부품으로서의 배터리 팩: 접점, 키잉 그리고 세 번째 선

팩을 분리하고 이 페이지의 사진처럼 터미널 블록을 똑바로 살펴보세요. 대부분의 최신 팩은 핀을 표시해 둡니다. 여러분의 팩에 적힌 내용을 적어 두세요. - **B+ / B−** — 가장 바깥쪽에 있는, 가장 굵은 두 개의 블레이드입니다. 모터가 소비하는 모든 전류가 이 단자를 통과합니다. 바로 그 이유 때문에 다른 단자보다 넓고 두껍게 만들어져 있습니다. - **TH** — 서미스터 탭입니다. 4단계에서 이것을 측정합니다. - **ID** — B−에 연결된 저항으로, 그 값은 충전기에 어떤 화학 조성과 용량의 배터리인지 알려줍니다. 이것이 하나의 충전기가 여러 팩을 안전하게 처리할 수 있는 방법입니다. - **C1, C2, C3, C4** — 직렬 셀 사이의 탭으로, 스마트 충전기나 밸런서가 전체 전압뿐만 아니라 각 셀을 개별적으로 읽을 수 있게 합니다. 7단계 전체가 이것이 왜 중요한지에 관한 내용입니다. 팩을 손에 든 채로 캘리퍼스로 형상을 측정하세요: 블레이드 너비, 블레이드 두께, 결합 깊이, 리브 간격. 그다음 **키잉**을 살펴보세요 — 비대칭 리브와 래치입니다. 팩은 물리적으로 잘못된 공구에 삽입될 수 없고, 거꾸로 삽입될 수 없으며, 진동 시 빠질 수 없습니다. 이 모든 것은 사용자가 무언가를 읽는 것에 의존하지 않습니다. 멀티미터로 각 핀의 B−에 대한 전압을 측정하고, 어떤 핀이 안정적인 전압을 나타내는지, 어떤 핀이 아무것도 나타내지 않는지, 어떤 핀이 이상한 값을 나타내는지 기록하세요. 아무것도 단락시키지 마세요: 18 V 팩은 스크루드라이버 블레이드에 100A 이상을 공급하여 블레이드를 용접시킬 수 있습니다.

일반 멀티미터의 저항 측정 범위로는 2 mΩ 접촉을 읽을 수 없습니다. 멀티미터 리드 자체의 저항이 그보다 크기 때문입니다. 실제 측정 방식대로 측정하십시오: **알려진 전류를 흘려보내고 양단의 전압을 읽으십시오**. 작업대 전원 공급기를 정전류 모드로 설정하십시오. 2 A면 충분하고 안전합니다. 팩을 장착한 상태에서 툴의 전원 스위치를 끈 채로, 팩-툴 접촉 쌍에 전류를 흘려보내십시오. 멀티미터를 접합부 양쪽의 두 지점에 직접 연결하되, 프로브가 닿는 한 접촉부에 최대한 가깝게 하십시오. 저항은 읽은 전압을 설정한 전류로 나눈 값입니다. 이것은 4선식 측정입니다. 전류 리드와 전압 리드가 분리되어 있으므로 리드 저항은 계산에서 빠집니다. 깨끗한 팩과 방치된 팩 모두에 대해 측정하십시오. 그다음 방치된 팩의 블레이드를 보풀이 없는 면봉에 이소프로필 알코올을 묻혀 닦고, 건조시킨 뒤 다시 측정하십시오. 개선 폭은 보통 크며, 지친 툴에 대해 누구나 할 수 있는 가장 효과적인 수리입니다. 측정값을 3단계로 가져가 40 A에서 얼마나 큰 손실이 되는지 확인하십시오. 25 mΩ으로 측정된 접합부는 한계선상의 접합부가 아니라, 단자대가 녹아내리는 방향으로 가고 있는 접합부입니다. **절대** 툴이 작동 중일 때 이 작업을 시도하지 마십시오. 어떤 시점에서도 B+와 B−를 단락시키지 마십시오.

팩의 서미스터를 찾으려면 실온에 놓여 있던 팩에서 **TH**와 **B−** 사이의 저항을 측정하세요. 약 10 kΩ 정도의 값이 나와야 합니다. 그것이 팩의 서미스터이며, 내부의 셀 하나에 밀착되어 있습니다. 이제 그것이 일반 저항이 아니라 서미스터임을 확인하세요. 팩을 부드럽게 데우세요. 몇 분간의 일상적인 작업이나, 가장 낮은 설정의 열풍기를 멀리 떨어뜨려 흔들며 사용하세요. 한곳에 고정해 두지 마세요. 저항이 **떨어지는** 것을 지켜보세요. 식히면 저항이 올라가는 것을 지켜보세요. 단자대 옆 케이스에서 적외선 온도계로 온도를 측정하며, 온도와 저항의 쌍을 세 개 기록하세요. 그다음 서미스터 키트에 있는 별도의 10 kΩ NTC 으로 같은 작업을 하세요. 이것은 얼음물과 따뜻한 물에 넣어 제대로 측정할 수 있습니다. 두 고정점과 3단계의 베타 방정식을 사용하면 세 번째 값을 예측할 만큼 충분히 정확한 보정 값을 얻을 수 있습니다. 이 핀이 존재하는 이유: 차가운 리튬 셀을 충전하면 리튬이 음극에 삽입되지 않고 금속 리튬으로 석출되며, 이는 영구적인 손상이고 결국 9단계의 고장으로 이어집니다. 뜨거운 셀을 충전하면 모든 부반응이 가속됩니다. 충전기는 이를 알아야 하며, 전압만으로는 추측할 수 없습니다. 팩 안의 저렴한 부품 하나가 그 답을 줍니다. **절대로** 리튬 팩에 열풍기를 가장 낮은 설정 이외로 사용하지 마세요. 그리고 50 °C에서 멈추세요. 여러분은 한계를 시험하는 것이 아니라 기울기를 보여주는 것입니다.

팩을 열 필요는 없습니다. 셀 탭 사이로 드라이버가 미끄러지면 수백 암페어 이상의 단락이 일어나고, 리튬 팩에서는 그것이 화재로 이어집니다. 하지만 낱개 셀로 똑같은 구조를 만들어 보면 어떻게 연결되는지 정확히 볼 수 있습니다. 18650 셀 네 개를 4셀 홀더에 넣으세요. 이것이 *4S* 스트링입니다. 네 개를 직렬로 연결하면 공칭 14.4 V가 됩니다. 실제 팩이 연결되는 방식대로 배선하세요: 1. 맨 위 셀의 양극에서 **B+**, 맨 아래 셀의 음극에서 **B−**를 뽑습니다. 둘 다 툴 규모의 전류를 감당할 수 있도록 굵은 전선을 사용하세요. 최소 14 AWG 이상이어야 합니다. 2. **모든 셀 접합부에서 가는 전선으로 탭**을 뽑아 커넥터로 연결합니다. 이것이 1단계의 C1–C4 핀입니다. 3. 가운데 셀의 중앙에 **10 kΩ 서미스터**를 테이프로 붙이고, 다른 리드는 B−에 연결합니다. 이것이 TH입니다. B+와 B− 사이를 측정한 다음, 각 탭을 B−와 비교해 측정하고 계산이 맞는지 확인하세요. 탭 전압은 셀 한 개 전압씩 대략 단계적으로 올라가야 합니다. 단계가 맞지 않는 탭이 있다면 그것은 실제 문제를 알려주는 것이며, 7번 단계가 그 원인을 다룹니다. 실제 생산용 팩에서는 직렬 연결이 전선이 아닙니다. **니켈 스트립을 셀 끝단에 스폿 용접**합니다. 납땜 대신 용접을 쓰는 이유는, 셀 탭을 납땜하면 열 때문에 접합부 바로 아래의 셀이 손상되고, 용접된 스트립은 납땜 덩어리보다 저항이 훨씬 낮고 일정하기 때문입니다. 스폿 용접기가 있다면 스트립과 폐품 끝단에서만 연습하세요. 셀 간 용접은 별도의 기술이자 별도의 위험이며, 2단계의 저항 측정은 보기 좋은 용접과 좋은 용접을 구별하는 방법입니다.

**출처에 대한 정직한 서술.** 분리형 슬라이드 온 배터리 팩은 1978년경 전문가용 공구 시장에 등장한 것으로 보입니다. 가장 먼저 널리 판매된 사례로는 보통 Makita의 3.6 V 무선 드라이버가 꼽히며, 같은 시기 Black & Decker도 같은 분야에서 활동했습니다. 여기서 특정 특허 번호를 단정하지는 않습니다. 자료마다 내용이 엇갈리며, 이 기능은 단일 출원이라기보다 여러 발상이 수렴한 결과이기 때문입니다. 문서로 확인되고 중요한 것은 그 구조입니다. 즉, 에너지 저장 장치를 공구에서 분리해 주는 키 방식의 잠금형 다핀 커넥터입니다. **이것이 공구뿐 아니라 산업 전체를 바꾼 이유.** 배터리 팩이 하나의 부품이 되면 *플랫폼*이 곧 제품이 됩니다. 제조사는 전압과 커넥터 규격에 투자하고, 이후 같은 계열의 모든 공구는 본체 가격만 지불하면 됩니다. 핀이 늘어난 이유도 여기에 있습니다. ID 핀으로 충전기가 어떤 팩인지 알고, TH 핀으로 빠르게 충전해도 되는지 판단하며, 셀 탭으로 단순히 채우는 데 그치지 않고 팩을 관리할 수 있게 된 것입니다. **솔직한 한계.** 커넥터는 무선 공구에서 가장 약한 부분이며, 예전부터 늘 그랬습니다. 마모되고, 부식되고, 헐거워지며, 셀에는 이상이 없는데도 팩이 '고장 났다'고 판단되는 흔한 원인이 바로 이것입니다. 또한 설계상 독점적입니다. 잘못된 팩이 들어오지 못하게 막는 같은 키 구조가 호환되는 정상 팩의 장착도 막기 때문입니다. 이는 안전이라는 옷을 입은 상업적 결정입니다. 그리고 팩을 똑똑하게 만드는 핀들은 제조사의 충전기로만 수리할 수 있게 만들기도 하는데, 이 부분이야말로 감탄하기보다 논쟁해 볼 가치가 있는 지점입니다.