라이팅 시스템

안녕하세요.
추워서 뜨끈한 라이팅 시스템에 관한 썰입니다.
등장 모델이 준비가 덜되어 사진은 나중에 올리겠습니다.  

라이더라면 HID 라이트를 갖고 싶어하거나 이미 지르셨을 것입니다.
그런데 HID나 고휘도 LED(P4)의 백색광이 사물 시인성이 떨어져 아직도 할로겐 라이트를 선호하는 라이더가 많습니다.

험한 싱글 라이딩을 하려면 노면 굴곡을 분명히 읽을 수 있고
배터리 방전으로 인한 블랙아웃의 위험을 방지할 수 있는 라이팅 시스템이 필요합니다.
험로/고속 다운힐 중에 불이 나가면 상상만 해도 소름 끼치지요.
최신 1웨이 시스템에서는 완전방전 전에 점멸모드로 전환되며 라이더에게 경고를 주지만,
배터리까지 완전분리된 투웨이 시스템을 갖추는 것이 좋을 듯합니다.
즉 헬멧과 핸들바에 저렴한 라이트를 독립적으로 장착하는 것입니다.

첫 사진은 좌로부터 헬멧장착용 배터리내장형 P4 라이트, 리튬이온18650 배터리셀, 충전 거치대, (휴대폰) 충전기이고,
다음 사진은 핸들바장착용 P4 2알라이트/7.4V, 리튬리온 7.4V/4,000mAH 배터리팩, 8.4V/1.5A 충전기, 6V 할로겐 라이트, 납배터리와 케이스입니다. 비슷한 용량의 배터리 크기 차이가 크죠.

서울반도체 P4 LED는 이미 1알만으로도 임도에서 라이딩이 가능하다는 평이고
전력 소비가 적어 (배터리 용량에 따라 차이가 있지만) 1셀 배터리만으로도 2시간반 정도 사용할 수 있습니다.

이미 P4 2알라이트를 갖고 있어 1알라이트와 2웨이로 사용하고 있었는데
나이트프로 엑스퍼트 할로겐 쌍라이트를 입수하게 되어 뻘짓 좀 했습니다.

차량(12V)에서 쉽게 볼 수 있는 할로겐 벌브/전구는 주황색 빛을 발하고, 발열이 심합니다.
가정용(220V)으로도 사용되지만, 잔차에 사용되는 것은 저압용(6V/12V)인데 좀 구하기 어려운 규격입니다.
잘 보시면 쌍라이트가 분리되어 2개의 싱글라이트가 되어 있습니다.
쌍라이트가 단일모드보다 별로 잇점이 없어 자르고 전에 쓰던 라이트의 거치 마운트를 이식했죠. ㅋㅋ

본래 배터리는 사진 상의 6V/?mAH 납배터리입니다. 무게당 에너지(mAH)가 적어 잔차에 사용하기에 부적절합니다.
장착된 벌브는 6V/10W와 6V/15W인데, 배터리의 전압(볼트)이 낮으면 빛이 안 나오거나 약하고, ‘많이’ 높으면 벌브가 끊어지거나 폭발할 수 있습니다.
이 벌브에 다른 할로겐/LED 라이팅시스템에서 많이 사용하여 쉽게 구할 수 있는 7.4V 리튬이온 배터리를 연결하면 본래보다 밝아지고 내구성에도 큰 문제가 없는 것 같습니다. 또한 7.4V 배터리와 6V 벌브를 장착한 라이트가 시판 중입니다.
1알 P4보다 훨씬 밝고, 2알 P2와 바교하면 더 밝은 같기도 하고 시인성은 분명히 좋습니다.

대충 계산해 보면 6V/15W 벌브에 7.4V 배터리를 연결하면 소비전력이 약 20W가 됩니다.
보통 P4 LED가 5W 정도이므로 전력 소비는 4배여서 배터리 사용시간은 반비례로 짧아집니다.
4시간 정도의 야간 라이딩을 위해서는 9,600이나 12,000mAH의 배터리가 필요할 것으로 사료됩니다.

참고로 배터리의 폭발 위험성에 관한 것인데,
+/- 단자가 접촉/단락/쇼트 되면 다른 배터리도 급격히 열이 발생하여 위험할 수 있지만,
특히 리튬이온 배터리는 폭발/화재 위험성이 크다는 것입니다.
배터리 보호회로(PCM)가 있어 안전하다고 할 수 없고, 보호회로는 설정전압 이하에서 방전/사용 전류를 차단시켜 배터리의 성능저하를 방지하는 것이 주된 기능이므로 배터리 단자에 불필요한 금속, 물 등의 도체가 닿거나 외부 충격/압력으로 회로가 쇼트되지 않게 하여야 합니다.
또한 배터리 충전 시에는 설정전압에서 자동으로 충전/공급 전류를 차단하는 과충전 방지기능이 있는 충전기를 사용해야 합니다. 과충전될 때에 열이 발생하거나 과도한 화학반응이 발생하기 때문입니다.

전기 얘기가 나오면 머리에 쥐난다는 사람이 있습니다. 다음 내용은 그냥 읽어 보십쇼.

전압(V/볼트)이 맞으면 벌브의 고유저항(옴)에 따라 전류(A/암페어)값이 정해지는데,
라이트에 흐르는 전류와 시간(H)를 곱하면 사용할 수 있는 전류량/배터리 용량(AH/1,000mAH)이 됩니다.
전력(W/와트 = 전압 x 전류 = 저항 x 전류의제곱, 고딩 때 다 배운 것임 ㅋㅋ)이 사람이 느끼는 벌브/전구의 밝기와 관련되고, 축적된/ 사용할 수 있는 총 전기에너지는 전력 x 시간 = 전류 x 전압 x 시간 = 전압 x 배터리용량 (WH = 1000mAVH, 전기요금 청구서에 나오는 kWH의 1000분의1 단위)  

1A가 흐르는 1알 P4 헬밋라이트에 2,400mAH(2.4AH) 리튬이온 배터리를 장착하면 2.4시간 정도에서 완전 방전되지만, 배터리 손상을 방지하기 위해 특정 전압값에서 보호회로가 동작하여 사전에 전류를 차단하므로 2시간 정도 사용할 수 있습니다. (밝기를 일정하게 유지하는 정전류 드라이버 등 복잡한 얘기는 생략함)  

그리고 배터리는 단일 배터리셀을 직병렬로 연결하여 전압을 높이거나 용량을 키울 수 있습니다.
리튬이온 배터리는 셀의 공칭전압이 3.7V(구형 3.6V)이며, 직렬로 연결하면 용량은 동일하지만 전압이 배가 되고, 병렬로 연결하면 전압은 같지만 용량이 배가 됩니다.
물론 2개를 직렬이나 병렬로 연결해도 모두 저장되는 전기에너지가 커집니다. 기존 밝기에서 오래 쓰거나, 같은 시간동안 밝게 쓸 수 있고, 밝게 오래 쓰려면 4개 이상을 쌍으로 직병렬로 연결하면 됩니다.

7.4V/9,600mAH 리튬이온 배터리라면, 3.7V/2,400mAh 단일셀 8개를 2직렬 4병렬(2×4)한 것으로 추정할 수 있습니다.
그리고 과방전으로 인한 셀 손상을 방지하기 위해 보호회로를 붙인 것이 잔차라이트 외에 휴대폰, 노트북 등에서 볼 수 있는 배터리’팩’입니다.

<추가>

다음은 HID 라이팅시스템이 달린 잔차를 고압세차한 후 충전이 안 되는 리튬이온 배터리에 관한 질문에 대한 제 의견입니다.
– 세차나 우중라이딩 시에는 가급적 배터리만이라도 분리하는 것이 바람직합니다.  

리듐이온 배터리는 여러 이유로 단일 셀을 직병렬 결합하고 보호회로를 붙여 ‘팩’ 형태로 파는 것이 원칙입니다.
아웃도어용으로 제작된 배터리팩이라면 상당한 수준의 방수처리가 되어있을 것이므로 내부 속까지 물이 침투하여 셀이 회복불능한 상태가 되었다기보다는 순간(?) 과전류로 보호회로가 손상되었을 수 있습니다. 그래야 싸게 먹힙니다. ㅋㅋ

배터리팩은 위험성 때문에 보통분리가 안 되게 제작되어 있지만, 소위 배터리셀 리필하는 업체에서 작업하는 것으로 알고 있는데, 가급적 방문하시어 (고가인) 셀이 살아 있어 보호회로(PCM)만 교체하면 되는지 여부를 꼭 확인하시고 수리비용을 판단하십시오. 공칭전압 3.7볼트인 단일 셀의 측정전압이 3V정도(전문가와 상의) 나오면 괜챦을 것 같은데, 뜯어 보아야지만 잴 수 있습니다.

참고로 외부작동이 안 되는 휴대폰용 배터리팩(3.7V/ 1AH이하)을 분해하다 실수로 쇼트된 적이 있었는데, (PCM으로 차단되어) 남아 있던 전류만으로도 순식간에 뜨꺼워 지더군요.
만일 고전압/고용량 HID용 배터리팩이 내부에서 쇼트가 났다면 아마 외부 팩케이스가 녹거나 폭발했었을 것입니다.