챠이슨(?) 디베아 D18 충전 안 되는 증상 자가 수리 - 18650 배터리 리필

 

먼저 배터리 리필 관련 수리기이지만,,
최근에 합법적(?)으로 리필에 필요한 배터리를 구하기가 어려워져서 조금은 망설인 포스팅임을 밝힌다.

먼저, 작업 난이도와 상관없이 리필할 배터리와 스폿용접기도 없다면 과감히 자가 리필을 포기하는 것을 추천한다.

소위 'KC'인증이 없는 배터리는 살수도 팔 수도 없다.
그래서 망가진 부품에서 적출해서 재사용하는 방법이외에 2020년 1월 개인이 할 수 있는 방법은 현재로선 어렵다.

보호회로가 없는 제품은 오픈마켓을 포함 모든 거래가 불법이다.

뭐 다른 청소기에서 빼둔 배터리가 있고,,
스폿용접기가 있다라는 가정에서 직접 작업하려는 분들을 위해 리필 작업 로그를 올려본다.

 

왠지 배터리 관련 법이,,
개인적으로 '구더기 무서와 장 담그지 말라'는 법인 듯 싶다.

 

 

 

각설하고,,
회사의 동료가 망가진 청소기의 배터리부분과 아답터만 가져와서 충전이 안되는 증상을 의뢰했다.
보통 배터리가 죽을 경우 아답터를 연결하면 LED는 들어와야하는데,,

LED도 반응이 없어서,, 배터리가 죽은 건지 회로가 망가진 건지 육안으로는 가늠이 어려웠다.
더구나 배터리를 구하려고 알아봤지만 구할 수 없어서 포기하려다,,
집에 몇 개의 고방전 배터리가 남은게 있어 들고 왔다.

 

 

 

 

가장 먼저 아답터의 고장 여부를 판별한다.
26V/0.45A 출력의 작은 아답터다.

청소기의 특성상 사용시간보다 대기 시간이 많기에 충전전류가 작은게 여러모로 유리하다.

 

 

전압은 잘 나와 아답터 이상은 아닌걸로 판단된다.

물론 콘덴서가 오래되어 부푼 경우 부하를 물리면 전압 드롭이 심하게 생기는 경우는 있으나,,
5~6년 이상 사용한 제품이 아니면 그런 경우는 극히 드물다고 생각된다.

 

 

 

 

본체의 스페을 보니 D18 이라는 모델명,

Rated Voltage 가 22.2V이고, 120W라고 표기되어 있다.
청소기 모터는 비교적 높은 전력이 필요한데, 전압을 높이면 전류를 줄일 수 있으니 여러모로 유리하다.
- 전압을 높이면 케이블 두께가 그만큼 얇아도 되고 배터리도 저렴한 걸로 사용가능하다 ㅋ -
결과 22V에서 5A정도로 중방전 배터리로도 리필이 가능하다.

마지막으로 친절(?)하게도 사용할 아답터와의 전압이 표기되어 있다.

 

 

 

수술 시작

아래 충전용 DC잭과 동작 시그널을 위한 중간에 마이크로 스위치가 위치해 있다.

 

 

배터리팩이 사진처럼 빠진다.
중국산 셀 6개가 직렬로 회로에 직결되어 있고, LED, DC잭, 스위치가 케이블로 나와있는 간단한 구성이다.

 

 

 

배터리 분석작업

 

반대편의 기판 모습이다.
사진에 표기된 단자에 테스터기를 이용하여 전압을 체크한다.

B- 부터 B1->B2->B3->B4->B5->B+ 순으로 6개의 셀이 직렬로 연결되어 있는 구조다.
따라서 각 단자간 전압을 재면 셀들의 전압을 측정할 수 있다.

 

참고로,,
이 기판이 26V의 충전전류가 들어오면 내부적으로 25.2V(=4.2x6)로 변환하여 충전을 하게되고,
각 셀간 전압을 탐지하여 모든 셀이 만충 혹은 방전(2.7V~3.0V) 컷을 컨트롤 한다.

리튬이온의 배터리는 2.7V 이하는 교체한다고 생각하면 된다.

 

 

B-과 B1 사이의 전압을 측정해보니 2.1V
재사용이 애매(?)한 전압이다.
충전 후 당장 쓸 수는 있지만 오래 못 쓸것 같아 교체!!

 

 

 

 

B1 <--> B2 사이의 전압이 -9.23V다.

죽은 배터리다.
배터리가 죽어 연결된 배터리때문에 전위차가 바뀐증상

 

 

전체적으로 점검한 결과다.
2번째 셀이 죽어, B- <--> B+ 사이의 최종 전압이 0V라서 배터리 연결이 안된 것과 같다.

이 경우 2번째 셀만 교체해서 살릴 수는 있겠으나,,
상태가 비슷한 배터리가 직렬로 연결되어야 나머지 배터리도 제대로된 성능을 내서 오래 사용할 수 있기에,,
같은 스펙과 성능의 배터리로 모두 교체하는 것을 추천한다.

 

 

배터리팩 분리작업

 

상단 기판 분리작업

수동 납흡입기로 니켈이 납땜되어 있는 부분의 납을 제거한다.

팁이라면,, 유연납을 조금 덧방해주고, 작업하면 쉽게 제거가 가능하다.
따로 포스팅할 생각이지만 수동 납흡입기 또한  실리콘 튜브를 씌워주면 작업효율이 올라간다.

 

 

납을 제거한 사진이다.

 

 

B+ 단자만 제외하고 B- 부터 B5까지 납을 제거해주면 기판이 분리된다.

 

 

 

 

왼쪽이 메인 기판이다.
충방전을 컨트롤하고, 스위치 신호에 따라 출력 단자에 전원을 인가하는 역할을 한다.
기판은 깔끔한 편이나 온도 센서가 없는 것이 조금 아쉽다.

 

 

배터리팩의 양쪽 사이드 커버를 벗겨내고 배열을 확인한다.
나중에 햇갈릴 수 있으니 사진으로 남겨두면 더 좋을 듯 싶다.

 

 

배열을 기억해두고,,
니퍼로 과감하게 스폿용접된 니켈을 분리한다.

 

 

SunPower 제품인 듯 싶다.
뭐 정확한 스펙을 모르겠으나,, 그냥 평타수준의 배터리임을 디베아라는 브랜드에 비추어 가늠할 수 있다.

 

 

 

 

스폿용접

 

2K 링코어로 만든 자작 스폿용접기다.
제법 신경써서 만들어서 성능까지 자랑할만한 수준은 되는 것 같다. ㅎ

앞서 말했지만 스폿용접기가 없다면,,,
배터리 리필 작업은 힘들다.

 

 

배터리가 새거라면 필요없는 작업이고 중고(?) 배터리를 가지고 리필할 배터리를 준비하는 과정이다.

일명 갈갈이라고 불리는 미니 선반으로 제작한 연마도구인데,,
중고배터리를 적출하는 과정에서 남아 있는 니켈찌꺼기를 제거하는 데 사용한다.

그래야 스폿용접시 깔끔하게 작업이 가능하다.

 

리필로 사용할 배터리는 파나소닉의 CGR18650CH으로 10A 방전의 2250mAh 용량의 배터리다.

 

 

스폿 자국을 정리한 모습

 

 

0.2t 두께의 니켈 도금바다.
앞서 스펙계산을 통해 5A 정도를 사용하기에 0.2t 이상을 사용해야한다.

니켈바도 다양해서 두께 말고도 도금이 있고 순니켈이 있는데,,
가격도 있지만,, 도금된 니켈을 많이 사용하는 편이다.

하지만 파워뱅크 제작과 같은 허용전류가 클 경우 순니켈을 사용하는 것을 추천한다.

 

 

적당한 길이로 컷팅해서,,
스폿기로 용접한 모습이다.

 

 

 

 

기판의 홀에 들어가는 부분을 컷팅 해주기 위해 표시한 모습..

 

적절하게 컷팅을 한 후 메인 기판에,,
그대로 결합하고 납땜을 해준다.

 

 

B+가는 라인도 사진처럼 정리해서 납땜해줌.

 

 

커버를 닫고,,
약해진 접착력에 떨어지는 것을 방지하기 위해 테이핑으로 마감해준다.

 

 

 

 

테스트

 

B-와 B+ 사이에 6개 배터리를 더한 전압이 나오는지 체크
3.6V대로 보관중이던 배터리라 21.77V로 정상이다.

 

 

스위치 시그널에 출력 포트에 전압이 잡히는지 테스트
역시 정상이다.

 

 

마지막으로 아답터를 연결,,
LED가 켜지면서 충전이 된다.

 

 

 

모터달린 본체가 없어서 실제 테스트는 여기까지 하고 작업을 마무리했다.

 

 

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.

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이렇게 디베아 D18 이라는 제품의 속을 들여다 봤다.
기존에 전압이 낮아진 원인이 배터리 셀 자체의 불량 이라면 이렇게 리필로 해결되겠지만,,
회로의 문제가 있다면 사용하면서 또 비슷한 증상이 나올 듯 싶기도 하다.

뭐 사용습관에 다르겠지만 한동안 무리없이 사용할 듯 싶다.

 

첨언하면,,
이 제품같이 여러 개의 셀이 직렬로 이루어진 배터리팩은 회로가 중요한데,,
사용시 6개 중 한 셀만 2.7V 이하로 내려가도 사용이 중지되며,,
충선시 한 셀만 4.2V가 되어도 충전이 완료된다.

하지만 모든 셀이 용량과 상태가 다르기 때문에 충전시 어느 한 셀이라도 4.2V에 이르게 되면,,
그 셀을 일부 방전시켜(패시브방식) 다른 셀들이 충전될 수 있도록 회로가 관여를 한다.

 

따라서,,
충전이 완료되었더라도 바로 아답터를 빼지말고,,
한 두 시간 꽂아두어야 전체 셀이 완벽하게 충전이되고 제대로된 성능을 낼 수 있다.

제품 설명에 별다른 얘기가 없다면 충전이 완료되더라도 한 동안 충전기를 콘센트에 꽂아두는 것을 추천한다

고가의 제품에서 선택하고 있는 액티브 방식의 충전은 각 셀별로 개별 충전을 하게 되는데 이 경우는 예외다.
자세한 사항은 제품 설명서를 참고하자.

 

 

마지막으로,,
서두에 밝혔지만 현재 배터리는 보호회로가 없는 KC 인증 제품이 아니면 거래가 불법이다.
따라서 DIY는 제약이 많으니 참고만 하면 될 듯 싶다.

 

 

 

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