요즘은 조용하고 이동도 비교적 자유로운
DC 선풍기(BLDC)를 사용하는 경우가 점점 늘고 있는데
2~3년쯤 사용하다보면 무선 상태에서는 동작하지 않는 상황이 생기게 된다.
치명적인 고장도 아니고 조치가 어려운 상황이 아님에도
딱히 방법을 알지 못하여
멀쩡한 선풍기를 사용못하게 되는 경우가 상당히 많은것 같아서
안타까운 마음에 적어본다.
DC선풍기(대부분 BLDC 모터를 사용)는
전통적인 AC선풍기에 비해 여러가지 장점이 있는데다
중국산의 경우 가격도 국산 AC와 별 차이가 나지 않다보니
우리집에도 리모컨 없는 샤오미 짝퉁 중국산(17PIN)을 한대 사용중이다.
※ 리모컨 없는것과 조작법은 정말 불편하기 이를데 없으나
그 외의것들은 대부분 장점이라고 봐줄만 함.
DC 선풍기도 치명적인 단점이 있는데
대부분의 가정용 DC선풍기는
3.6 Volt의 리튬이온 충전지 하나만으로는 작동이 안되고
2개 이상 직렬로 구성된 배터리가 적용되어 있다는 것이다.
※ 충전지 하나만 사용하는 손선풍기나 미니 탁상형 급이라면 해당사항 없음.
전기 자동차에 탑재된 배터리 관리시스템이나
세계에서 1~2등 하는 전동킥보드 회사의 BMS가 아닌 이상
(나는 그동안 BMS를 별로 신뢰하지 않는 입장이었는데,
Ninebot 전동킥보드에 탑재된 제대로 된 10셀 이상 배터리용 BMS가
매일 혹사하는 배터리팩을 수년간 전압 밸런스 유지해 주는 경이로운 성능을 보면서
생각이 많이 바뀌었음)
기껏해야 선풍기, 청소기등 가전제품에 장착되는 BMS로는
수년간 안정적으로 지속 사용할 수 있도록 배터리 상태를 관리해 주지는 못한다.
즉 선풍기의 경우, 수년간 여름동안 충전/방전을 반복하게 되면
각 배터리간의 전압이 점점 차이 나며
틀어질 수 밖에 없는것이 현실이다.
※ 저렴한 Active Balancing 보드도 있으나
실제 써보니 성능을 기대하기는 어려웠고
제대로 동작하는 액티브 밸런싱 보드는
가격이 비싸다.
(선풍기 가격의 1/3~1/8 정도를 차지할 것임)
그나마 다행인 것은
웬만큼 저렴한 BMS라도 셀간 전압이 너무 차이 나게 되면
해당 배터리팩을 사용 못하게 잠그는 기능정도는
높은 확률로 제대로 동작하기때문에 파국은 피할 수 있다는 정도이다.
(이마저도 무너지면 배터리 내부 플러스극 아래의
최후의 안전장치가 동작하기를 빌어야 하는데
중국산 배터리는 과연 이 장치가 정상 동작할지..
국산은 여러번 정상 동작 하는것을 경험했음.
다행히 17PIN선풍기는 LG배터리를 사용하고 있음)
결과적으로 여러번 충방전 해 가며 오래 사용하게 될 경우
개별 배터리 자체의 기능이나 수명은 이상이 없음에도 불구하고
무선선풍기내의 배터리팩이 잠겨버리기때문에
선풍기가 동작을 하지 않게 되어 버리는 현상(사용자 입장에서는 고장)이
언젠가는 생길 수 밖에 없다는 말임.
※ 물론 여러가지 고장 케이스 중의 하나이긴 하며,
꼭 이 고장이 아닐수도 있음.
하지만 오래 쓰다보면 필연적으로
셀간 전압차는 점점 늘어갈 수 밖에 없음.
준비물
1) 테스터기(전압측정 목적:아날로그 혹은 디지털 멀티미터)
2) 리튬이온 1셀 충전기
- 리튬이온/폴리머 충전 가능한 어떤 종류라도 무방함.
일반 가정에 구비하고 있기는 어려울 수 있음.
※ 예전 피처폰 쓸때라면 핸드폰 충전기가 최고의 리튬이온 충전기였는데...
- 500원정도 하는 TP4056모듈하나만 있더라도
임시로 간단히 만들 수 있음.
※ 인두기가 없어서 못만든다면 전선을 까서
테이프로 잠시 붙여 써도 되므로 핑계일 뿐임.
이는 최소한의 의지/성의에 관한 문제라고 생각함.
- 이마저 하기 어렵다면.. 유상 A/S를 맡기거나
멀쩡한 선풍기를 버리고, 새로 구입하는 수밖에 없음.
점검방법
1) 선풍기 밑판을 분리하여 배터리 팩을 노출시킨다.
2) 배터리 직렬 연결 구성을 확인하고,
각각의 구간별 전압을 측정해 본다.
예를들어 3셀 직렬로 구성된 팩인 경우
(1)~(2)간, (2)~(3)간, (3)~(4)간 전압을
각각 측정해야 함.
2셀 직렬이면 더 간단함.
BMS의 각 포인트 찍어보아도 되나,
그냥 알기 쉽게 배터리 쪽을 찍어보아도 됨.
2-1) 2.8V 이하인 셀이 있는가?
0V에 가깝다면 그 셀은 죽었고
2.8V미만이라면 충전하더라도
이후로 정상 작동 보장 하기 어려운 상태일 가능성이 크므로,
셀 교체나 폐기가 필요함.
2-2) 각 셀간 전압차는 어느 정도인가?
Max와 min간 0.1V 이하라면
정상으로 보아도 무방함.(가급적 기준이 엄격하면 더 좋음)
-> 그럼에도 선풍기가 동작 않는다면
고장원인은 다른것이므로 지금 제시하는
방법으로는 조치 안됨
전압차가 크다면, BMS가 배터리 팩의 출력을
일시 차단한 상태일 가능성이 크다.
-> 이경우는 개별셀 충전 통해
배터리팩 정상화 가능성 있음.
※ 만약 아직은 정상적으로 동작하는 선풍기의 배터리 각 셀 전압을 체크했는데,
셀간 전압차가 어느정도 된다면
미리 밸런싱 작업 해 주는것을 추천함.
조치방법
1) 위 2-2)인 경우
1셀 리튬이온 충전기(tp4056)로
각 셀마다 충전해 준다.
아래처럼 3군데 포인트를 각각 충전해야 함.
2셀이면 두번만 충전해 주면 됨
충전기가 없다고?
집에 마이크로USB나 USB-C 충전기는 최소한 한두개는 있을테니
충전기에 맞는 포트 가진 TP4056모듈이 하나에 500원쯤 한다.
TP4056과 배터리간 충전 전선은
그냥 일반 전선 끝을 살짝 까서 구리선만 노출시켜
tp4056각 단자와 배터리의 전극에 접촉시킨채
테이프 등으로 임시로 고정해 주면 된다.
밸런스가 틀어진 배터리 팩의
각 셀간 전압을 맞추기 위해
2~3년에 한번씩만 이런식으로 충전해 주면 되므로
굳이 납땜도 필요치 않으며,
TP4056모듈과 전선일부와 테이프(반창고)만
있으면 된다는 말임
2) BMS와 배터리팩간 분리할 필요조차 없으며,
배터리의 +, - 단자에 접촉시켜 충전하면 됨
(한 셀 충전 완료후 다음셀로 넘어가면 됨)
3) 물론 AC콘센트 빼놓고 선풍기 스위치는 꺼진 상태여야 함.
4) 배터리 충전 상태 및 구성 상태에 따라 시간이 많이 걸릴 수도 있음.
※ 내 경우는 2S2P 팩이다보니, 각 셀간
병렬연결로 용량이 2배로 증가한 상태였기에
TP4056 하나로 충전시
거의 10시간 정도 걸렸음.
5) 2개 직렬이면 2번 충전 필요하고
3개 직렬이면 3번 충전 필요함.
정상적으로 모든 셀 각각 만충전 해 주었다면,
모든 셀의 전압이 4.2V에 가까와져서
BMS가 에러로 판단할 소지가 없어질 것이다.
6) 개별 충전 완료후 배터리팩의 잠겨있는
BMS를 풀어준다.
배터리 팩 전체를 충전시도하면
대부분 잠겨있던 BMS가 해제된다.
※ 내 17PIN 선풍기의 경우에는
AC전원 연결하여 전체 충전 시작했더니 잠겨있던 BMS가 풀렸음.
일반적으로 배터리에 대해조금 아는분들은
BMS의 P+ 극과 P- 극에 충전전류를 순간 살짝 대어주는 식으로
BMS를 다시 깨우기도 한다.
(배터리팩 만충전압보다 약간 높은 DC전압을 순간 인가해 주는 방법)
그 외의 방법으로 특정한 단자간을 잠시 쇼트시키는 방법도 있으나
제조사마다 방법이 다르므로 범용으로 사용할 수 있는 방법은 아니며 위험함.
위 정도의 내용들은
배터리에 대한 지식이 약간이라도 있는 사람이라면
누구나 아는 일반적인 사항이지만
의외로 이런 부분에 대해 전혀 관심없는 사람들이 많은데
실제로는 고장난 부분 없이 HW적으로는 멀쩡함에도
배터리 팩 내부의 셀간 전압 불균형이 발생하여
논리적으로 회로가 감겨서 잘 사용하던 선풍기를 못쓰고 있는 경우에는
비교적 간단한 조치로 살릴 수 있는 방법도 있음을 공유하고자 하는 의도임.
이런 점검이나 조치를 해 주거나 받을곳이 없어서
멀쩡한 장비를 버려야 하는 경우가 닥칠 경우,
최소한의 노력을 통해 본인이 스스로 해결을 시도해 보고
다시 정상적으로 사용하는분이 한분이라도 더 있었으면 한다.
그러나
위의 말과 절차가 이해 안되는분은
절대 시도하지 말고 안전을 위하여
선풍기 버리고 새로 사는것을 추천 드림
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