진화하는 진공 청소기와 미래의 안전: 표면 실장 퓨즈를 사용한 리튬 이온 배터리 보호

이 글에서는 진공 청소기 개발의 역사를 살펴보고, 특히 리튬 이온 배터리의 기여에 초점을 맞추고, 이러한 배터리를 보호하는 데 있어서 표면 실장형 퓨즈의 역할을 설명합니다.

진공 청소기의 메커니즘 및 성능

진공청소기는 팬으로 음압을 생성하여 먼지와 이물질을 빨아들이는 기본 원리를 기반으로 작동합니다. 이렇게 생성된 입자는 공기 필터를 통해 분리되어 용기에 모입니다. 이 간단하면서도 효율적인 메커니즘은 가정용, 전문가용, 산업용 진공청소기에 널리 적용됩니다.

진공청소기의 가장 중요한 성능은 흡입력입니다. 이 성능을 평가할 때 핵심 지표는 "흡입력"입니다. 진공청소기의 흡입력을 측정하는 이 수치는 자동차의 최대 출력(마력)과 유사합니다. 하지만 높은 흡입력이 항상 뛰어난 청소 성능을 의미하는 것은 아닙니다. 진공청소기의 실제 청소 성능은 노즐 설계에도 크게 좌우됩니다. 따라서 제조업체는 흡입력 향상뿐 아니라 효율적인 바닥 노즐 개발에도 집중합니다.

일반적으로 흡입력이 높은 진공청소기는 다양한 형태의 이물질과 다양한 바닥재를 처리하는 데 더 적합합니다. 진공청소기의 흡입력은 진공청소기에 연결된 측정 장비를 사용하여 다양한 풍량과 진공도를 측정한 후 최대값을 구하여 계산합니다. 공식은 "0.01666 * 풍량(m³/min) * 진공도(Pa)"이며, 결과는 와트(W)로 표시됩니다. 일본에서는 JIS C 9108 규격에 따라 진공청소기에 흡입력을 표시하도록 규정하고 있어 소비자가 현명한 선택을 할 수 있도록 돕고 있습니다.

가정용, 전문가용, 산업용 등 각 진공 청소기 범주에는 아래에 설명된 고유한 특징이 있습니다.

전력 공급원도 다양화되고 있습니다. 각 전력 공급원의 장단점은 아래와 같습니다.

진공청소기의 진화와 역사 (초창기부터 2000년대까지)

진공청소기의 역사는 1868년 아이브스 W. 맥가피가 수동 진공청소기를 발명하면서 시작되었습니다. 이 초기 모델은 음압을 이용하여 이물질을 흡입했습니다. 그러나 복잡한 수동 작동 방식으로 인해 널리 보급되는 데 어려움을 겪었습니다. 1901년, 휴버트 세실 부스는 전기로 작동하는 진공청소기를 발명했습니다. 이 청소기에는 이물질을 효율적으로 흡입하기 위한 패브릭 필터가 내장되어 있었습니다. 1905년, 미국의 채프먼 앤 스키너는 약 40kg의 가정용 전기 진공청소기를 출시했습니다.

1907년 제임스 머레이 스팽글러가 수직형 진공청소기를 발명하면서 진공청소기 개발이 가속화되었습니다. 1931년 일본 시장에도 수직형 진공청소기가 출시되었지만, 당시의 가정 환경으로 인해 보급이 더뎠습니다. 제2차 세계 대전 이후 미국과 유럽에서 카펫 사용이 널리 퍼지면서 진공청소기 수요가 급증했습니다. 일본에서는 1960년대 주택 개발 사업이 활발해지면서 가정 환경이 개선되면서 진공청소기 사용이 증가했습니다. 또한, 카펫의 인기 증가로 인해 이러한 가전제품의 수요도 증가했습니다.

1980년대 초에는 폐기 편의성을 위해 종이봉투를 사용하는 진공청소기가 출시되었습니다. 1990년대부터 2000년대에는 캐니스터형 진공청소기에서 무선 스틱형과 사이클론형 진공청소기로 주류가 전환되었습니다. 2000년대 이후에는 로봇 진공청소기와 미크론 단위의 먼지 입자를 제거할 수 있는 모델이 출시되었습니다. 진공청소기 기술은 끊임없이 발전해 왔습니다. 이러한 발전은 진공청소기의 대중화와 단순한 청소 도구에서 필수 가전제품으로의 전환을 보여줍니다.

로봇 청소기의 진화 (2000년대 이후)

2000년대부터 널리 사용되고 있는 로봇청소기에는 다양한 첨단 기술이 탑재되어 있습니다. 그들은 자동으로 바닥을 가로질러 이동하여 잔해물과 먼지를 끌어들입니다. 철저한 청소를 제공하지는 않지만 대부분의 집 먼지를 제거할 수 있어 청소에 필요한 노력을 줄일 수 있습니다. 일부는 거리 센서, 학습 기능이 있는 AI, 스마트폰 연동 기능 등 첨단 기술을 탑재하고 있습니다.

진공 청소기의 진화와 리튬 이온 배터리의 중요성

배터리 기술, 특히 충전식 이차 전지의 발전은 무선 진공 청소기와 로봇 진공 청소기의 실용화를 가능하게 했습니다. 이러한 진공 청소기는 가볍고 높은 출력을 특징으로 하는 리튬 이온 배터리의 발명과 보급으로 크게 발전했습니다. 이 배터리는 훨씬 더 큰 전기 용량을 제공하여 작동 시간이 길어지고 응용 분야가 더욱 다양해졌습니다.

덱세리얼즈 표면 실장형 퓨즈의 역할

로봇 청소기나 스틱 진공청소기 등에 사용되는 리튬 이온 배터리는 배터리 안전을 보장하기 위해 배터리 관리 시스템(BMS)과 통합되어 있습니다. 이러한 BMS는 덱세리얼즈(Dexerials)에서 개발한 표면 실장형 퓨즈인 SCP (Self Control Protector)를 사용하여 보호할 수 있습니다. 이 퓨즈는 과충전 또는 과방전 시 충전 및 방전 회로를 차단하고 배터리를 전기적 위험으로부터 격리하여 안전을 보장합니다.

로봇 청소기에는 리튬 이온 배터리가 내장되어 있으며 충전 도크에서 충전합니다. 종종 사람의 감독 없이 충전 및 방전(청소)이 이루어집니다. 즉, 아무도 모르게 어느 순간 또는 어느 곳에서든 과충전 또는 과방전될 수 있습니다. 리튬 이온 배터리는 많은 에너지를 저장할 수 있으므로 엄격한 보호 장치가 필요합니다. 필수적인 보호 부품 중 하나는 SCP 입니다.

약 30년 동안 당사의 자율 보호 장치(SCP)는 리튬 이온 배터리의 신뢰할 수 있는 2차 보호 장치 역할을 하여 성능과 품질을 통해 고객의 신뢰를 얻었습니다. SCP은 리튬 이온 배터리의 2차 보호 회로에 장착되어 충전 및 방전 회로의 물리적이고 비가역적인 차단을 보장합니다. 그 역할은 리튬 이온 배터리의 충전 및 방전의 불안정한 제어를 방지하기 위해 회로를 의도적으로 분리하고 안전하게 비활성화하는 것입니다.

1994년 상용화 이후 당사의 SCP는 리튬 이온 배터리의 표준 2차 보호 퓨즈로 인정받아 2020년 4월 현재 20억 개 이상의 출하량을 기록하고 있습니다. (자세한 내용은 기사를 참조하십시오.
​' SCP '이란 무엇입니까? – 과충전, 과전류와 같은 오류로부터 리튬(Li) 이온 배터리를 보호합니다.)​

SCP 진공청소기의 발전에 지속적으로 기여하고, 부품의 소형화와 경량화에 따라 새로운 배터리 구동 기기에 더욱 폭넓게 적용될 것입니다. 앞으로도 SCP는 이 제품을 지속적으로 개발하여 고객들이 안전하고 안심하고 신제품을 개발할 수 있도록 지원하겠습니다.