40A 캠핑용 대용량 파워뱅크 만들기

- 재활용 소품을 활용하여 간단하게 만들어 보자 -



올초에 스폿용접기를 만들고나서 훗날 대용량의 파워뱅크를 만들겠지 싶었다.
그런데 당장 쓸일이 없어 적잖은 돈을 들여 큰 용량의 파워뱅크를 만들 당위성이 없었다가,,
스폿도 필요없는 4A(4,000mA)짜리의 리튬폴리머 중고셀을 구할 기회가 되어 주말에 가볍게 만들어보았다.

케이스는 재활용 쓰레기장에서 주워온 알루미늄 캠코더 케이스를 활용했다.
리튬폴리머라 이온보다는 폭발에 더 안전하다고 알려저 있어 알루미늄 케이스이면 훌륭하다 싶다.
사실 케이스로 따지면 맥뱅(맥주캔 파워뱅크)이 가장 위험하긴 하다.






배터리 구입 후 1주일에 걸쳐 만충전과 자연밸런싱으로 그리고 각각 셀별로 분리해 전압 상태를 체크했다.
크게 이상이 발견되지 않아 3S10P(3 Serial, 10 Parallel)로 묶어 40A 배터리팩을 제작했다.

사용된 BMS는 30A라서 충분히 넉넉하다.
(모비쿨, 4A, LED등 1A, USB 충전 1A, .... 등등 생각해보면 실사용 10A 넘길 일이 많을 것 같지는 않다)
특히 6A만 사용해도 열이 상당해 특수한 용도가 아니면 함께 사용을 권하고 싶지는 않다.

알리에서 주문한 실리콘 케이블과 XT60 커넥트가 오면 추가 작업 후 완성할 계획이라,,
간단하게 묶어 땜질을 해주고 밸런싱 케이블은 나중에 달아주기로 했다.


두 개의 미니 단자대를 이용하여 3S로 작업한 리튬폴리머 셀을 BMS에 병합했고 셀별로 밸런싱케이블을 빼 주었다.
출력단은 XT60 소켓을 이용하여 스위치에 결선했다.

전면패널은 원래있었던 스폰지재질의 완충재를 임시로 사용했는데,,
고정의 목적이고 불에 약한 소재라 조만간 교체할 생각이다.



XT60 단자를 이용하여 출력단을 연결했다.
충전시에는 소켓을 분리해서 충전기 출력 단자에 XT60을 그대로 사용하면 된다.





밸런싱은 옵션이 아니라 필수다!!
밸런싱 충전을 위한 케이블을 따로 뺐다.



훗날 죽은 셀을 쉽게 체크할 수 있고,
배터리 체결이 쉽도록 미니 단자대를 이용했다.

이렇게 하면 전압에 이상이 생기면 한 셀씩 분리해서 체크가 용이할 것이다.




결선은 대충 위와같다.

지저분해서 복잡해 보여도 배터리와 DC잭이나 시거잭 연결 사이에 스위치(15A)를 달아준 게 전부다.
사실 작은 보조 배터리나 맥뱅이나 다 그것이 그거다. ㅎ
복잡하고 이런저런 단자들을 추가해봤자 단가만 늘어나고 위험요소도 함께 늘어난다.
다만 사용기기에 따른 허용전류에 따라서 부품들이 달라지니 유념해야한다.


중고 배터리팩 분리하다가 나온 10A 퓨즈를 스위치 출력단에 물렸고,
(안전상 퓨즈를 10A로 달고보니 30A BMS가 오버스펙이긴하다)

참고로 10A 퓨즈에 사용된 전선 굵기두께를 가늠해보니,
컴퓨터 파워에서 적출한 케이블도 굵기두께가 비슷하여 10A까지는 커버될 것 같다.


혹시 몰라 대전류잭에 물린 입력단은 케이블 18 awg 2개(Max 32A)로 보강했으니 열로 녹는 일은 없겠지 싶다.
명세기 대용량 파워뱅크 답게 대전류 DC잭 1개, 소전류 DC잭 2개 그리고 모비쿨 사용을 위해 시거잭을 달아주었다.
5V는 컴퓨터 메인보드에서 적출한 소켓시거잭 충전기 기판을 이용하여 꾸몄다.

대전류잭은 급한대로 밸런싱없이 3S 충전기를 사용할 수 있도록 스위치를 통하지 않고 직결했고,
고속 밸런싱 충전은 케이스를 열어서 밸런싱 케이블과 XT60 소켓을 분리해서 사용한다.


+
여튼 동시 사용 15A 이상이면 스위치가 녹겠지만,,
사용 패턴상 그럴 일은 없어보이고 혹 작은 릴레이 하나를 구하게 되면 추가로 달아주면 좋을 것 같기는 하다.


+
퓨즈는 차량용 퓨즈 소켓으로 연결할 생각으로 제거했다.
소켓은 알리익스프레스에서 주문한 상태다.






테스트



대출 결선 후 캠핑용 냉동고 모비쿨 MCF-40에 물려보았다.
12V에 4A(24W에 2A)  48W를 쓰는 녀석이다.

상온에서 -2도까지 2% 사용,,,
동작은 OK다.






대충 재료를 보면,,


배터리 : 54,000원(3S10P), 카페 중고장터에서 4000mA 셀당 1800원
BMS : 3S40A, 4,500원
배터리 잔량계 : 중국 Aliexpress, 3.6$ (대략, 4000원)
방수 시거소켓 : 2,750원
단자대 :
2개 2000원
DC잭
: 중국에서 대량 구입..
XT60 소켓 : 중국에서 대량 구입
밸런싱 케이블 : 재활용


케이스 포함하여 나머지 소품은 대부분 재활용이다.
USB 충전소켓은 컴퓨터 메인보드에서 자르고,
5V StepDown모듈은 차량용 충전기를 분해해서 사용
사용된 전선은 컴퓨터 파워에서 적출
등등...

의미(?)없는 총 비용 대략 6만 7천원 정도이다.
시중에 40A면 대충은 어림잡아 40만원 정도 하지 싶다.
(지금까지 DIY 명목하에 시행착오에 들어간 돈이 적잖고 그럴때마다 불용품만 쌓여가고 있다. ㅎ)



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40A 용량이면 계산상 모비쿨 딱 10시간 사용가능하지만,,
일단 설정된 온도까지 떨어지면 유지하는데는 많은 전력이 필요없어 생각보다는 오래 쓰겠지 싶다.
물론 사용된 배터리가 모두 정상이고 날씨란 변수가 없을 때의 얘기다.


주말에 뚝딱 만들어 본 허접(?)한 파워뱅크다.
하지만, 본 글은 제작관련해서 간단하게 기술한 바 초보자를 위한 글은 아님을 밝히고,,
아울러 배터리관련 지식만 확실하게 숙지하면 쉽게 만들 수 있다는 걸 보여주기 위한 글이기도 하다.


이로써 막연했던 오지캠이란 단어가 조금은 선명해지는 느낌이다.




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