LTO 리튬 티탄산 시동 배터리 만들기

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By 2Pro

24시간 블랙박스 상시녹화에 짧은 주행거리인 차량에 2차 전지 사용이 늘고 있습니다.
저도 LFP 리튬 인산철 배터리를 만족하고 사용했으나 배터리의 고장으로
차세대 배터리인? LTO 리튬 티탄산 배터리로 자동차 시동 배터리를 만들어 봤습니다.

LTO(Lithium Titanium Oxide) 배터리란?

장점

  • 높은 안정성 배터리가 파손되는 충격에도 화재가 발생하지 않는 화재 안정성이 매우 높습니다
  • 긴 수명 DoD(Depth of Discharge) 20,000-40,000의 사이클
  • 폭넓은 운용성 -50 + 65도의 환경에서도 정상 작동 가능
  • 고속충방전 연속 충전 240A와 순간 최대 충방전 피크 400A로 매우 높습니다.
    짧은 운행으로도 빠르게 충전이 가능한 장점이 있습니다.

단점

  • 크기 요즘 많이 사용되는 LFP 배터리 대비 약 2배 이상의 부피가 필요합니다.
    이 부분이 LTO 배터리의 가장 치명적인 단점이라 생각 됩니다.
  • 비싼가격 용량대비 타 2차전지 대비 비싼편입니다.

위에 LTO 배터리 스팩은 제조사마다 약간의 차이가 있습니다.

LTO 시동 배터리 만들기

제작에 사용된 배터리팩입니다.자동차 납산과 유사한 6S 형식으로 구성되어 있습니다.
사진과 동일한 상태로 절연판과 부스바 장착 발란스 BMS까지 배송됩니다.

공 배터리 케이스도 준비를 합니다.
305X175X200/220mm의 크기의 제품을 사용 했습니다. +단자의 L R 확인 필수.

LTO 배터리 팩을 공 케이스에 넣어보니 돌출 됩니다. 약간의 가공이 필요한 상황입니다.
대충 2가지의 선택 방법이 있습니다.

  • 배터리의 돌출된 스터드 볼트를 컷팅후 홀 작업하고 낮은 머리 볼트를 사용하여 체결.
    공 케이스 가공 불필요
  • 스터드 볼트에 너트 체결 후 돌출된 부분만 컷팅 하고 배터리 케이스를 연장 가공.
    배터리 케이스의 높이가 높아짐 ( 차량 + 단자대 여유 확인 필수)

대충 두 가지의 작업 방법이 있으며 아래의 방법을 사용하여 가공 했습니다.

배터리탭 및 케이스 가공

배터리 볼트 일부를 컷팅하고 발란스 보드 연결을 위해 부스바에 표시를 해놨습니다.

케이스의 높이를 대략 2,5cm높이는 작업을 했으며
가공이 편리한 포멕스 1T와 2T를 가로 약 29cm X 높이 2.5cm 컷팅
내부에 1T로 지지대 부착후 케이스 뚜껑 고정틀 2T에 맞춰서 2.5cm 연장을 했습니다.
아크릴 본드를 사용하여 고정 했습니다.(순간 접착제 느낌으로 빠르게 고정됩니다.)

LTO 배터리와 발란스 보드 연결.

BMS와 이퀄라이저 조합으로 많이 사용을 하나 차량의 최대 충전 전압이(대략 14V대)
LTO 배터리팩의 충전 리밋 17.4V를 초과하지 않아 과충전의 위험이 덜하여 BMS는 생략했습니다.

제공되는 제품보다 용량이 높은 LTO용 10A 발란스 보드로 장착을 했습니다.

배선 결선방법

발란스 보드의 결선은 BMS회로와 동일합니다.
+ – 표기가 되어 있으며 주로 B B1 B2등의 표기로 구분 합니다.
한쪽 기준을 잡고 직렬연결 사이의 부스바에 결선을 합니다.

배터리 절연,배선 및 단열작업

저온 시동성에 문제 없는 동작 범위나 여름철 본넷안의 열기를 고려하여 배터리팩의 단열과
좁은 공간에서 혹시모를 쇼트를 대비해 절연 작업도 해줬습니다.



+-에 사용된 배선은 실리콘 6AWG와 8게이지의 배선을 같이 묶어서 만들었습니다.
내부 + – 단자의 배선은 2-4게이지 배선을 추전합니다.

케이스 조립작업.

배터리팩과 케이스의 배선 결선 후 방수를 위해 케이스 외부에 실리콘 도포를 하였습니다.
검은색 실리콘을 사용하면 감쪽 같습니다. 저는 남아 있는 실리콘을 사용하여 테이프 마감을 했습니다.

장착 및 후기

차종마다 약간의 차이가 있습니다. 높이로 인하여 배터리 고정 가이드를 컷팅하고 고정 작업을 했습니다.

시동 ON !! 일발 시동으로 잘 걸립니다.

기존 배터리 90A대비 용량은 40A로 50A가 줄어든 상태라 살짝 걱정입니다.
제 차량엔 일반 블박,룸미러형 불박 2대가 상시 녹화중이며 하루 평균 차량의 운행시간은
20분이내 상황에 따라 몇 일씩 주차하는 환경입니다.

몇 일 운행을 해본 결과 짧은 주행으로도 배터리는 바로바로 충전되며
만충 상태에서 알터 구동없이 배터리로만 구동되는 시간도 존재합니다.

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