전기자전거 전동 킥보드 배터리 제작 정비 DIY 모빌리티 리튬 배터리 팩 교과서

리튬 배터리를 사용한 전기 자전거를 포함하는 퍼스널 모빌리티 리튬 배터리 팩 제작 방법

황인관 지음

티지북스 2024년 05월 01일 출간

작품소개

책소개

이 책은 전기 자전거, 스쿠터 및 휠체어와 같은 개인용 이동 장치와 전기 자동차 배터리 팩을 만들고 관리하고 수리하는 데 필요한 모든 정보를 제공하도록 설계되었습니다.

첫번째로 올바른 배터리 셀 선택, 적절한 배선 선택 및 구성 요소 조립을 포함하여 처음부터 자신만의 배터리 팩을 구축하는 단계별 프로세스를 안내합니다.
다양한 유형의 배터리 셀, 화학적 특성, 더 큰 배터리 팩을 만들기 위해 결합하는 방법을 포함하여 배터리 설계 및 구성의 기본 원리를 다룰 것입니다. 또한 용량, 전압 및 사이클 수명과 같은 배터리 성능에 영향을 미치는 요소에 대해서도 논의합니다.

두번째로는 배터리 관리 시스템(BMS)의 세계를 소개하고 배터리 팩의 수명과 안전성을 보장하는 데 있어 BMS의 중요성을 설명합니다. BMS 선택, 설치 및 문제 해결과 같은 주제를 다룰 것입니다.
다양한 구성 요소, 기능 및 배터리 팩에 통합되는 방식을 포함하여 배터리 관리 시스템의 기술에 대해 자세히 알아봅니다. 또한 적절한 배터리 유지 관리의 중요성과 잘 설계된 BMS가 배터리 팩의 수명과 안전성을 보장하는 데 어떻게 도움이 되는지에 대해서도 논의할 것입니다.

마지막 세번째로 3부에서는 배터리 팩을 수리하고 재사용하는 방법을 알려주고 시간이 지남에 따라 발생할 수 있는 일반적인 문제를 식별하고 해결하기 위한 팁과 기술을 제공합니다.
시간이 지남에 따라 배터리 팩에서 발생할 수 있는 일반적인 문제와 이러한 문제를 진단하고 해결하는 기술을 포함하여 배터리 수리 및 재사용에 대한 주제를 살펴봅니다

이 책은 개인용 이동 장치의 실용적인 응용부터 에너지 저장 및 지속 가능성의 미래에 대한 광범위한 영향에 이르기까지 배터리 기술에 대한 포괄적인 개요를 제공합니다. 이 흥미진진하고 빠르게 발전하는 분야에 대해 더 배우고자 하는 학생과 전문가 모두에게 훌륭한 리소스입니다.

퍼스널 모빌리티 장치를 한 단계 업그레이드하려는 DIY 매니아이든 단순히 값비싼 배터리 교체 비용을 절약하려는 사람이든 이 책은 완벽한 가이드가 될 것입니다.
또한 나만의 개인 배터리 팩을 만들고, 관리 및 수리하는 방법을 배울수있습니다.

목차

PART 1. 배터리 제작 준비 8
전기 기초 상식 10
배터리 종류와 특징 14
18650 / 21700 전동기용 리듐 이온 배터리 선택을 위한 스팩 이해 하기 16
배터리 주요 스팩 표기 간략 설명표 16
방전율과 용량의 관계에 영향을 미치는 요인 17
배터리 스폿 용접기 / Battery Spot Welder 18
1. 스폿 용접기 종류 18
2. 용접기 핸들 종류와 장점 단점 분석 19
스폿 용접기 사용전 준비 기능 알아보기 20
1. 스폿 용접기 주요 부위 명칭 20
2. 스폿 용접기 사용 설정 매뉴얼 & 개념 20
3. 스폿 용접기 니들 ( 바늘 ) 관리 21
4. 니켈 시트 재질 선택과 허용 전류 21
5. 스폿 용접 시간 설정 Spot time 25
6. 펄스 스폿 횟수 Pulse spot count 26
7. 펄스 스폿 인터벌 Pulse spot interval 26
8. 전압 Voltage 26
TIP 01 .18650 배터리 직접 납땜 관련 정보 ALMIT SOLDER / 알미납 27
TIP 02 . 배터리 전극 납땜 방법 27
배터리 주요 스팩 표기 설명 29
리듐 이온 실린더형 배터리 크기 정보 18650 / 21700 29
배터리 팩 제작 전에 알아야 할 필수 주의 사항과 배터리 점검과 준비 작업 30
1. 배터리 내부 구조와 사용 주의 사항 30
2. 페이퍼 절연 링 추가하기 30
3. 파손된 PVC 피복 교체하기 31
4. 배터리 팩 전압 결정하는 방법과 직렬연결 32
5. 배터리 용량 결정하기 병렬 연결 / Ah, Parallel 33
6. 배터리 디자인 결정과 배터리팩 압축 포장을 위한 수축 튜브 크기 미리 계산하기 35
배터리 팩 조립 시작하기 37
1. 배터리 전압 점검 배터리 셀 전압 체크 37
2. 베터리 제작전 배터리 패턴 이해하기 38
3. BMS 설치 하기 49
4. 밸런스 케이블 연결 및 BMS 배선 계획하기 50
5. PVC 튜브 사용 배터리 완성 하기 56
다양한 형태의 배터리팩 디자인 방법과 제작과 응용하는 방법 57
사각형 모양으로 배터리팩 제작 하는 방법 57
전동 킥보드 슬립형, 자전거 프레임 내장형, 짐받이 배터리 케이스 장착형 제작하는 방법 59
다양한 배터리팩 디자인 적용 예제 60
48V 버전 배터리 내장형 케이스 특수 버전 제작 방법과, 배터리 병목 현상 61
전류 병목현상 방지를 위한 스폿 용접 작업 64
원통형, 타워형 배터리팩 디자인 방법과 제작 에제 67
사각 블럭형 배터리 홀더를 이용한 배터리 제작 방법 69
완성형 배터리 홀더 케이스를 이용한 배터리 팩 제작 70
완성형 방식 홀더 사용과 작업 방식 예제 70
Qulbix 140S 고성능 DIY바이크 배터리 패턴 셈플, 사선형 방식 & 배터리 홀더 72
XT150 고출력 커넥터 조립하기 75
22S 11P 55Ah 고출력 배터리 싱글 팩 79
PART 2. BMS / 배터리 관리 시스템 자세히 알아보기 80
배터리 관리 장치 Battery Management System 핵심 주요 기능 요약 81
BMS 배터리 손상 방지를 위한 핵심 기능 81
BMS 필수 확인 선택 사항 81
BMS & Active BMS 선택하는 밸런싱 방식과 연결 유형 82
BMS 주요 필수 기능 요약표 참고자료 83
BMS 충전과 방전 유형 84
충전 방전 분리형 BMS배선도 84
충전 방전 통합형 BMS배선도 84
배터리 팩 케이블 길이 연장 / 단축 작업하는 방법 88
BMS 연결 그리고 배터리 팩 점검 방법 90
1. P- , B- , C- 기판 연결을시작합니다 90
2. BMS 밸런스 케이블 커넥터 연결전 점검 가이드 91
3. BMS 설치 완료 후 점검 방법 98
Tip : JK 액티브 BMS 기본 가이드 99
PART 3. 배터리 팩 수리와 재 사용 방법 100
고장난 배터리 점검과 교환하는 방법 100
리튬 이온 배터리를 4.2v 까지 충전하는 간단한 방법과 원리 106
RC용 리튬 배터리 충전기를 사용한 배터리 셀 충전 방법 107
방전 테스트를 통해 결함 배터리를 식별하는 방법. 108
배터리 팩 실제 사용 가능한 에너지 용량 측정을 위한 방전기 사용법 109
1.배터리 팩 공칭 전압 배터리를 사용한 50.4V 14.5Ah 방전기 설정 방법 예제 111
2. 배터리 팩 공칭 전압 50.4V 14.5Ah 방전기 설정 방법 테스트 결과 분석 111
배터리 재 사용하는 방법 112
Pack removal order and method for battery reuse 113
시마노, 보쉬 배터리 리필 안내 117
리듐 폴리머, 파우치 형태의 배터리 사용하는 방법 118
1. 파우치 타입 배터리 사용전 극성을 확인합니다 118
2. 리듐 폴리머 파우치 사용 전에 캡톤 테이프를 사용해서 파우치 날개 끝부분을 접어서 붙여 줍니다. 119
3. 파우치 배터리 전극 탭 연결 또는 납땜하는 방법 123
리듐 인산철 LiFePO4 / 각형 배터리 사용하는 방법 125
직렬 보조 배터리팩 만드는 방법 / 추가 배터리 직렬 연결 방식 126
직렬 부스터 팩 위한 BMS 사용 방법과 배터리팩 제작 방식 126
직렬 3s 부스터 배터리 팩 배선도 127
부스터 직렬 개수 결정하기 127
부스터 배터리 팩 용량 결정하기 128
전기 자전거 부스터 배터리팩 작업 예제 129
전선 허용 전류표 132
PART 4. 충전기 선택과 안전한 사용 방법 133
충전기 선택하기 133
저속 충전기 고속 충전기 / Low speed charger High speed charger 134
충전 시간 계산 공식 134
고속 충전기 사용가능한 최대 사용 A전류 확인하기 134
배터리 충전 커넥터 종류 135
DC connector 135
XLR connector 135
GX12 / GX16 항공커넥터 3Pin Circular connector [ 전동 킥보드 표준형 충전 커넥터 ] 136
RCA Connector 136
GX 항공 커넥터 및 기타 커넥터 납땜 방법 137
충전기 단자 변경전 극성 검사하기 139
XT 단자 & 충전 방전 단자 소개 140
충전기 구매 후 사용전 전압 점검 해야 하는 이유와 저가제품 사용 주의 방법 141
리듐 이온 & 폴리머 Li-Ion Li-Po 4.2V 충전, 보관 전압 차트 142
충전 전류, 배터리 충전 용량 측정하기 Watt Meter 와트 미터 사용법 143
와트 미터 Watt meter 143
젠더를 이용한 와트 미터 활용 방법 / Gender Adapter 144
와트미터 초기화 방지 방법 [ 배터리 방전 측정 시 ] / 충전 용도로 사용한다면 필요 없습니다. 144
와트미터 필수 사용 방법 / 배터리 팩 충전으로 쉬운 배터리팩 충전 용량 확인하기 145
고급형 고속 충전기 V전압, A전류, mA 종지 전류 조절하기 146
화재 예방을 위한 안전하게 충전하는 방법 151
충전중 또는 배터리 팩 화재 발생시 대처법 152
리듐 계열 배터리 팩 & 배터리 Cell 장기간 오래 보관하는 방법 152
배터리팩 겨울철 보관 요령과 기초 지식 153
PART 5. 배터리 팩 배선과 예제 154
대용량 배터리 팩 제작 영상 중급 154
육각형 배터리 홀더를 이용한 배터리 제작 영상 154
싯포스트에 설치 가능한 36V 배터리 팩 155
USB 파워 출력이 가능한 전기 자전거 배터리 팩 156
짐받이 형태의 배터리 팩 157
프레임 내장형 배터리팩 키 배선도 157
스마트 BMS 158
배터리팩 병렬 연결 방법 영상 158

작가정보

저자(글) 황인관