파워뱅크 DIY 2탄 (인산철+배터리+캠핑+단자연결+배선+보조배터리+충전+시동뱅크)

파워뱅크 만들기 2탄

 

요즘 포스팅할 시간이 없어서 미루다 보니 포스팅꺼리가 너무 쌓여버렸네요. 

 

바로 파워뱅크 자작기 2탄 들어갑니다. 

 

인산철 20A짜리 파우치타입을 8장 구매해서, 4s2p(2장씩 병렬, 4개 직렬)로 구성입니다.

 

작업 전에 가장 고민한건, 단자 재생한 배터리라 납땜이 가능하긴하지만 각 단자를 어떻게 연결할지가

최대 고민이었습니다.

 

 

첫번째로 시도했던 드릴로 구멍내고 리벳으로 고정하는건 실패했습니다.

조금 더 열심히(?)구멍내고 하면 되긴 하겠지만, 드릴로 구멍내는게 뭔가 좀 깔끔하게 안되는데다가

가 가지고 있는 리벳과 사이즈도 잘 안맞기도 했고...

8장을 겹겹이 쌓아야 하는데 중간쯤 하다보면 공간이 안나와서 드릴질 하다 쇼트날 것 같더라고요.

 

결국, 선택한 방법은 가장 무식한 납땜질입니다.

4S2P 구성이라 두 장씩 극성을 같이 해서 묶어줘야 하는데요. 두개의 단자를 리벳같은걸로 묶을려다가 실패해서

두개의 단자 사이에 배선(실리콘 8AWG)를 넣고 양쪽 단자와 납땜하는 형태로 진행했습니다.

 

이렇게 한 이유는 큰 출력이 필요한 자동차 시동용, 1kw 인버터 구동용 등으로 쓰기 위해서 최대한 단자와 배선의

접촉면적을 늘려주기 위해서 입니다.

 

근데... 이게 진짜 잘 안되네요.. ㅎㅎ

인두기가 이상한건지 납이 오래되서 그런지.. 원래 그런건지 몰라도 납이 겉돈다고 해야될까요..

깔끔하게 안되더라고요. 전 어차피 고민만하느니 일단 한번 해보자라는 개념이 강했기 때문에

무식하게 납을 듬뿍뜸뿍 써가면서 어거지로 붙였습니다. ㅎㅎ

 

2장씩 겹친 인산철 배터리를 1세트라고 했을 때 4세트를 만들었고요.

직렬로 연결해서 전압을 13.2V로 만들어야 하기 때문에 각 세트를 극성을 반대로 해서 올려주었습니다.

각각의 세트의 단자 연결은 위에서 보여드린데로 8AWG 배선을 이용했습니다.

 

다른 부들의 파워뱅크 제작하는걸 보면 각각의 배터리 사이 배선을 엄청 얇은걸 쓰시는 분들도 계시는데요.

저는 배선의 굵기는 가능한 제일 굵은것(허용전류가 큰 것)으로 작업했습니다. 이유는 위에서 말했다시피

저는 고전류를 사용하는 것도 감안해서 만들었기 때문이죠.

 

간단히 LED 전구를 키고, 핸드폰 충전하고, DC선풍기 돌리는 정도만을 생각한다면 이렇게 굵은 배선은

필요없을 겁니다. 8AWG 허용전류가 200A(아마도 최대치..)인데요.

 

200A에 13V면 2,600W가 되는데 제가 사용할 때 상시로 쓸 최대 전력은 이런거 저런거 감안해도 1000w가

안됩니다. 암페어로 따지면 80A가 안되는거죠. (BMS 출력은 60A 사용해서 직결 아니면 80A도 못씀...)

 

하지만, 디젤차 시동용으로 사용할 때는 순간적으로 300A 이상이 흐를수도 있기 때문에 살짝 불안한 정도의

케이블 굵기가 되버렸습니다.

 

제대로 연결되었는지 전압까지 테스트 해보고 캡톤 테이프와 스폰지로 감싸주었습니다.

 

만들어보니 파워뱅크 만드는건 배터리를 다 묶어서 고정하는.. 원하는 전압과 전류를 만들기 위한 배선작업이 

작업의 전부로 느껴질 정도입니다. 

나머지는 그냥 하나하나 연결만 하면 되는거라서요.

 

이제 배터리 팩과 BMS를 연결해 주었습니다.

BMS의 역할은 각 배터리 셀/세트간에 전압 균형(밸런스)를 맞춰주는 역할과 과전류로부터 보호해주는 것입니다.

뭐 셀간 밸런싱은 그닥 잘 되는것 같지는 않지만 최소한의 퓨즈 역할로 생각하고 저렴한 BMS를 구해서 연결했습니다.

 

 

배선작업이 완료된 BMS는 배터리 옆면에 같이 부착해 주었습니다.

밑에보시면 하얀색 커넥터에 흰색 배선이 5개 정도 연결되어 있는데, B6 충전기의 밸런스 충전 모드를 사용할 때 필요한

배선입니다. 특정 셀이 먼저 만충전되면 그쪽 셀은 방전을 시켜서 과충전이 안되게 하면서 다른 셀은 충전을 하는식이라고

하네요. 근데 그 전류가 꽤 작아서 100ma 정도나 되려나해서 너무 큰 기대는 하지 말라는 얘기도 있네요.

 

전 굳이 그렇게까지 밸런싱을 신경써야 될까 싶지만... 그래도 있는거 없는거보다는 낫겠지라는 생각으로 배선도 따로

빼놓았습니다.

 

이번에 구입한 공구들도 맘껏 써가면서 블랙앤데커 공구함에 구멍 뚫고... 

시거잭, USB 충전포트, 항공잭을 사용한 밸런스 포트, LED 랜턴 사용을 위한 DC 잭, 고방전 고출력 XC90단자까지

하나하나 연결해 주었습니다.

 

 

케이스 다 닫아놓으면 안에서 뭔일이 나도 모를 것 같아서 일단 1KW 인버터를 사용해서 마끼다 폴리셔를 돌려봤습니다.

차에 직접 물려서 돌리는것만큼 쌩쌩 잘 돕니다. 

지속적으로 오래 돌리지 못해봐서 모르겠지만 일단은... 괜찮지 않을까싶은 생각이 들 정도로 안정적인 동작을 보여줬습니다.

 

USB 전원은 중국산 싸구려 시거잭 USB 충전기를 분해해서 필요한 부분만 사용했습니다.

 

분해해서 딱 요 부분만 사용한 것이죠. 

오른쪾에 철판이 붙은 부분의 극성이 + , 아래쪽 스프링있는 부분이 - 입니다.

 

앞면 USB 판넬은 바깥쪽에서 붙여주고, 실제 모듈은 뒤에서 붙여서 완성해 주었습니다.

동작은.. 뭐 아주 잘 됩니다.... 근데 요게 살짝 문제가 있었는데.. 시행착오 부분은 따로 좀 모아서 올려야 할 듯 합니다. 

 

캠핑용으로 구입한 PSG-612 서큘레이터는 DC용이라 12V 전원에 연결하면 되는데요.

연결 방식이 DC 잭으로도 가능하고 시거잭으로도 됩니다. 파워뱅크에 시거잭을 연결해서 테스트 해보니..

당연히... 아주 잘 동작합니다.

 

아.. 그리고 시거잭이 혹시 12V 정전압기능이 있어서 전압을 안정적으로 내보내주나..했었는데..

역시나 그런건 없이 배터리 전압을 그대로 내보내 주었습니다.

이걸 왜 확인했냐 하면, 혹시라도 예민한 선풍기(?)라 12V 맞춰서 넣어줘야 하면 제 파워뱅크에 DC잭으로

바로 연결하면 문제가 될 수 있기 때문이죠.

 

12V라고 해도 허용범위가 있는데 인산철인 경우 위 사진에서 보시다시피 만충전 시 14V를 넘어가거든요.

인산철 특성상 전기를 조금만 사용해도 13V 초반이고 용량의 80%정도를 사용했다고 해도 12V 이상을

유지하기에.. 12V를 안정적으로 줘야 하는 장비라면 문제가 될 수 있거든요...

근데.. 뭐 정말 당연한 얘기겠지만... 몇만원 짜리 선풍기 따위에 그런 예민함은 없는 듯 합니다. ㅎㅎ

 

요건 XT90 단자입니다.

BMS 출력단에서 60A까지 쓸 수 있도록 커넥터를 하나 빼줬고요.

BMS도 거치지 않고 정말 바로 배터리에서 직결로도 같은 커넥터를 하나 만들었습니다.

 

자동차 시동시에는 300A정도까지 출력이 나와야 하는데 60A짜리 BMS는 그걸 차단할테니까요.

시동용 커넥터의 반대쪽은 악어 클립으로 자동차 배터리에 물리기 쉽게만들었습니다.

 

 

 

최종 완성품입니다. 

테스트용 정도로 작업한건데 생각보다 잘 만들어져서 그냥 이대로 사용할 것 같습니다. ㅎㅎ

외부 단자는 시거잭 1개, DC 단자 2개, 전압표시계, 밸런스 충전용 항공잭 1개, USB 충전포트2개와

XT90 단자(고출력용, 최대60A용) 두개입니다. 

 

한번 해보고 나니 최소한 인산철 배터리에 대한 두려움은 많이 없어졌습니다.

작업도 다음에 하면 좀 더 쉽게 빨리 할 수 있을 것 같고요.

 

가장 중요한 부분은 배터리 팩 작업이고, 배선의 선정인 것 같습니다.

미리 이 부분만 딱딱 계획해 놓고 만들면 크게 문제 없이 DIY가 가능할 것 같네요.

전 좀 생각을 잘못해서 케이스 열리는 방향도 반대가 되버렸다는.. ㅎㅎ