🔋BOSCH 18V 3.0Ah 셀 밸런스 불량 분석 로그

연구원 여러분, 안녕하세요.
Sensloop Lab 연구원 T.J입니다.

오늘은 보쉬(BOSCH) 18V 3.0Ah 배터리팩에서 발견된
“게이지가 2칸까지만 올라가는 증상”을 분석해보았습니다.

전동공구 배터리에서는 꽤 자주 나타나는 문제이지만,
그 원인은 단순하게 보이면서도 내부에서는 여러 요인이 맞물려 있습니다.
이번 로그에서는 실제로 어떤 셀에서 문제가 시작되었는지,
그리고 밸런스를 복원했을 때 어떤 변화가 있었는지를
차근차근 기록해보겠습니다.

---

🔍 1. 초기 상태 – ‘2칸에서 멈추는 충전’의 의미

겉보기에는 멀쩡한 배터리였지만, 충전 게이지는 2칸까지만 점등되었습니다.

이 패턴은 대체로,

• 특정 셀 그룹의 전압이 낮아짐
• 충전기 안전 커트라인에 먼저 도달
• 전체 팩이 “더 이상 충전할 수 없음”으로 인식

이 흐름에서 발생하는 경우가 많습니다.

케이스를 열어 각 셀 그룹의 전압을 확인해보니,
예상대로 3개의 셀에서 전압이 정상보다 낮게 형성되어 있었습니다.

Cell	측정전압(V)	정상범위	상태
S1	3.68	정상	적합
S2	3.68	정상	적합
S3	3.27	3.6~3.7	불량 의심
S4	3.30	3.6~3.7	불량 의심
S5	3.05	3.6~3.7	확정 불량

이렇게 5S 구조에서 2~3개 셀이 동시에 낮아지면,
충전 게이지 2칸 제한 증상은 거의 100% 셀 밸런스 문제라고 보면 됩니다.

---

🧪 2. 내부저항(IR) 검사

‘노화된 셀’의 가장 확실한 힌트

전압만으로는 부족하기 때문에 내부저항(IR)도 함께 확인했습니다.

전동공구에 사용되는 18650 셀은
대체로 10mΩ 초반이 정상적인 상태인데요,

문제가 있었던 그룹들의 IR은 다음과 같았습니다.

Cell	IR(mΩ)	해석
S1	14	정상 범위
S1	15
S3	21	출력 저하 시작
S4	26	노화 진행
S5	30	교체 필요

특히 S5 셀은 이미 방전 중 전압 낙폭이 크게 나타나는 단계였고,
이 상태에서는 충전이 정상적으로 끝나기 어렵습니다.

---

🔧 3. 분해 후 불량 셀 제거

니켈 스트립을 안전하게 분리하고
전압·저항이 불량이었던 셀들을 모두 제거했습니다.

보쉬 18V 구조는 셀 간격을 일정하게 유지해주는 스페이서 구조가 있어서
조립 안정성이 좋은 편입니다.

새로운 셀을 사용하기 전에,
기존 BMS 회로나 온도센서 위치도 그대로 유지되는지 다시 점검했습니다.

---

🔋 4. 신규 삼성 30Q 셀 준비

이번 복원에는 정품 삼성 INR18650-30Q 셀을 사용했습니다.

셀 투입 전, 다음의 조건을 모두 맞춘 상태에서 매칭을 진행했습니다.

• Full charge(4.20V) 후 1시간 안정화
• 셀 간 전압 차이 ΔV ≤ 0.01V
• IR 13~14mΩ 수준
• 세트 내 용량 편차 1% 이하

🔋 신규 삼성 30Q 셀 사전 밸런싱 데이터

셀 번호	전압(V)	내부저항(mΩ)	비고
Cell 1	4.10	14	정상
Cell 2	4.11	13	정상
Cell 3	4.11	14	정상
Cell 4	4.10	14	정상
Cell 5	4.11	13	정상
편차 Δ	0.01V	—	매칭 완료

전동공구 팩은 순간부하가 크기 때문에,
초기 셀 밸런스가 아주 중요합니다.

---

🔗 5. 재조립 – 니켈 용접 & 밸런스 확인

원래 배열 그대로 니켈을 재용접하고
BMS와 온도센서 라인도 원형대로 복원했습니다.

완성 후 측정 결과는 다음과 같습니다.

• 전체 전압: 20.54V
• 5개 셀 그룹 전압 편차: 0.01V 이내

잔량 게이지도 3칸 모두 정상 점등하면서
팩이 정상 동작 조건을 만족했습니다.

---

🧪 6. 최종 점검

• 충전기 연결 시 CC 단계 정상 진입
• 무부하 방전 시 전압 급락 없음
• 셀 온도 상승 패턴 정상
• 잔량 게이지 정상화

과전류 차단이나 밸런싱 불량 같은 신호도 없었습니다.

---

📝 연구원 코멘트

이번 보쉬 18V 팩에서 흥미로웠던 점은
3개 셀이 동시에 전압 저하를 보였다는 것입니다.

보통 한두 그룹에서 문제를 보이는데,
이 제품은 사용 환경에서 반복적인 부하가 누적되며
여러 셀이 비슷한 속도로 노화된 것으로 보입니다.

특히 내부저항이 상승한 셀은
겉보기 전압이 비슷해도 부하가 걸렸을 때 급격히 떨어지는 특성이 있어
잔량 게이지 오류나 조기 커트 증상으로 이어지기 쉽습니다.

비슷한 증상을 가진 배터리라면
“전압 + 내부저항” 두 항목만 체크해도
문제 원인을 비교적 명확하게 분류할 수 있습니다.

---

🔗 관련 연구로그 살펴보기

WAVE 2025 대기업 배터리·AI·소재 리서치(Part 1)
최신 전지 소재·셀 제조·AI 품질관리 기술을 정리한 Sensloop Lab의 전시회 리서치 로그입니다.

🔧WAVE 2025 대기업 기술 리서치 -Part 1

정품 보쉬 18V, 내부 구조는 어떨까? – 산요 셀 부식 사례 분석
보쉬 18V 팩 내부 구조와 산요 셀 부식 패턴을 기록한 기술 분석 로그입니다.

정품 보쉬 18V, 내부가 이렇게? 산요 셀 부식 배터리 복원기

겨울철 리튬이온 배터리, 용량이 절반으로 느껴지는 이유
온도 변화에 따른 리튬이온 배터리 출력·용량 저하 메커니즘을 데이터 기반으로 정리했습니다.

겨울철 리튬이온 배터리, 왜 용량이 절반으로 줄어드는가?