기자석을 이용하여 작동합니다.
또한 단자 수에 따라서 4P, 5P, 8P 등 다양한 종류의 릴레이 스위가 있으며 사용 전압, 스위치 전압, 정격 전류에 따라서도 여러 가지 종류로 구분됩니다.
주어진 특정 조건에 따라 전기/전자 장치들이 작동하거나 꺼지도록 할 수 설정할 수 있기 때문에 자동차 DIY 작업에도 자주 사용되는 스위치입니다.
퓨즈
퓨즈는 단락이나 특정 장치의 고장으로 인해 과전류가 발생할 경우 이를 차단하여 차량과 주요 장치를 보호하는 부품입니다.
퓨즈는 전류 용량에 따라 2A, 5A, 10A, 20A, 30A 등을 표기하고 혼동하지 않도록 색상까지 다르게 합니다.
퓨즈는 해당 회로를 흐르는 전류가 규정 이상으로 과도하게 커지면 두 단자를 연결하고 있던 얇은 선이 주울열에 의해 녹으면서 회로를 차단합니다.
자동차용 퓨즈는 보통 다양한 컬러의 플라스틱에 두 금속 단자를 얇은 선으로 연결하는 타입으로 차량 모델에 따라 크기가 다르니 구입 시에 유의해야 합니다.
갑자기 전자/전기 장치가 작동하지 않는 경우 차량 사용설명서에서 퓨즈 위치를 확인하고 단선 여부를 먼저 확인하는 것이 좋습니다. 각 퓨즈 박스의 커버에도 퓨즈에 대한 설명이 표기되어 있습니다.
퓨즈의 단선 여부는 플라스틱 부분을 조명에 비추면 눈으로도 확인이 가능하나 멀티미터로 통전 테스트를 하는 것이 정확합니다.
교체 시에는 반드시 동일한 전류 용량의 퓨즈로 교체해야 하며 교체 후 다시 퓨즈가 끊어지거나 장치가 작동하지 않으면 심각한 문제일 수 있으니 정비소를 방문하여 전문적인 조치를 받는 것이 좋습니다.
