진공청소기 3S팩중 1셀 고장 부분 수리

3S 배터리팩 고장 확인

3S 팩 장착된 메인 청소기를 자작 밸런스 충전지로 충전하던중

충전기의 LED가 1,3셀은 빨간색인데

가운데 2번셀만 초록색인 것을 발견했다.

좀 쉬려했는데 한숨이 나온다.

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조금전 집안 전체 청소시 사용한 뒤 충전을 시작했기에

배터리가 죽을만한 타이밍은 아니었다.

이럴리는 없다 생각하고 체크해보니,

청소기는 전혀 동작되지 않았고

두번째 셀이 0V 였다.

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간혹 리튬이온 셀 고장남

리튬이온 배터리는

이런식으로 갑자기 셀이 죽어버린다.

지금까지 셀 갯수로만 따지더라도

고방전 배터리로만 거의 50여개 가까이

진공청소기와 드릴 등에 사용해 왔는데

특히 진공청소기에서 이렇게 셀 하나가 갑자기 죽는 일이 간혹 생기곤 한다.

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정상적인 CID 작동

운이 좋으면(?) 청소기 동작중에

무언가 틱~ 혹은 찰칵~ 하는 소리가 나면서

전원 공급이 끊기는데

리튬이온 셀의 플러스 전극 아래 장착된

최후의 안전장치인 CID 가 동작했다는 것이다.

물론 이 외의 다른 형태로 셀이 죽는 경우도 있으리라.

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2S이나 3S로 연결된 배터리팩에서

중간 지점이 끊긴것이다보니

전체셀이 동작 못하게 된다.

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전조 증상

이 청소기는 1년 365일 우리집을 매일 청소하고 있으며

최근 몇달전부터 청소 시작한지 30여초 지나면

갑자기 힘이 훅 떨어지는 증상이 생긴 상태이다.

청소하는데 딱히 큰 문제는 없다보니

무시하고 계속 써 왔었는데

내부의 셀 중 하나가 성능이 많이 저하되면서

만충전상태로부터 빠른 시간내에

성능이 급 저하되나보다.. 짐작만 하고 있었다.

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이 짐작이 맞았는지는

수리후 증상이 그대로인지 여부를 보면 알 수 있으리라.

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상태 점검

어쨌건 점검 시작.

2번셀은 0V이고, 1번, 3번셀은 정상.

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배터리 팩을 특이하게 장착

원래 9.6V용인데, 3S를 넣을 공간이 없어서

저렇게 손잡이 윗부분을 따내고 팩을 끼워넣는 형태를 취했다.(지금 생각해도 디자인을 과감히 포기하고

기능성을 극대화한 좋은 선택이었음)

핸드셋 사용은 좀 불편하나, 유지보수에 효율적임.

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배터리팩은 충전/점검용 밸런스잭 하나와 메인파워용 딘스잭이 달려있다.

딘스책은 청소기 메인전원과 내부에서 연결된다.

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유지보수 편리

점검 및 유지보수하기가 많이 편하다.

고방전 배터리를 쓰면서 매일 극한 동작을 하다보니

의외로 배터리팩의 수명도 짧고 고장도 자주난다.

배터리 관련 고장 없이 3년은 버틴다.. 고 말하기도 자신 없을 정도이다.

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이 청소기는 배터리 관련 고장(수명/갑작스런 고장 모두 포함)이

이미 서너번 발생했었으며

청소기 기구 자체가 너무 만족스러워서 계속 손 봐 가며 쓰고 있는 중이다.

(여자들이 핸들링 하기 충분히 가벼우면서도

2S 쓰다가 3S로 셀 업그레이드 후 힘 역시 대폭 증가하여

밸런스가 극히 좋은 청소기가 되어 버렸음)

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배터리팩 반 매립

팩은 글루건으로 살짝 고정해 놓긴했으나

아래처럼 손힘만 살짝 주면 간단히 팩 전체가 빠진다.

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테스터기로 다시한번 확인차 찍어보아도

120% 가운데 셀이 죽어 버린게 확실하다.

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고장셀만 교체

가운데 셀만 교체해 주기로 했다.

※ 요즘은 리튬충전지 구입안한지 수년째라서,

쟁여놓은것을 무작정 낭비할 순 없으므로

고장난 셀만 교체해 주기로 했음.

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겉의 고열패브릭 테이프 벗겨내고,

속의 종이테이프 드러나게 한다.

종이테이프까지 벗겨내어

알맹이를 노출시킨다.

청소기 핸드셋 손잡이에 박아넣어야 하다보니

공간이 부족하여 배터리 홀더를 사용해 주지 못하였다.

대신 배터리 몸통간은 캡톤테이프로 보강하여

나중에 사고가 생기더라도

직접 쇼트나는 일은 최대한 막고자 하였다.

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팩 해체는 간단하다.

칼 끝을 이용하여 스팟용접된 니켈띠 가장자리를

살짝 들어 올려 준 뒤

그 끝을 니퍼로 잡고 뜯어내면 되므로 대단히 수월하다.

음극쪽은 양극보다 얇으므로 떼어낼 때 특히 더 주의할 것.

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이렇게 가운데 셀만 분리해 내었다.

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떼어낸 셀은 완전히 죽은 셀이므로(절대로 이건 살리지 못한다)

빨간 엑스표 그려놓고 다시 사용하는 일이 없도록 한다.

교체할 배터리도 옆에 가져다 놓음.

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원래는 니켈띠도 새걸 써 줘야하는데

밸런스 잭 납땜하기 귀찮아서 재활용 하였다.

배터리팩이 뒤틀리지 않도록

아이스바 막대를 덧대주고

다시 종이테이프로 팩 해주고

고열 패브릭 테이프로 겉커버링까지 해 주고

원래 위치에 끼워준 뒤

전원 버튼 눌렀는데... 이런 동작을 않는다.

찍어보니 배터리 팩에 전압이 전혀 안나온다.

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속으로 욕한마디 하고는 다시 뜯었다.

원인은 바로 찾았다.

니켈띠를 재활용하여 붙였는데,

스팟용접을 대충하다보니 약한부분이 떨어져 버렸음.

다시 스팟 몇번 쳐 준뒤,

종이테이프와 패브릭테이프로 포장후

전원 정상동작 테스트 한 뒤

청소기에 장착.

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밥먹여 주는중.

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최근 몇달동안 만충전 상태에서 청소기 동작시

1분도 못되어 힘이 떨어지는 현상이 있었는데

3셀중 한셀의 성능 저하로 의심하고 있었고

(귀찮아서 그냥 사용했었음)

과연 그 의심이 적절했는지는

내일 충전 완료후 청소기 사용해 보면 알 수 있을것이다.

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자작 배터리 팩의 경우

유지보수 고려하여 팩을 만들어 두게 되면

고장 발생시에도 최대한 적은 수고와 짧은 시간 투입으로

해당 셀만 교체후 수리가 가능하다.

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리튬이온 배터리 고장 유형

내 경험상 리튬이온셀의 경우 이렇게 갑작스럽게 한 셀이 죽어버리는 경우가 대부분이었으며

거의 대부분 진공청소기에서 이런 현상이 발생했다.

비슷한 중/고방전 충전지 쓰는 전동드릴에서는 아직까지 이런 일 없었다.

(어찌보면 총 사용 시간을 감안했을때 당연하지 않을까 싶기도 함)

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리튬이온셀이더라도 사용 환경에 따라 수명이 반영구적인것은 결단코 아니므로

청소기 등 극한 환경에서 사용하고자 할 경우에는

1년정도마다 배터리에 문제가 생긴다고 각오하고 사용하는게

정신건강에 좋을듯 싶다.

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(20230523)

셀 교체후 테스트

가운데 셀 교체후 작동시켜보니

1분여 가동시에도 예전처럼 힘이 떨어지는 현상이 더이상 발생하지 않고 있었다.

확실히 예전의 문제는 2번 셀이 급격히 힘 빠지는 현상이었고

그러다가 2번셀이 죽어버린 것으로 보인다.

아무런 전조증상 없이 죽은건 아니라 죽기전부터 상당 기간동안 전조가 있었음을 알 수 있었다.