2021. 5. 20. 10:03ㆍ항공정비사
안녕하세요! 항공을 아니?
아니유니입니다.
항공기 배터리와 자동차 배터리와 차이는 무엇이 있을까요?
일상생활에서 배터리를 자주 접할 수 있는데요.
배터리 한 번 알아보러 가시죠.
배터리란? 화학적 에너지를 전기 에너지로 바꿔주는 것.
항공업계에서는 배터리 또는 축전지라 하며 BATT'라는 약어로 사용하기도 합니다.
그럼 항공기에서 배터리는 언제 사용할까요?!
크게 두 가지로 나눌 수 있습니다.
첫째, 발전기의 RPM이 정상범위에 도달하지 못 했을 때일부 계통에 배터리 전력을 공급해야 할 경우
둘째, 발전기가 작동하지 않을 경우 비상 전원으로 사용할 경우
배터리가 무엇인지, 언제 사용하는 지에 대해 간략하게 알아봤는데요.
이제 배터리에 대해 자세하게 알아봅시다.
배터리의 종류는 다양하지만, 대표적으로 항공기에서는 보통 황산-납 배터리와 니켈-카드뮴 배터리를 사용합니다.
그 밖에 리튬-이온 배터리, 무보수 배터리[MF(Maintenance Free) Battery] 등이 있습니다.
아니유니의 한 발 빠른(?) 정보
B787 드림라이너 항공기는 리튬-이온 배터리를 장착하는데요
배터리 결함 문제가 있었습니다. 정확한 원인은 연구하고 있다고 하는데요.
보잉에서 대표적인 배터리가 아닌 다른 배터리를 사용하는 것으로 보아,
배터리에 대한 연구를 거듭하면 미래에 배터리 산업의 파이가 커질 것으로 생각합니다.
배터리의 기본 구조
노란색 원으로 표시한 부분이 바로 셀(Cell)입니다!
직사각형 하나가 1 셀(Cell)입니다.
사진의 2번과 3번을 보시면 2번은 주황색, 3번은 푸른색인게 보이시나요?
2번이 바로 +인 양극판, 3번이 -인 음극판입니다.
그 사이에는 양극과 음극을 분리해주는 격리판이 있습니다.
배터리는 뚜껑 부분에는
+극 전선을 연결할 수 있는 빨간색으로 표시된 터미널 포스트(Terminal Post)와
-극 전선을 연결할 수 있는 검은색 터미널 포스트(Terminal Post)가 있습니다.
*아니유니의 강조사항*
배터리는 장탈할 때 꼭 전기 부하와 배터리 스위치를 끊고 -극 선부터 장탈해야합니다.
+극을 먼저 장탈해버리면 +선이 어딘가와 접지되어 사고의 위험이 있습니다.
재장착할 때에는 +극부터 먼저 장착 후 -극으로 장탈과 반대로 해야 합니다.
색깔 차이와 굵기 차이(+극이 더 굵음)를 다시 한 번 확인하고 작업하는 습관이 필요합니다.
배터리의 종류
황산-납 배터리(Lead-Acid Battery)
자동차와 소형 왕복엔진 항공기에 주로 사용되는 배터리로 DC 12V 배터리로 사용합니다.
12V 전압은 황산-납 배터리는 셀(Cell) 하나당 2~2.2V의 전압을 생성합니다.
즉, 배터리에 6개의 셀(Cell)이 들어가서 12V의 전압을 형성시켜줍니다.
내부에 전해액이라는 화학물질이 들어있는데,
이 전해액이 양극판과 음극판을 만나면 반응을 해서
+, - 전류를 흐를 수 있도록 전기 에너지를 만들어준답니다.
셀(Cell) 내부 모습
+극의 양극판의 과산화납(PbO2)
-극의 음극판의 해면상납(Pb)이
묽은 황산(H2SO4)과 만나 화학반응을 일으켜
양극판과 음극판은 모두 황산납으로 변하고 전해액은 물로 변하는 것을 보실 수가 있어요.
침전물도 발생의 경우를 말씀 드릴게요.
과부하에 의한 과방전
충전회로의 고장으로 인한 과충전(Overcharging)
배터리 내부 양극판과 음극판이 단락(Short) 되었을 경우
침전물은 충전과 방전을 반복하는 배터리 내부의 황산 가스가 방출되면서
양극판에서는 산소가, 음극판에서는 수소가 발생하여 산화작용에 의해 케이스에 하얀색 가루가 발생하게 된답니다.
파란색 가루는 구리선과 만나서 산화 반응한 침전물입니다.
니켈-카드뮴 배터리(Ni-Cd Battery)
알칼리성 배터리로 황산-납 배터리와는 다르게 수명이 길고 무게도 가벼우며, 충전시간도 짧고 큰 전류에 대한 저항성이 큽니다.
또한 황산-납 배터리 같은 경우에는 셀이 하나 고장 나면 전체적으로 배터리(Assembly)를 교환해야 하는데
니켈-카드뮴 배터리는 해당 셀만 교체할 수 있다는 장점이 있지만 가격이 비싸다는 단점이 있습니다.
니켈-카드뮴 배터리의 전해액은
수산화칼륨(KOH, Potassium Hydroxide)을 사용하며 양극판은 수산화니켈, 음극판은 카드뮴 재질로 되어 있는데요.
전해액의 높이(Level)가 부족할 경우 재보충하여 극판(Plate) 상단(Top)을 유지해야 합니다.
(전해액의 비중은 1.24~1.30)
전해액 제조는 반드시 증류수(물)에 수산화칼륨을 조금씩 떨어뜨려서 희석시켜 사용합니다.
충전과 방전을 해도 전해액이 변하지 않습니다.
니켈 카드뮴 배터리는 전해액의 비중 변화가 일어나지 않으므로 전해액의 증발률이 적습니다.
그러므로 정비 유지 보수비가 적게 들며 배터리를 밀봉까지 할 수 있습니다.
각 셀의 전압은 1.2~1.25V의 전압을 생성하므로 12V 전압을 만들기 위해서는 10개의 셀을 장착하고
24V 전압(무부하 전압은 DC 28V)을 요구할 때에는 19개의 각각의 셀(Cell)을 서로 직렬로 연결해 줍니다.
항공기 배터리에 대해 알아봤습니다.
드론이 미래엔 각광을 받는다는 말 많이 들어보셨죠?
요즘 제한사항으로 배터리 문제가 있는데
많은 연구와 발전을 통해 항공 산업이 발전하길 바랍니다.
이상으로 항공을 아니?
아니유니였습니다.
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