Процесс сборки батареи
Первым шагом надо определить, уместятся ли новые элементы в старый корпус. Надо учитывать, что помимо аккумуляторов придется размещать также плату BMS (о ней ниже). В большинстве случаев места в старом кейсе не хватит, и сначала надо попытаться удалить оттуда все лишнее (перегородки, излишние крепления и т.д.)
Удаление излишних элементов из корпуса АКБ с помощью фрезы.
Альтернативный вариант – «напечатать» новый корпус на 3D-принтере. Не у всех есть такая возможность, но если получится – элементы можно разместить оптимальным образом.
Корпус, выполненный на 3D-принтере.
Литий-ионый элемент с полосками для пайки.
Из какого материала сделаны полоски – неизвестно (производители уверяют, что из никеля), но паяются они легко. Это значит, что можно исключить кислотный флюс и пользоваться обычным составом на основе канифоли. Исключается дополнительный фактор коррозии.
Элементы, спаянные в батарею.
Если есть желание, можно вклеить в корпус миниатюрный цифровой вольтметр или индикатор напряжения в виде световой полосы. Удобство использования немного повысится. Подключается такое устройство параллельно цепочке аккумуляторов через кнопку – чтобы не увеличивать разряд батарей в паузах работы.
Установка индикатора напряжения.
Следующим шагом надо установить в корпус плату BMS и подключить ее согласно схеме.
Установка платы балансира и стойки силовых контактов.
К контактной группе плата подключается проводниками сечением не менее 2,5 кв.мм. Для этого удобно использовать провода в мягкой силиконовой изоляции – она не боится перегрева (он может возникнуть при пайке или во время работы).
На этом замена аккумулятора закончена, можно окончательно собирать блок аккумуляторов, заряжать батарею и пробовать шуруповерт в работе.
Как выбрать?
Когда речь идет о выборе аккумулятора для шуруповерта, задача сводится к подбору самого электрического прибора, в комплекте с которым окажется батарея конкретной модели.
Рейтинг недорогих аккумуляторных шуруповертов этого сезона выглядит так:
- Makita HP331DZ, 10.8 вольт, 1,5 Ач, литий;
- Bosch PSR 1080 LI, 10.8 вольт, 1.5 Ач, литий;
- Bort BAB-12-P, 12 вольт, 1.3 Ач, никель;
Лучшими среди профессиональных моделей являются такие:
- Makita DHP481RTE, 18 вольт, 5 Ач, литий;
- Hitachi DS14DSAL, 14.4 вольта, 1,5 Ач, литий;
- Metabo BS 18 LTX Impuls 201, 18 вольт, 4 Ач, литий;
- Bosch GSR 18 V-EC 2016, 18 вольт, 4 Ач, литий;
- DeWALT DCD780M2, 18 вольт 1.5 Ач, литий.
Лучшие по надежности аккумуляторные шуруповерты:
- Bosch GSR 1440, 14.4 вольта, 1,5 Ач, литий;
- Hitachi DS18DFL, 18 вольт, 1,5 Ач, литий;
- DeWALT DCD790D2, 18 вольт, 2 Ач, литий.
Можно заметить, что лучшие шуруповерты полупрофессионального и профессионального сегментов имеют аккумуляторные батареи на напряжение 18 вольт.
Это напряжение считается отраслевым профессиональным стандартом для литиевых аккумуляторных батарей. Так как профессиональный инструмент рассчитан на долгую активную работу, а также подразумевает дополнительный уровень комфорта, значительная часть выпускаемых аккумуляторов для шуруповерта напряжением 18 вольт между собой полностью совместимы, и порой даже взаимозаменяемы между инструментами различных производителей.
Кроме того, широко распространены стандарты 10.8 вольт и 14.4 вольта. Первый вариант встречается только среди самых недорогих моделей. Второй традиционно является «середнячком» и может встречаться как среди профессиональных моделей шуруповертов, так и в моделях среднего (промежуточного) класса.
А вот обозначения 220 вольт в характеристиках лучших моделей нельзя увидеть, поскольку это говорит о том, что шуруповерт проводом соединен с розеткой бытовой электросети.
Переделка шуруповерта «Хитачи» 12 В на литиевые аккумуляторы 18640
Особенности переделки шуруповерта «Хитачи» 12 В на литиевые аккумуляторы. Очень компактное гнездо под аккумуляторные элементы предназначено для пальчиковых элементов. Поэтому следует подготовить место под 18650 элементы. Необходимо вырезать у перегородки одну сторону, чтобы плотно разместить 1 элемент.
Нужно обзавестись флюсом, плоской металлической соединительной лентой, термоклеем. Устанавливать литиевые аккумуляторы в шуруповерт при переделке необходимо через защитный контроллер. Он должен обслуживать 3 элемента 18650, напряжением 3,7 В и рассчитан на 20-30 ампер.
Извлечь старую батарею из гнезда, аккуратно отсоединить контакты в сборке с датчиком температуры и индикатором включения. Зачистить и подписать контакты. Их следует вывести в одну сторону, соединить припоем с выводами из толстых проводов и залить сборку термоклеем.
Собрать источник энергии с одним из контроллеров, рассчитанных на 3 элемента. Собрать последовательную схему из 3-х Li-ion элементов. Подключить контроллер. Переделка литиевого 12-вольтового аккумулятора завершается, когда конструкция будет установлена в блоке, закреплена, и индикатор зарядки загорится. После полной зарядки замеры показывают 12,17 вольт в наружной сети. Но этого достаточно для безотказной длительной работы прибора.
Переделка аккумулятора шуруповёрта на литиевые батареи
Промышленность давно выпускает шуруповерты, и многие люди обладают старыми моделями с никель-кадмиевыми и никель-металлогидридными аккумуляторами. Переделка шуруповерта на литий позволит улучшить эксплуатационные характеристики аппарата, не покупая новый инструмент. Сейчас много фирм предлагают услуги переделки аккумуляторов шуруповерта, но сделать это можно и своими руками.
Переделка на литиевые аккумуляторы 18650
Никель-кадмиевые аккумуляторы обладают низкой ценой, выдерживают много зарядных циклов, не боятся низких температур. Но ёмкость батареи будет снижаться, если поставить ее на заряд, не дождавшись полного разряда (эффект памяти).
Литий-ионные аккумуляторы имеют следующие преимущества:
- высокая емкость, которая обеспечит большее время работы шуруповерта;
- меньшие размеры и вес;
- хорошо сохраняет заряд в нерабочем состоянии.
Но литиевый аккумулятор для шуруповерта плохо выдерживает полный разряд, поэтому заводские инструменты на таких аккумуляторах оснащают дополнительными платами, защищающими работу батареи от перегрева, КЗ, избыточного заряда во избежание взрыва, полного разряда.
Такие аккумуляторы можно просто заказать на алиэкспресс: Узнать цену на Aliexpress
При установке микросхемы непосредственно в аккумулятор происходит размыкание цепи, если неиспользуемая батарея находится отдельно от инструмента.
Сборка аккумулятора на литиевых элементах
Многие владельцы шуруповёртов хотят переделать аккумуляторы от них на литиевые аккумуляторные элементы.
На эту тему написано много статей и в настоящем материале хотелось бы суммировать информацию по этому вопросу.
Доводы «за»
Начнём с преимуществ:
- Энергетическая плотность литий─ионных элементов значительно выше, чем у никель─кадмиевых, которые по умолчанию используются в шуруповёртах. То есть, аккумулятор на литиевых банках будет иметь меньший вес, чем на кадмиевых при той же ёмкости и выходном напряжении;
- Зарядка литиевых аккумуляторных элементов происходит значительно быстрее, чем в случае Ni─Cd. Для их безопасной зарядки потребуется около часа;
- У литий─ионных аккумуляторов отсутствует «эффект памяти». Это значит, что их необязательно полностью разряжать перед тем, как ставить на зарядку.
Теперь о недостатках и сложностях литиевых аккумуляторов.
Доводы «против»
- Литиевые аккумуляторные элементы нельзя заряжать выше 4,2 вольта и разряжать ниже 2,7 вольта. В реальных условиях этот интервал ещё более узкий. Если выйти за эти пределы аккумулятор можно вывести из строя. Поэтому, кроме самих литиевых банок вам потребуется подключить и установить в шуруповёрт контроллер заряда-разряда;
- Напряжение одного элемента Li─Ion 3,6─3,7 вольта, а для Ni─Cd и Ni─MH это значение 1,2 вольта. То есть, возникают проблемы со сборкой аккумуляторной батареи для шуруповёртов с номиналом по напряжению 12 вольт. Из трёх литиевых банок, соединённых последовательно, можно собрать АКБ номиналом 11,1 вольта. Из четырёх ─ 14,8, из пяти ─ 18,5 вольта и так далее. Естественно, что и пределы напряжения при заряде-разряде также будут другие. То есть, могут возникнуть проблемы совместимости переделанной батареи с шуруповёртом;
- В большинстве случаев в роли литиевых элементов для переделки используются банки стандарта 18650. По размерам они отличаются от Ni─Cd и Ni─MH банок. Кроме того, нужно будет место для контроллера заряда-разряда и проводов. Всё это нужно будет уместить в стандартном корпусе АКБ шуруповёрта. Иначе работать им будет крайне неудобно;
- Зарядное устройство для кадмиевых аккумуляторов может не подойти для зарядки батареи после её переделки. Возможно, потребуется доработка ЗУ или использование универсальных зарядок;
- Литиевые аккумуляторы теряют работоспособность при отрицательных температурах. Это критично для тех, кто использует шуруповёрт на улице;
- Цена литиевых аккумуляторов выше кадмиевых.
Подключение к шуруповерту
- Резкое нажатие на курок провоцирует срабатывание защитного механизма по току. Однако по сути таковой защитный режим что будет нужен при использовании инвентарем. Если не стимулировать защиту специально, то работа шуруповерта разная стабильностью.
- Наконечник следует зажать в тиски. Мощность батареи свободно вызывает срабатывание трещотки, которая ограничивает повышение количества оборотов кручения.
- Литиевая батарея шуруповерта разряжается на электрической нагрузке. Показатель тока разряда должен приравниваться 5 А.
- Аккумулятор вставляется в штатное ЗУ. Показатель тока заряда при измерении равен 3 Что допустимо для литиевых ячеек. Для конфигурации LG INR18650HG2 наибольшим током заряда станет 4 Что обозначено в технической характеристике.
Как выглядят литиевые аккумуляторы?
Большая часть устройств из лития заключено в призматический корпус, но некие модели владеют цилиндрической формой. В таких батареях используются рулонные электроды не сепараторы. Корпус делается из алюминия по другому стали. Положительный полюс выходит на корпусную крышку.
В призматических конфигурациях электроды имеют вид прямоугольных пластинок. Прочитал часть текста. У меня тоже была проблема с аку от 18 шуруповерта. Наткнулся на схему в журнале радио номер 3 2006 года. Для обеспечения безопасности в батарее предвидено устройство, выступающее регулятором всех процессов не размыкающее электронную цепь при критичных ситуациях. Завышенная герметизация корпуса не дает вытекать наружу электролиту не просачиваться вовнутрь кислороду не влаге.
Сборка АКБ
После проверки внутреннего сопротивления каждой ячейке разрешено приступать к сборке батареи. Собранные ячейки помещаются в пакет с учетом полярности. Затем подключаются балансиры и силовые провода, пакеты соединяются между собой.
Существует 2 техники соединения батареи — пайкой и болтами. Припаять деталь, значит обеспечить надежность соединения, однако если нет уверенности в собственных навыках, лучше выбрать альтернативный вариант и выбрать элементы, предназначенные для сборки болтами.
После стяжки все элементы помещаются в заранее приготовленный бокс с отверстием для кабелей. Монтируется плата BMS и балансиров. После вывода силовых проводов, отверстия герметизируются.
Преимущества литий-ионных аккумуляторов
Никель-кадмиевые батареи владеют низкой ценой, выдерживают много зарядных циклов, не страшатся низких температур. Но ёмкость батареи будет понижаться, если поставить ее на заряд, не дождавшись полного разряда (эффект памяти).
Литий-ионные батареи имеют последующие достоинства:
- высочайшая емкость, которая обеспечит большее время работы шуруповерта;
- наименьшие размеры и вес;
- отлично сохраняет заряд в нерабочем состоянии.
Но литиевый аккумулятор для шуруповерта плохо выдерживает полный разряд, потому заводские инструменты на таких аккумах оснащают дополнительными платами, защищающими работу батареи от перегрева, КЗ, лишнего заряда во избежание взрыва, полного разряда. При установке микросхемы конкретно в аккумулятор происходит размыкание цепи, если неиспользуемая батарея находится раздельно от инструмента.
Причины, по которым не следует проводить модернизацию
При обнаружении неисправности детали у владельца невольно возникают сомнения в необходимости и целесообразности ремонта. По этой причине справедливо предупредить о тех моментах, которые могут стать для пользователя непреодолимой трудностью:
- Как было оговорено выше, из-за невозможности повышения или понижения заряда литиевых элементов сверх выделенных пределов (4,2В сверху и 2,7В снизу) потребуется подключение контроллера заряда-разряда.
- Кадмиевый аналог находится в более низком ценовом сегменте.
- Низкая температура может сделать литиевые батареи неспособными сохранять работоспособность. Это делает невозможным использование инструмента на улице в зимний период.
- В ряде случаев не удается перевести зарядное устройство для кадмиевых вариантов на новый лад. Это потребует приобретения универсального или специального зарядного устройства.
- Проведенная модернизация, особенно после внедрения в корпус контроллера заряда-разряда сделает инструмент неудобным в использовании.
Не исключено, что представленные доводы могут переубедить пользователя проводить переделку на литиевые аналоги.
Как заряжать аккумулятор, правила
Литий-ионные аккумуляторы похожи на людей тем, что они не ведут себя одинаково и работают лучше всего при температурах, которые не являются ни слишком жаркими, ни холодными.
Эти батареи работают лучше при высоких температурах, чем при низких, так как тепло снижает внутреннее сопротивление и ускоряет химическую реакцию внутри батареи. Побочным эффектом этого процесса является то, что он создает нагрузку на батарею, что может привести к сокращению срока службы в жарких условиях в течение продолжительных периодов.
С другой стороны, низкие температуры увеличивают внутреннее сопротивление, что увеличивает нагрузку на аккумулятор и сокращает его емкость. Батареи, которые обеспечивают 100% -ную емкость при 27 ° C, обычно уменьшаются на 50% при -18 ° C и так далее.
Li ion аккумуляторы как правильно заряжать?
Не разряжать полностью
Несоблюдение этих советов и инструкций может привести к повреждению аккумулятора до такой степени, что он станет непригодным для использования. Вы также можете поставить под угрозу свою безопасность и безопасность других людей, если батарея не используется должным образом. В сочетании с несовпадающим зарядным устройством может произойти перегрев или перезарядка, и существует риск возгорания.
Полная разрядка производится не чаще раза в 3 месяца
Как правильно заряжать литий ионные аккумуляторы?
Зарядка ионно-литиевых батарей очень отличается от зарядки никель-кадмиевых или никель-металлогидридных батарей.
Различия заключаются в том, что литий-ионные аккумуляторы имеют более высокое напряжение на элемент. Они также требуют гораздо более жестких допусков на напряжение при обнаружении полной зарядки, а после полной зарядки они не допускают или требуют подзарядки
Особенно важно иметь возможность точно определять состояние полной зарядки, поскольку литий-ионные аккумуляторы не допускают перезарядки
Хранение с небольшим зарядом
Большинство литий-ионных аккумуляторов, ориентированных на потребителя, заряжаются до напряжения 4,2 В на элемент, и это допускает отклонение около ± 50 мВ на элемент. Зарядка сверх этого вызывает напряжение в элементе и приводит к окислению, что сокращает срок службы и производительность. Это также может вызвать проблемы с безопасностью.
Заряжать только оригинальной зарядкой
Зарядку литий-ионных аккумуляторов можно разделить на два основных этапа:
- Заряд постоянного тока: на первой стадии зарядки литий-ионного аккумулятора или элемента тока заряда контролируется. Как правило, это составляет от 0,5 до 1,0 С. (Примечание: для батареи емкостью 2000 мАч скорость зарядки будет равна 2000 мА для скорости зарядки С). Для потребительских элементов LCO и батарей рекомендуется скорость зарядки не более 0,8 ° C.На этом этапе напряжение на ионно-литиевом элементе увеличивается для заряда постоянного тока. Время зарядки может быть около часа для этой стадии.
- Заряд насыщения: Через некоторое время напряжение достигает пика в 4,2 В для элемента LCO. В этот момент элемент или батарея должны войти во вторую стадию зарядки, известную как заряд насыщения. Поддерживается постоянное напряжение 4,2 В, и ток будет постоянно падать. Конец цикла зарядки достигается, когда ток падает примерно до 10% от номинального тока. Время зарядки может быть около двух часов для этой стадии в зависимости от типа элемента и производителя и т. Д.
Эффективность заряда, то есть величина заряда, удерживаемого батареей или элементом, относительно количества заряда, поступающего в элемент, является высокой. Эффективность зарядки составляет от 95 до 99%. Это отражает относительно низкие уровни повышения температуры клеток.
Не перегревать аккумулятор при зарядке
Есть моменты, когда вы не можете использовать аккумулятор в течение длительного периода времени. Вот советы по поддержанию максимальной емкости батареи для длительного хранения.
Электрическая схема переделки шуруповерта под Li-Ion аккумуляторы
Комплектующие изделия подобраны, и теперь можно составить электрическую сборочную схему. Источником работы шуруповерта является бытовая электропроводка, с которой через зарядное устройство и плату BMS заряжаются аккумуляторы. На плате BMS есть две печатные площадки, к которым подключается зарядное устройство и шуруповерт. Кстати, если аккумулятор почти разряжен, а надо работать, то можно одновременно заряжать его и работать шуруповертом.
Выводы аккумуляторов припаиваются непосредственно к плате BMS, так как при работе шуруповерта они отдают большой ток и чем короче и большего сечения проводники, тем меньше потери энергии.
Непосредственно к выводам аккумуляторов подключается через кнопку включения индикатор уровня заряда. Одно деление соответствует 25% . Литиевые аккумуляторы не обладают эффектом памяти и их можно заряжать в любой момент, не ожидая полной разрядки.
Производители Li-Ion аккумуляторов рекомендуют, чтобы аккумулятор набрал полную мощность его пару раз надо полностью разрядить с последующей полной зарядкой.
При сборке схемы, для исключения выхода из строя компонентов, требуется неукоснительное соблюдение полярности подключения. На схеме провода положительной полярности обозначены красным цветом, а отрицательной – синим.
