일렉트룩스 14.4V 무선청소기 에르고라피도 배터리로 개조 리필
- 니카드에서 고장전 리튬이온 18650 배터리로 -


지난 달 지인이 개조해서 사용하라고 준 배터리가 죽은 일렉트룩스 무선청소기다.
Electrolux Ergorapido 라고 써있는데 에르고라피도라고 읽는 듯 하다.
다이슨이나 LG의 고급 청소기 이전부터 마트에서 보았던 제품으로 챠이슨 이전에 중저가 모델로 자리매김한 것 같은 느낌이다.

각설,
주말에 마음먹고 리튬이온으로 배터리 개조 리필을 시도해본다.
충전거치대가 있다면 개조에 조금 고민을 해봐야겠지만 본체만 있어 가볍게 DC잭으로 충전하기로 한다.



작업 로그


청소기 배터리 리필이야 적잖게 작업해와서 그다지 어렵지 않게 진행했지만,,
4S BMS에 밸런싱 케이블과 같은 납땜 작업이 많아 살짝 귀찮은 작업이긴 하다.


특이 이 제품의 경우 2 in 1으로 중앙 메인 청소기부분이 탈거가 되어 스틱형핸디형으로 겸용이 가능하다.

따라서 이 녀석만 작업을 해주면 되는데,,
문제는 핸들의 스위치랑 동조하는 사진에 보이는 4개의 단자를 그대로 살려야 한다.



본체 4개의 핀이 스틱 본체의 손잡이와 연결되어 있다.




별나사(?) 5개를 풀어주면 본체는 쉽게 열린다.

처음보는 조그마한 니카드(?) 배터리가 보인다.
전체 11개가 직렬고 연결되어 있고 1,300mAh 용량이다.
니카드 배터리는 싸고 효율이 좋지만 메모리효과 때문에 요즘은 리튬이온으로 바뀌는 추세다.



조립시 수리가 쉽도록 별나사를 일반 십자 나사로 교체해주었다.








4개의 LG고방전 배터리40A BMS 모듈을 사용할 생각이다.
결과 14.4V에서 16.8V로 조금 높아지지만 모터와 회로 스펙안이라 크게 문제가 되지는 않을 듯 싶다.

BMS는 알리익스프레스에서 구입했고,
배터리는 중고 배터리팩을 해체하여 양품만 선별해서 밸런싱을 마친 상태다.



리필할 리튬이온 18650 배터리다.
LG화학 HD2 제품으로 2,000mAh 고방전으로 중고제품이다.
아래 일련번호중 처음부터 4개의 코드로 제조일자를 알 수 있다.
이제품은 2017년 12월 제품으로 LG 청소기에서 나온제품이다.



자작한 배터리 테스터로 내부저항이 비교적 양호한 녀석 4개를 골라 작업했다.
출고시 내부저항값은 25m옴(0.025옴)으로 3배정도 높아져 있지만 비교적 양호한 수준이다.

+
사용한 테스터기는 아두이노로 제작했으며 자작제품이라 신뢰도는 떨어지지만 충분히 참고할만한 수준이다.
아래 관련글을 참고하자




위치를 잡아본다.
앞쪽에 3개 손잡이 부분에 1개를 장착할 수 있다.



보호회로는 상단에 충분히 들어갈만한 공간이 있다.
작업후 위쪽으로 살짝 덮는 구조로 체결하면 될 듯 싶다.



기존의 플라스틱 프레임은 사용할 수 없으니,,
배터리가 모터에 직접 접촉 충격을 대비해서 스펀지 테잎을 붙여주었다.







배터리 스폿


양극을 드레멜로 간 다음에 알미납을 이용해 납땜을 진행해도 되지만,,
스폿용접기가 있으니 니켈바를 스폿해주고 니켈에 납땜을 해주기로 한다.



구조상 사진처럼 개별로 스폿을 치고 각자 구부린 후 사용할 것이다.



구부린 후 미리 납을 먹인 모습..



밸런싱 항공단자와 연결할 케이블을 미리 결선해주었다.



사용한 케이블은,,
망가져 버려진 선풍기에서 적출한 케이블이다.
선풍기에서는 회전과 풍속을 선택하는 용도로 받침대 본체에서 헤드까지 연결하는 데 사용하는 케이블인데,,
꽤 튼실해서 밸런싱용으로 제격이다.



자리를 잡아가며 납땜을 해준다.
역시 배터리 연결에 사용된 케이블은 220V 16A 코드선에서 적출한 전선이다.
기존에 사용된 케이블보다 심선이 두 배정도 두껍다.









충전잭 가공


BMS를 내부에 넣어둘 생각이라 충전을 위한 DC잭(왼쪽)만 달아도 된다.
하지만, BMS가 밸런싱 작업 속도가 느려 iMAX b6와 같은 외부 밸런싱을 지원하는 충전기를 위해 따로 항공잭을 달아주기로 했다.

보험 또는 리페어 용도다.
이 항공잭으로 밸런싱 상태를 체크할 수 있으며 셀별 충전 혹은 교정작업이 가능하다.



4S 밸런싱 체크및 충전을 할 때 사용할 자작한 케이블이다.
자가 사용할 경우 셀별로 하나씩만 만들어 두면 편하다.



충전잭은 11.5mm로 측정된다.
12mm 홀가공하면 된다.



밸런싱잭은 12.52mm
13mm 정도로 가공해도 크게 무리가 없다.



미리 조그마한 비트로 구멍을 뚫고,,
스텝드릴비트로 가공을 해야 실패가 없다.

메인 컨트롤 기판 간섭을 피해 끝쪽으로 위치를 시켰다.
끝쪽으로 커버를 고정할 나사기둥이 있으니 잘 살피면서 위치를 잡아야 한다.



커버에 알루미늄이 있어 가공시 주의를 요한다.
위에 충전용 DC잭을 아래는 밸런싱용 항공단자를 달아주었다.







밸런싱 단자는 배터리 직결이라 쇼트시 살짝 위험해 전용 커버로 보호해주었다.



뒷면의 모습이다.
각 단자에 케이블을 납땜해주면 된다.
미리 납땜을 하고 달아주면 편하긴 하지만, 생각나는대로 진행하다보니,,,
^^;;



각 단자에  전선 납땜을 해준다.

항공잭은 앞서 BMS단자에서 빼둔 케이블을 순서대로 납땜했다.
보통 항공잭의 결선방법은 정석은 없고 자신만의 룰로 만들어주면 되는데,
1셀부터 --> 4셀까지 12시 방향부터 시계방향으로 체결해주었다.
이때 뒤쪽에서보면 시계반대방향이다.

사용된 케이블 역시 충분히 허용전류가 높아 충전은 5A까지는 크게 무리 없이 가능할 듯하다.



 납땜작업이 끝났다.
기존에는 배터리와 회로가 직결되었다면,,
지금은 배티리와 회로사이에 BMS를 거치고 옵션으로 각각의 배터리 단잔에서 케이블을 빼서 BMS에 연결을 하니,,
꽤 어지러워 보인다.



메인 회로에서 나온 온도센서는 배터리에 붙여두었다.
아마도 충전시 보호장치일거라고 생각이 들고 개조한 충전방식에서는 크게 도움이 안되는 듯 싶기는 하다.









케이블을 내부 공간에 넣고,
조립을 시작한다.



배터리 단자마다 캡톤테이프로 절연을 했고,
보호회로도 모터 팬 위쪽 높이에 맞추어 케이스 간섭없이 자리를 잡아주었다.



커버를 닫고 완성했다.
앞서 얘기했듯이 십자나사로 교체해서 언제든 쉽게 수리가 가능하도록 했다.




스틱형 프레임에 안착한 모습
청소까지해서 그럭저럭 괜찮아 보인다.







충전


충전용 DC잭으로 배터리의 전압을 체크가 가능하다.
배터리 전압체크 도구도 전압계로 직접 자작했는데,, 자작을 많이 한다면 하나씩 만들어 두면 편하다.



충전은 4S 전용 충전기로 가능하다.
평소에는 간단하게 전용충전기로 DC잭을 이용하여 충전하면 될 것 같다.


참고로
이렇게 전용충전기로 충전할 경우,,

4개의 셀중에 하나라도 만충 전압인 4.2V에 이르면 충전기가 녹색으로 변하는데 이때가 BMS가 동작하는 시점이다.
이상태가 되면 충전기는 잠시 충전을 멈추고 4.2V에 이른 셀을 저항으로 일부 소모를 시키다.
그리고 다시 충전!! 이 동작을 반복하면서 다른 셀들이 조금씩 충전이 되어 결국 모든 셀이 완충되는 방식이다.
녹색이 되더라도 한동안 충전기를 꽂아두어야 하는 이유이다.
이 과정에서 충전기의 빨간색과 녹색이 빠르게 서로 바뀌는 것을 볼 수 있다.




외부 밸런싱을 지원하는 iMAX b6로 충전하는 모습이다.
위 전용충전기로 충전할 경우 모든 셀이 만충에 이르는데 꽤 많은 시간이 소요된다.

이때 외부 밸런싱 충전기를 사용하면,,
충전기의 밸런싱 전류 스펙에따라 비교적 빠르게 밸런싱을 마무리할 수 있다.
이를 위해 DC잭과 밸런싱 잭을 모두 충전기에 연결해주어야 한다.

위 사진은 3A로 4S 모드로 충전하는 모습이다.



밸런싱 충전기는 사진에서 보이는 것 처럼 충전중 각셀의 전압을 확인할 수 있다.








시연영상



스틱형모드로 시연중인 모습




핸디청소기모를 제대로 사용하려면 따로 악세사리가 필요한 듯..
이 상태론 그저그래서 거의 사용을 안할 것 같다.








나름 깔끔하게 작업하려고 애썼다.
일렉트룩스 청소기는 처음인데 회전이나 라이팅도 되고 그럭저럭 성능도 괜찮다.
충전독이 있었다면 조금 더 고민했을테지만 이런식의 개조작업도 나쁘지는 않아보인다.
며칠 동안 사용해보고 자가사용할지 시골에 가져다 둘지 고민을 해봐야겠다.


이상으로 주말 호작질을 마무리한다.



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