인산철 파워뱅크를 만드는 방법

 안녕하세요, 이번에는 인산철 파워뱅크 만들기에 대해 알아보겠습니다. 인산철 파워뱅크란, 인산철(LiFePO4) 배터리 셀을 이용해 자신만의 휴대용 충전기를 만드는 DIY 프로젝트입니다. 인산철 배터리는 납산 배터리에 비해 용량이 크고, 수명이 길고, 안전성이 높은 장점이 있습니다. 인산철 파워뱅크를 만들기 위해서는 다음과 같은 목차로 구성된 내용을 참고하세요.

• 인산철 파워뱅크 만들기 준비물
• 인산철 배터리 팩 제작하기
• BMS와 적산계 설치하기
• 파워뱅크 케이스 가공하기
• 요약 및 마무리

1. 인산철 파워뱅크 만들기 준비물 

인산철 파워뱅크를 만들기 위해서는 다음과 같은 준비물이 필요합니다.

• 인산철 배터리 셀: 인산철 배터리 셀은 인산철 파워뱅크의 핵심 부품입니다. 인산철 배터리 셀은 각형, 파우치형, 원통형 등 다양한 형태로 제공됩니다. 각 셀의 용량과 전압에 따라 직렬과 병렬로 연결하여 원하는 용량과 전압의 배터리 팩을 만들 수 있습니다. 인산철 배터리 셀의 용량은 Ah(암페어시간) 단위로 표시되며, 전압은 V(볼트) 단위로 표시됩니다. 인산철 배터리 셀의 위탁전압은 3.2V~3.65V이며, 방전전압은 2.5V~3.0V입니다. 인산철 배터리 셀은 알리익스프레스나 이베이 등의 온라인 쇼핑몰에서 구매할 수 있습니다¹²
• BMS(Battery Management System): BMS는 배터리의 충방전을 관리하고, 셀의 밸런싱을 수행하는 회로입니다. BMS는 배터리의 과충전, 과방전, 과전류, 과열 등을 방지하고, 배터리의 수명과 안전성을 높여줍니다. BMS는 충방전 전류와 셀 수에 따라 다양한 모델이 있으므로, 자신의 배터리 팩에 맞는 BMS를 선택해야 합니다. BMS는 B- 단자, C- 단자, P- 단자, 셀 감지선 등으로 구성되어 있으며, 각 단자와 선의 역할은 다음과 같습니다.
  • B- 단자: 배터리 음극에 연결하는 단자입니다. BMS의 전원 공급과 셀 감지를 담당합니다.
  • C- 단자: 충전기 음극에 연결하는 단자입니다. 충전 시 BMS의 작동을 제어합니다.
  • P- 단자: 배터리 사용 음극에 연결하는 단자입니다. 방전 시 BMS의 작동을 제어합니다.
  • 셀 감지선: 각 셀의 양극에 연결하는 선입니다. 셀의 전압을 감지하고, 셀 밸런싱을 수행합니다. 셀 감지선의 색상과 순서는 BMS의 모델에 따라 다르므로, 사용 설명서를 참고해야 합니다. BMS는 알리익스프레스나 이베이 등의 온라인 쇼핑몰에서 구매할 수 있습니다³
• 적산계(Coulometer): 적산계는 배터리의 전압, 전류, 용량, 시간 등을 측정하고 표시하는 장치입니다. 적산계는 배터리의 잔량과 상태를 파악할 수 있게 해줍니다. 적산계는 B+ 단자, B- 단자, P+ 단자, P- 단자, 케이블 등으로 구성되어 있으며, 각 단자와 케이블의 역할은 다음과 같습니다.
  • B+ 단자: 배터리 양극에 연결하는 단자입니다. 배터리의 전압을 측정합니다.
  • B- 단자: 배터리 음극에 연결하는 단자입니다. 배터리의 전류를 측정합니다.
  • P+ 단자: 배터리 사용 양극에 연결하는 단자입니다. 배터리의 충방전을 제어합니다.
  • P- 단자: 배터리 사용 음극에 연결하는 단자입니다. 배터리의 충방전을 제어합니다.
  • 케이블: 적산계의 화면과 버튼을 연결하는 케이블입니다. 적산계의 설정과 표시를 담당합니다. 적산계는 알리익스프레스나 이베이 등의 온라인 쇼핑몰에서 구매할 수 있습니다.
• 파워뱅크 케이스: 파워뱅크 케이스는 배터리 팩과 부품들을 보호하고, 휴대하기 편하게 해주는 케이스입니다. 파워뱅크 케이스는 플라스틱, 금속, 나무 등 다양한 재질로 만들 수 있습니다. 파워뱅크 케이스는 내부 공간이 충분하고, 홀 가공이 용이하고, 견고하고, 방수되는 것이 좋습니다. 파워뱅크 케이스는 알리익스프레스나 이베이 등의 온라인 쇼핑몰에서 구매할 수 있으며, 직접 만들 수도 있습니다.
• 기타 부품: 인산철 파워뱅크를 만들기 위해서는 기타 부품들이 필요합니다. 기타 부품들은 다음과 같습니다.
• 충전기: 인산철 파워뱅크를 충전하기 위한 충전기입니다. 충전기는 인산철 배터리에 맞는 전압과 전류를 출력하는 것이 좋습니다. 충전기는 DC 충전기와 AC 충전기로 구분할 수 있습니다. DC 충전기는 태양광 패널, 차량 시거잭, DC 전원 공급기 등으로부터 전력을 공급받는

• 충전기: 인산철 파워뱅크를 충전하기 위한 충전기입니다. 충전기는 인산철 배터리에 맞는 전압과 전류를 출력하는 것이 좋습니다. 충전기는 DC 충전기와 AC 충전기로 구분할 수 있습니다. DC 충전기는 태양광 패널, 차량 시거잭, DC 전원 공급기 등으로부터 전력을 공급받는 충전기입니다. AC 충전기는 콘센트, AC 전원 공급기 등으로부터 전력을 공급받는 충전기입니다. DC 충전기는 보통 BMS의 C- 단자에 연결하고, AC 충전기는 보통 BMS의 P- 단자에 연결합니다. 충전기는 [알리익스프레스]나 [이베이] 등의 온라인 쇼핑몰에서 구매할 수 있습니다.
• 출력 커넥터: 인산철 파워뱅크의 출력 커넥터는 배터리의 전력을 사용할 수 있게 해주는 커넥터입니다. 출력 커넥터는 USB, DC 잭, 시거잭, 악어 클립 등 다양한 형태로 제공됩니다. 출력 커넥터는 적산계의 P+ 단자와 P- 단자에 연결하고, 파워뱅크 케이스에 홀을 뚫어서 고정합니다. 출력 커넥터는 [알리익스프레스]나 [이베이] 등의 온라인 쇼핑몰에서 구매할 수 있습니다.
• 스위치: 인산철 파워뱅크의 스위치는 배터리의 충방전을 제어할 수 있게 해주는 스위치입니다. 스위치는 푸시 버튼, 토글 스위치, 록커 스위치 등 다양한 형태로 제공됩니다. 스위치는 적산계의 P+ 단자와 P- 단자 사이에 연결하고, 파워뱅크 케이스에 홀을 뚫어서 고정합니다. 스위치는 [알리익스프레스]나 [이베이] 등의 온라인 쇼핑몰에서 구매할 수 있습니다.
• 접속선과 단자: 인산철 파워뱅크의 접속선과 단자는 배터리 셀과 부품들을 연결하기 위한 선과 단자입니다. 접속선은 AWG(American Wire Gauge) 단위로 표시되며, AWG 값이 작을수록 선의 굵기가 커집니다. 접속선은 배터리의 전류에 맞는 굵기를 선택해야 합니다. 단자는 배터리 셀과 접속선을 연결하기 위한 단자입니다. 단자는 납땜이나 접착제로 고정할 수 있습니다. 접속선과 단자는 [알리익스프레스]나 [이베이] 등의 온라인 쇼핑몰에서 구매할 수 있습니다.

2. 인산철 배터리 팩 제작하기

인산철 배터리 팩을 제작하기 위해서는 다음과 같은 순서로 진행합니다.

• 배터리 셀 연결하기: 배터리 셀을 직렬과 병렬로 연결하여 원하는 용량과 전압의 배터리 팩을 만듭니다. 배터리 셀을 연결할 때는 접속선과 단자를 사용하고, 납땜이나 접착제로 고정합니다. 배터리 셀을 연결할 때는 다음과 같은 규칙을 따릅니다.
  • 직렬 연결: 배터리 셀의 양극과 음극을 번갈아가며 연결하는 방식입니다. 직렬 연결을 하면 배터리 팩의 전압은 셀의 전압을 더한 값이 되고, 용량은 셀의 용량과 같습니다. 예를 들어, 3.2V 10Ah의 셀 4개를 직렬로 연결하면, 배터리 팩의 전압은 12.8V이고, 용량은 10Ah가 됩니다.
  • 병렬 연결: 배터리 셀의 양극끼리, 음극끼리 연결하는 방식입니다. 병렬 연결을 하면 배터리 팩의 전압은 셀의 전압과 같고, 용량은 셀의 용량을 더한 값이 됩니다. 예를 들어, 3.2V 10Ah의 셀 4개를 병렬로 연결하면, 배터리 팩의 전압은 3.2V이고, 용량은 40Ah가 됩니다.
  • 직렬-병렬 연결: 배터리 셀을 직렬로 연결한 후, 그 직렬 연결된 셀들을 병렬로 연결하는 방식입니다. 직렬-병렬 연결을 하면 배터리 팩의 전압은 셀의 전압을 더한 값이 되고, 용량은 셀의 용량을 더한 값이 됩니다. 예를 들어, 3.2V 10Ah의 셀 4개를 직렬로 연결한 후, 그 직렬 연결된 셀 4개를 병렬로 연결하면, 배터리 팩의 전압은 12.8V이고, 용량은 40Ah가 됩니다.
• BMS 연결하기: BMS를 배터리 팩에 연결하여 배터리의 충방전을 관리하고, 셀의 밸런싱을 수행합니다. BMS를 연결할 때는 B- 단자, C- 단자, P- 단자, 셀 감지선을 각각 배터리 팩의 음극, 충전기 음극, 배터리 사용 음극, 셀 양극에 연결합니다. BMS를 연결할 때는 다음과 같은 규칙을 따릅니다.
• B- 단자: BMS의 B- 단자는 배터리 팩의 음극에 연결합니다. B- 단자는 BMS의 전원 공급과 셀 감지를 담당합니다. B- 단자를 연결할 때는 가장 먼저 연결하고, 가장 나중에 분리해야 합니다. B- 단자를 연결할 때는 접속선과 단자를 사용하고, 납땜이나 접착제로 고정합니다.
• C- 단자: BMS의 C- 단자는 충전기의 음극에 연결합니다. C- 단자는 충전 시 BMS의 작동을 제어합니다. C- 단자를 연결할 때는 충전기의 전압과 전류가 BMS의 규격에 맞는지 확인해야 합니다. C- 단자를 연결할 때는 접속선과 단자를 사용하고, 납땜이나 접착제로 고정합니다.
• P- 단자: BMS의 P- 단자는 배터리 사용의 음극에 연결합니다. P- 단자는 방전 시 BMS의 작동을 제어합니다. P- 단자를 연결할 때는 배터리 사용의 전압과 전류가 BMS의 규격에 맞는지 확인해야 합니다. P- 단자를 연결할 때는 접속선과 단자를 사용하고, 납땜이나 접착제로 고정합니다.
• 셀 감지선: BMS의 셀 감지선은 각 셀의 양극에 연결합니다. 셀 감지선은 셀의 전압을 감지하고, 셀 밸런싱을 수행합니다. 셀 감지선을 연결할 때는 BMS의 모델에 따라 색상과 순서를 확인해야 합니다. 셀 감지선을 연결할 때는 접속선과 단자를 사용하고, 납땜이나 접착제로 고정합니다.

3. BMS와 적산계 설치하기

BMS와 적산계를 배터리 팩에 설치하기 위해서는 다음과 같은 순서로 진행합니다.

• BMS 설치하기: BMS를 배터리 팩에 고정하고, 케이블을 연결합니다. BMS를 고정할 때는 테이프나 접착제를 사용하고, 배터리 셀과 접촉하지 않도록 주의합니다. BMS의 케이블을 연결할 때는 다음과 같은 규칙을 따릅니다.
  • B- 단자: BMS의 B- 단자는 배터리 팩의 음극에 연결합니다. B- 단자는 BMS의 전원 공급과 셀 감지를 담당합니다. B- 단자를 연결할 때는 가장 먼저 연결하고, 가장 나중에 분리해야 합니다. B- 단자를 연결할 때는 접속선과 단자를 사용하고, 납땜이나 접착제로 고정합니다.
  • C- 단자: BMS의 C- 단자는 충전기의 음극에 연결합니다. C- 단자는 충전 시 BMS의 작동을 제어합니다. C- 단자를 연결할 때는 충전기의 전압과 전류가 BMS의 규격에 맞는지 확인해야 합니다. C- 단자를 연결할 때는 접속선과 단자를 사용하고, 납땜이나 접착제로 고정합니다.
  • P- 단자: BMS의 P- 단자는 배터리 사용의 음극에 연결합니다. P- 단자는 방전 시 BMS의 작동을 제어합니다. P- 단자를 연결할 때는 배터리 사용의 전압과 전류가 BMS의 규격에 맞는지 확인해야 합니다. P- 단자를 연결할 때는 접속선과 단자를 사용하고, 납땜이나 접착제로 고정합니다.
  • 셀 감지선: BMS의 셀 감지선은 각 셀의 양극에 연결합니다. 셀 감지선은 셀의 전압을 감지하고, 셀 밸런싱을 수행합니다. 셀 감지선을 연결할 때는 BMS의 모델에 따라 색상과 순서를 확인해야 합니다. 셀 감지선을 연결할 때는 접속선과 단자를 사용하고, 납땜이나 접착제로 고정합니다.
• 적산계 설치하기: 적산계를 배터리 팩에 고정하고, 케이블을 연결합니다. 적산계를 고정할 때는 테이프나 접착제를 사용하고, 배터리 셀과 접촉하지 않도록 주의합니다. 적산계의 케이블을 연결할 때는 다음과 같은 규칙을 따릅니다.
• B+ 단자: 적산계의 B+ 단자는 배터리 팩의 양극에 연결합니다. B+ 단자는 배터리의 전압을 측정합니다. B+ 단자를 연결할 때는 접속선과 단자를 사용하고, 납땜이나 접착제로 고정합니다.
• B- 단자: 적산계의 B- 단자는 배터리 팩의 음극에 연결합니다. B- 단자는 배터리의 전류를 측정합니다. B- 단자를 연결할 때는 접속선과 단자를 사용하고, 납땜이나 접착제로 고정합니다.
• P+ 단자: 적산계의 P+ 단자는 배터리 사용의 양극에 연결합니다. P+ 단자는 배터리의 충방전을 제어합니다. P+ 단자를 연결할 때는 접속선과 단자를 사용하고, 납땜이나 접착제로 고정합니다.
• P- 단자: 적산계의 P- 단자는 배터리 사용의 음극에 연결합니다. P- 단자는 배터리의 충방전을 제어합니다. P- 단자를 연결할 때는 접속선과 단자를 사용하고, 납땜이나 접착제로 고정합니다.
• 케이블: 적산계의 케이블은 적산계의 화면과 버튼을 연결하는 케이블입니다. 케이블은 적산계의 설정과 표시를 담당합니다. 케이블을 연결할 때는 적산계의 모델에 따라 색상과 순서를 확인해야 합니다. 케이블을 연결할 때는 접속선과 단자를 사용하고, 납땜이나 접착제로 고정합니다.

4. 파워뱅크 케이스 가공하기

파워뱅크 케이스를 가공하기 위해서는 다음과 같은 순서로 진행합니다.

• 케이스 선택하기: 파워뱅크 케이스는 플라스틱, 금속, 나무 등 다양한 재질로 만들 수 있습니다. 케이스는 내부 공간이 충분하고, 홀 가공이 용이하고, 견고하고, 방수되는 것이 좋습니다. 케이스는 [알리익스프레스]나 [이베이] 등의 온라인 쇼핑몰에서 구매할 수 있으며, 직접 만들 수도 있습니다.
• 케이스 측정하기: 케이스의 내부 치수와 외부 치수를 측정합니다. 케이스의 내부 치수는 배터리 팩과 부품들이 들어갈 수 있는지 확인하기 위해 필요합니다. 케이스의 외부 치수는 케이스에 홀을 뚫을 위치를 정하기 위해 필요합니다. 케이스를 측정할 때는 줄자나 테이프 측정기를 사용합니다.
• 케이스에 홀 뚫기: 케이스에 충전기, 출력 커넥터, 스위치, 적산계 화면 등을 설치하기 위해 홀을 뚫습니다. 케이스에 홀을 뚫을 때는 다음과 같은 규칙을 따릅니다.
• 홀의 위치와 크기를 정확하게 표시합니다. 홀의 위치와 크기는 부품의 모양과 크기에 맞게 정합니다. 홀의 위치와 크기를 표시할 때는 연필이나 펜을 사용합니다.
• 홀을 뚫기 전에 케이스를 고정합니다. 케이스를 고정하면 홀을 뚫을 때 케이스가 흔들리거나 움직이지 않습니다. 케이스를 고정할 때는 클램프나 테이프를 사용합니다.
• 홀을 뚫을 때는 드릴이나 나이프를 사용합니다. 드릴이나 나이프는 케이스의 재질에 맞는 것을 사용합니다. 드릴이나 나이프를 사용할 때는 안전장갑과 안경을 착용하고, 주의해서 작업합니다.
• 홀을 뚫은 후에 케이스를 깨끗하게 닦습니다. 케이스를 닦으면 홀 주변의 잔여물이나 날카로운 부분을 제거할 수 있습니다. 케이스를 닦을 때는 천이나 티슈를 사용합니다.

네, 알겠습니다. 인산철 파워뱅크를 만들기 위한 과정에 대해 계속 알아보겠습니다.

5. 요약 및 마무리

이 글에서는 인산철 파워뱅크 만들기에 대해 알아보았습니다. 인산철 파워뱅크란, 인산철(LiFePO4) 배터리 셀을 이용해 자신만의 휴대용 충전기를 만드는 DIY 프로젝트입니다. 인산철 파워뱅크를 만들기 위해서는 다음과 같은 방법을 따라야 합니다.

• 인산철 배터리 셀, BMS, 적산계, 파워뱅크 케이스, 기타 부품 등의 준비물을 구합니다.
• 배터리 셀을 직렬과 병렬로 연결하여 원하는 용량과 전압의 배터리 팩을 만듭니다.
• BMS를 배터리 팩에 연결하여 배터리의 충방전을 관리하고, 셀의 밸런싱을 수행합니다.
• 적산계를 배터리 팩에 연결하여 배터리의 전압, 전류, 용량, 시간 등을 측정하고 표시합니다.
• 파워뱅크 케이스를 가공하여 충전기, 출력 커넥터, 스위치, 적산계 화면 등을 설치합니다.

이상으로, 인산철 파워뱅크 만들기에 대한 포스팅을 마치겠습니다. 이 글이 인산철 파워뱅크를 만들고 싶은 분들에게 도움이 되었으면 좋겠습니다. 인산철 파워뱅크는 인산철 배터리의 용량과 수명, 안전성 등의 장점을 살릴 수 있는 훌륭한 DIY 프로젝트입니다. 인산철 파워뱅크를 만들면서, 인산철 배터리의 특성과 작동 원리를 이해하고, 전기와 전자의 기초 지식을 익히고, 손재주를 발휘하고, 재미를 느낄 수 있습니다. 감사합니다.

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