현대와 기아의 하이브리드카는 2009년부터 생산한 아반테와 포르테 하이브리드카에 최초로 LG화학에서 생산한 리튬 이온 폴리머 8쎌 모듈을 사용했습니다.
모듈은 리튬이온 폴리머 Cell 8개가 내부에서 직렬 연결되어 있고, 모듈당 무게는 2.6Kg이며, 용량은 5.3Ah, Cell당 전압 3.6Volt 기준 모듈의 공칭전압은 약 28.8Volt입니다.
2011년에 출시한 YF쏘나타와 K5 하이브리드카에 사용된 배터리 팩은 8쎌 리튬 폴리머 모듈 9개를 사용했습니다.
2011식으로 판매된 현대와 기아의 하이브리드카는 8만5963대이며, 이미 출고한지 14년이 넘어 하이브리드카용 배터리팩의 무상 수리 보증조건이 10년 또는 20만km를 감안한다면, 배터리팩이 성능저하 또는 사망한다고 해도 이상하지 않은 상황입니다.
고전압 배터리인데, 저전압의 의미는 무엇일까요?
현대와 기아에서 생산되어 판매되는 중형 하이브리드카 (HEV)의 배터리 팩은 8쎌의 리튬 폴리머 모듈 9개가 직렬 연결되므로,
총 72쎌이 직렬 연결되며, 만약 리튬 폴리머 전압이 100% 충전상태라면, 쎌 전압이 4.2 Volt이므로,
배터리팩의 전체 직류 (DC) 전압은 4.2Volt X 72쎌 (=8쎌 X 9모듈) = 302.4Volt입니다.
가정용으로 사용하는 교류 (AC) 220Volt를 비교해 보면, 거의 80Volt이상 높습니다.
그런데, 왜 고전압 배터리가 14년이 흐르면서 저전압이 되었을까요?
그 이유는 휴대폰 배터리 용량 정도에 불과한 작은 5.3Ah (5,300mAh)의 배터리 팩 용량으로 1톤 이상의 차체를 엔진의 구동력없이 저속에서 전기 구동모터를 작동시켜 EV로 움직여야하고, 고속에서도 엔진과 함께 잠간씩 전기모터를 구동해야 하기때문에, 많은 열이 발생하므로, 음극과 양극사이에 있는 액체 전해질이 아주 조금씩 건조화되며, 이로 인해 오랜시간동안 배터리팩의 용량이 감소하게 됩니다.
만약, 연식대비 주행거리가 짧다면, 그만큼 짧은 거리를 저속에서 하이브리드카를 사용했고, 저속에서는 자동적으로 EV기능을 많이 사용했기때문에, 배터리팩내의 쎌들은 더욱 열 받았을 것이고, 건강상태는 더욱 악화되었을 것입니다.
실제, 폐차장에서 2011년식 YF쏘나타용 배터리팩을 40만원 (부가세 및 운반비 포함)에 구입해서 배터리팩의 전체 전압과 개별 모듈 전압을 확인 해 봤습니다.
2011년식 YF쏘나타배터리 팩의 부품번호는 375114R000입니다.
모비스의 부품번호 375114R000에 해당하는 배터리 모듈 & 세이프티 플러그 어쎔블리이고, 가격은 2,613,600원입니다.
이번에는 모비스의 부품 간단 검색에서 모델은 쏘나타 하이브리드 11, 한글 부품명은 배터리 로 조회해 봤습니다.
그런데, 2011년식 쏘나타 하이브리드용 배터리팩은 부품번호가 3가지인 375114R000, 375114R100, 375114R101로 조회되며, 가격도 2,613,600원과 5,721,286원입니다.
같은 2011년식인데, 무엇이 얼마나 바뀌고 좋아졌길래 가격이 거의 2배가 되었을까 궁금해 집니다.
운 나쁘게 뒤 늦게 나온 2011년식을 구입한 차주는 같은 배터리 팩인데, 교체를 하려면 두배의 비용을 지불해야 한다는 것입니다.
그런데, 업그레이된 BMS (BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)는 오히려 414,700원에서 352,000원으로 더 저렴해졌습니다.
신품 배터리 팩의 가격이 제 각각이지만, 현재 3종류의 배터리팩은 아예 신품 재고가 전국 어디에도 없습니다.
2011년에서 2015년사이에 생산되었으니, 마지막 해인 2015년에 생산했어도 10년이 지난 지금, 배터리 팩의 재고가 있다고 해도, 자연방전되어 사용할 수도 없을 것입니다.
혹시, 신품 BMS가 필요하신 YF쏘나타 하이브리드, K5, HG그랜저 하이브리드카를 소유한 차주님들은 375134R000과 37513E7000의 신품 BMS를 아래의 현기차 대리점에서 판매중이니, 재고가 소진되기 전에 서둘러 구입하시기 바랍니다.
BMS가 고장나면, P1B70보다 더 심각해지고, 아예 주행을 못 하실 수도 있습니다.
P1B74, 전압센싱 불량 이라는 고장코드가 확인되었다면, 배터리팩은 중고품을 교체하시기 전에 꼭 BMS를 교체하시기 바랍니다.
부품번호 : 375134R000
부품번호 : 37513E7000
14년이 지난 YF쏘나타 하이브리드카용 배터리팩의 전압을 측정해 봤습니다.
폐차장에서 구입한 8쎌의 9개 모듈, 72쎌의 직렬 연결 전압은 237 Volt입니다.
배터리팩의 전체 전압 237Volt를 72쎌로 나누어 보면, 쎌당 현재 전압은 237/72=3.29Volt입니다.
혹시나 하는 맘으로 9개의 8쎌 개별 모듈 전압을 측정해 봤습니다.
네번째의 모듈전압이 25.55 Volt입니다.
쎌당 전압은 3.19Volt (= 25.55/8쎌)입니다.
아래의 쎌당 전압에 대한 배터리%를 확인해 보면, 쎌당 현재 전압이 3.5Volt이하이기때문에 배터리의 %용량은 5%이하입니다.
따라서, 이렇게 폐차장에서 구입한 2011년식 YF쏘나타 하이브리드카용 배터리팩은 그대로 사용할 수가 없는 상태입니다.
이 상태 그대로 이 배터리팩을 장착할 경우,
P1B70, 고전압배터리 저전압 고장코드가 나올 것이며, 아예 시동이 안 걸릴 수도 있습니다.
왜냐하면, 하이브리드카용 고전압 배터리팩은 40~70%의 충전상태여야 하기때문입니다.
결국, 시중에서 동종 8쎌의 중고 리튬 폴리머 모듈을 구입한다면, 아무리 최근에 제조 되었다고 해도 2015년식이기 때문에, 10년이 지난 배터리팩이고, 만약 2011년식 배터리팩이라면, 자그마치 14년 묵은 배터리 팩이므로, 만약 적어도 3년이상을 사용할 계획이라면, 이런 배터리 팩을 사용해서는 안됩니다.
불가피하게, 차량을 매각할 예정인 경우를 제외하고, 가급적 이런 배터리 팩으로 수리하는 업체는 수리비가 싸고 비싸고를 떠나서, 피하시는 것이 좋습니다.
또한, 연식과 주행거리가 서로 다른 모듈을 섞어서 부분수리하는 것도, 단기간내에 매각하는 경우를 제외하고는 하지 마시기 바랍니다. 왜냐하면, 건강상태 (SOH : State of Health)가 다른 모듈이나 쎌을 섞어서 사용할 경우, 최초에 100% 소숫점까지 동일하게 밸런싱해서 충전했어도, 건강상태가 서로 달라서, 곧 쎌간의 SOC (충전상태)가 차이가 벌어져, 가장 약한 쎌이 부하가 가장 큰 순간 갑자기 기절하거나 사망해서, 결국 P1B74, 전압센싱 불량 고장코드가 나오게 됩니다.
집안에 굴러다니는 신품 건전지들이 있어도 기존에 사용하던 건전지들과 섞어 쓰지 않는 것과 같은 이치입니다!!
더 오래, 더 좋게, 더 싸게 배터리 팩을 수리하거나 교체하시고 싶은 차주님들의 문의를
하이브리드카 아카데미는 언제든지 환영합니다.
전화문의 : 배터리코치 010-5763-2595
https://blog.naver.com/hybridman_call/223847546986