DIY를 위한 리튬인산철(LiFePO4) 파워뱅크 용량 비교

 

캠핑/차박용 리튬인산철 파워뱅크를 만들기(DIY) 위해서 최소 필요한 용량을 계산해보면 다음과 같습니다. 차량용 전기 장판이 보통 12V에 30W 정도임을 감안하면 사용할 수 있는 시간은, 100Ah의 경우에 12Vx100Ah/30W=40h 이므로 배터리 효율과 내부 장치의 소비전력을 고려하면 30시간 정도이므로 100Ah를 최소한의 용량으로 설정해 볼 수 있습니다.

다음은 3가지 용량에 대한 자작에 필요한 구성품을 간략히 정리하였습니다.
침수 정도는 아니지만 가급적 생활방수용 부품를 고려할 수 있습니다. 또한 충전기로서 6A, 정전압, 정전류 가정용 인산철 배터리용을 DC 잭에 꼽아 쓰도록 하고, 충전과 방전을 동시에 할 수 있으며 차량에서 충전가능하도록 하는 주행용 충전기는 굳이 고려하지 않겠습니다.

부품	100Ah	200Ah	270Ah
구성	4S 1P
단셀[mm, kg]			200 x 71 x 173, 5.26
동부스바	3ea, 간격이 다르면 제작 가능하다
팩 사이즈[mm, kg]			365 x 200 x 150, 22
하드케이스	방수 하드케이스로 차후 업그레이드를 위해 넉넉한 것을 사용한다 (270Ah를 기준으로 380 x 260 x 150)
BMS	4S 100A(On/off 방식)	4S 200A(On/off 방식)
Active balancer	4S, 밸런싱 전류 ~1.2A
Active balancer 케이블	pin, 5p
잔량 표시기	-
전압계	듀얼 USB QC3.0 전압계
전원 S/W	10A LED 푸쉬락 스위치
대전류 단자(M10)	적색, 흑색
시거 소켓	방수형 LED 2ea
DC 잭	방수형 5A
커넥터(XT90)	보호캡형, 배터리 양극을 고전류를 위해서 각각 커넥터 1개씩 사용한다, 2ea
커넥터(XT30)	암수 1set, 스위치 연결한다
에폭시판	단일셀 사이 절연한다
필라멘트 테이프	셀을 묶는다
절연지	배터리 밑면에 붙인다
양면 테이프	BMS 등을 고정한다
케톤 테이프	모든 단자 부위를 차폐한다
열수축 튜브	배터리팩을 포장한다, 280-320mm
열수축 튜브	전선 남땜 부위 절연한다
링 터미널	10ea
EVA 스폰지 테이프	65mm/2T, 충격보호용으로 배터리 외장을 두른다
실리콘 케이블	16awg(혹은 전선 10awg)
케이블 타이	-
커버	충전 시 저온 상태 방지하기 위함이다

 

사용한 BMS의 상세 스펙입니다.

용량	100Ah	200Ah
충전 전압[V]	14.6
정격 전류[A]	100	200
순간 전류[A]	300	600
과충전 전압[V]	3.65
과충전 복구 전압[V]	3.6
과방전 전압[V]	2.5
과방전 복구 전압[A]	3.0
셀밸런스 개시 전압[V]	3.5
셀밸런스 전류[mA]	80	100
크기[mm]	140 x 80 x 10	140 x 80 x 19
작동 온도[C]	-20~80
기타	4S, 충방전 공동, On/off 방식

※ 복구 전압이란 과충전이나 과방전에 상태에서 차단된 후 다시 충전이나 방전이 시작하기 위한 전압으로 중간에 히스테리시스(hysteresis)를 주어 시스템적으로 차단과 속계가 순간적으로 반복되는 현상을 피하기 위함입니다.