Veloelektro.ru

Все, что нужно и полезно знать об инструментах
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как переделать шуруповерт 18 в на литий

Замена аккумуляторов в шуруповерте на литиевые своими руками: пошаговая инструкция

Для того чтобы переделать шуруповерт на литиевый аккумулятор, потребуется сам агрегат, батареи и нехитрый арсенал инструментов. Целесообразность трансформации вызвана эксплуатационными характеристиками литий–ионных моделей.

Их электрическая плотность существенно превосходит показатели никель–кадмиевых батарей. Отмечается меньший вес и большая продолжительность работы. Вдобавок Li-Ion аккумуляторы лишены такого недостатка Ni-Mh аналогов как эффект памяти. Соответственно их зарядка может осуществляться в любое время, независимо от действующего уровня.

Но батареи Li-Ion хуже работают в холодную погоду. Уже при температуре 10 С они начинают быстро разряжаться. Если работа по преимуществу идет на открытом пространстве, то лучше обойтись без трансформации. При наличии базовых навыков произвести замену шуруповерта на литиевые аккумуляторы можно своими руками.

Особенности переделки

В большинстве моделей, по крайней мере «Интерскол», «Макита», «Хитачи» представлены универсальные механизмы. Это означает, что зарядник предназначен для питания батарей Ni-Mh и Li-Ion типа.

Особенности связаны с мощностью аккумуляторов. Новые и заменяемые изделия должны соответствовать друг другу. В противном случае возникнет сбой или разрыв цепи, о чем сигнализирует индикатор. При перегрузках или разрыве одновременно мигают красная и зеленая лампочка.

В ситуации, когда зарядное устройство не универсальное, ему потребуется переделка, также как и блоку питания. Процесс зависит от типа ЗУ и производителя, подразумевая практически полное выпаивание элементов платы, установку конденсатора, резисторов и их последующую настройку.

Наряду с этим существует универсальный способ трансформации ЗУ. Он связан с использованием платы BMS, стабилизирующей входное напряжение и ток. На рынке она имеет обозначение DC-DC StepDown, а непосредственно на плате присутствуют подстроечные резисторы. Модуль впаивают в схему зарядного устройства, используя соединения P+ и P- на плате и старые клеммы зарядки.

Переделка на литиевые аккумуляторы 12 вольт

Приведенный выше способ применяется для всех аккумуляторов. Вольтаж определяется параметрами блока питания. Отличия связаны с количеством батарей. Основная масса руководств по трансформации относится к 14 В агрегатам, где для замены используют 4 литиевых батареи 18650. Для 12 В устройства такого количества многовато. Здесь будет достаточно 3-х батарей 18650.

Переделка на литиевые аккумуляторы 18 вольт

Аналогичный подход применяется к 18 вольтовым изделиям. Здесь отличия, также связаны с численностью аккумуляторов. Батарея состоит из 5 единиц 18650, что обеспечивает ей сверх эффективную работу. Если процесс работы слишком интенсивен, шуруповерт даже отдает горелым. Поэтому впоследствии 5-й аккумулятор нередко удаляют.

Необходимые компоненты для переделки

Предварительно необходимо подобрать компоненты, которые помогут трансформировать шуруповерт. Состав определяется особенностями процесса, а именно пайкой, использованием специальных кассет либо точечной сварки. Кассеты применять не рекомендуется в виду их уязвимости к воздействию тока. В остальном список включает:

  • аккумуляторы Li-ion18650;
  • защитная плата или модуль, обеспечивающий равномерную нагрузку при зарядке;
  • аппарат контактной сварки. Он предпочтительнее пайки, поскольку литиевые батареи чувствительны к нагреву и могут выйти из строя;
  • провода сечением 0,75 мм², 1,5 мм², 2,5 мм²;
  • термоусадка;
  • отвертка;
  • дисковый нож.

Батарейка должна соответствовать мощности старых компонентов в пропорции 1/3. Т.е. литиевый элемент является полноценной заменой 3-х никель-кадмиевых батарей. Обычно используют 3 шт. Li-ion вместо 10 Ni-Mh, что слегка снизит мощность агрегата. Можно установить 4 аккумулятора, но это сократит рабочий ресурс электродвигателя.

Ключевое значение имеет показатель тока, приведенный в рабочем паспорте шуруповерта. Он колеблется в диапазоне 15-40 А, соответственно подбираются элементы со схожими параметрами отдачи. Это касается как батарей, так и защитных плат. Универсальный вариант модуль BMS на 25 А или 30 А. Нежелательно использовать аккумуляторы от старого ноутбука, поскольку на высокую нагрузку они не рассчитаны.

Как переделать

Непосредственная замена аккумуляторов в шуруповерте не зависит от емкости питающих элементов. Процесс производится в несколько этапов, начинаясь с корпусной разборки аккумулятора.

Разборка блока питания для новой зарядки

Лучше, если он имеет шурупную или заклепочную сборку. Хуже если имеет место клеевое соединение, в этом случае все делается с предельной аккуратностью.

Затем изнутри удаляются все элементы, кроме контактных пластин или клемм. Новые батареи последовательно соединяются между собой выбранным способом (пайка, точечная сварка). Последовательность является ключевым фактором успеха, обеспечивая неизменность емкости и напряжения. Для соединения подходят провода сечением 2,5 мм², способные выдержать высокое напряжение при работе.

Пайка проводов к модулю стабилизации

Аккумуляторный блок и защитная плата BMS соединяются между собой при помощи проводов. Желательно использовать сечение 1,5 и даже 2,5 мм². Непосредственная схема подключения состоит в:

  1. Соединении провода идущего на плюс к соответствующему контакту платы, обозначенному B+;
  2. Соединении провода идущего на минус к соответствующему контакту платы, обозначенному B-;
  3. Провода с остальных контактов блока подключаются к клеммам, обозначенным на плате как B1, B2, B3. Количество соединений зависит от числа аккумуляторов.
Читайте так же:
Бензиновая смесь для бензопилы штиль

Во избежание короткого замыкания защитный модуль изолируется от аккумуляторов термоусадкой, это убережет его от контактов пайки или сварки.

Пайка проводов блока питания с модулем

На самой плате BMS есть еще 2 контакта, обозначенные P+ и P-. От них провода идут к соответствующим клеммам старой микросхемы.

Установка напряжения

На резисторах устанавливается выходное напряжение. Этот показатель на каждый элемент не должен превышать 4,2 вольт.

Размещение в корпусе

Заключительный этап состоит в сборке аккумулятора. Корпусные части тщательно вычищаются, аккумуляторный блок вставляется в полости. Учитывая меньшие размеры, его крепят к поверхности посредством клея или герметика.

К клеммам припаивают провода плюс и минус, клеммник также укладывается в корпус, следом аккуратно помещается защитная плата BMS. В конце части корпуса соединяются шурупами, скобами или клеем.

Отличие зарядного устройства от блока питания заключается в присутствии тока заряда. От него зависит уровень напряжения и соответствующие ограничения. Контроллер реагирует на перегрузку, некорректную полярность, несоответствие выходному значению. Как правило, устройство просто отключается.

Трансформация состоит в дополнении ЗУ, куда включают такой элемент как модуль BMS, с регулировкой резисторов. Остается задать нужные значения, достигнув которых заряд останавливается. Нередко при переделке зарядного устройства, зеленый индикатор не загорается. Вместо этого просто гаснет красная лампочка.

Большинство современных шуруповертов оснащается универсальными ЗУ. Они работают как на никель-кадмий, так и на литий. Приобретается готовая зарядка, но это дополнительные вложения.

Резюмируя, чтобы переделать АКБ шуруповерта на li ion 12 вольт либо 14, 18 вольт, необходим набор комплектующих, опыт работы с электрооборудованием и немного свободного времени. Целесообразно предварительно рассчитать общую стоимость вложений. Ремонт – долгая процедура, поэтому иногда проще купить новый шуруповерт, их цена сегодня не высока.

Переделать шуруповерт на литиевый аккумулятор

Первые модели шуруповертов укомплектовывали никель-кадмиевыми аккумуляторными батареями Ni-CD (реже никель-металлогидридными АКБ Ni-MH). У них есть недостатки — «эффект памяти», прихотливость в хранении, увеличенный срок подзарядки и токсичность. Если заряжать не полностью разряженную батарею, то ее энергоемкость снижается, что при активной работе с инструментом доставляет дискомфорт. Чтобы устранить дефекты работы, шуруповерт в хорошем состоянии можно переделать под работу от литиевого аккумулятора. Выполнить модернизацию инструмента несложно без помощи мастера. Разберемся, как переделать шуруповерт на литиевые аккумуляторы, чтобы улучшить его эксплуатационные качества.

С какими сложностями можно столкнуться при модернизации?

Переделать шуруповерт на литиевый аккумулятор

Прежде чем приступать к работе, надо определить целесообразность доработки. Некачественный или уже давно эксплуатируемый инструмент разумнее не переделывать — нерентабельно.

  • Литиевые аккумуляторные батареи стандарта 18650 (только они подойдут в качестве замены) имеют длину 6.5 см и диаметр 1.8 см. Посадочное гнездо для Ni-CD не подойдет для Li-ion. Размещать батареи придется в корпусе АКБ. При этом потребуется самостоятельно выполнить монтаж проводов и защитной микросхемы.
  • На выходе Li-ion напряжение равно 3.6 В. Этот параметр у Ni-CD равен 1.2 В. Новые АКБ могут быть просто несовместимы с оборудованием.
  • Литий-ионные АКБ не выдержат перезарядное напряжение больше 4.2 В и разрядное до 2.7 В. Работа в таком режиме очень быстро выведет из строя аккумуляторные элементы, поэтому установка защитной платы обязательна.
  • Родное зарядное устройство (прилагаемое к оборудованию для работы от Ni-CD) в 8 из 10 случаев использовать для Li-ion нельзя. Потребуется купить новое. Если в планах покупки нет, тогда надо еще переделать и зарядное устройство шуруповерта для работы от литиевых аккумуляторов, что тоже может иметь свои трудности.

Переделкой инструмента всех неудобств не исключить.

Плюсы и минусы модернизации шуруповерта


Один минус уже указан — быстрое снижение емкости элементов при температуре окружающей среды ниже +7-+100С. Есть и еще один — цена аккумуляторов, но в отличие от Ni-CD элементов литий-ионные батарейки значительно долговечнее. Никель-кадмиевые АКБ химически непредсказуемые. При выходе из строя одного аккумулятора, оставшиеся не дадут нужного напряжения для работы оборудования.

Замену проводят и по другим причинам:

  • Емкость литий-ионных батареек в 2 раза больше, чем у никель-кадмиевых тех же параметров;
  • Нет «эффекта памяти» заряда. Зарядку можно проводить при любом разряде элемента, в любое время.
  • Стандарт 18650 облегчит вес конструкции. Будет проще и легче работать.

Не надо забывать о необходимости устанавливать защитную плату (перегреваясь, Li-ion элемент взрывается, может спровоцировать возгорание) в ходе работ.

Какой литиевый аккумулятор выбрать?

Какой литиевый аккумулятор выбрать?

В 7 из 10 случае для шуруповертов применяют 12-вольтовые аккумуляторные батареи.

  • Значение разрядного тока. Шуруповерты работают от аккумуляторов с высоким параметром разрядного тока. Уточнить необходимый параметр для конкретной модели можно в технической документации. Делать выбор батарейки только по ее емкости — ошибка, поскольку основным параметром является ток. Он может колебаться в пределах 15-30 А, иногда до 40 А.
  • Характеристики литий-ионных элементов. Аккумуляторы стандарта 18650 должны иметь одинаковые характеристики емкости.
  • Количество новых батареек. Расчет выполнить несложно. Соотношение следующее — 3 Ni-CD равны 1 Li-ion. 12-вольтовый старый блок заменяют на блок из 3 литий-ионных элемента.
Читайте так же:
Как разобрать двигатель мотоблока

Рассчитывая число новых источников помнят, что повышенное напряжение (например, вместо 3 Li-ion взамен 10 Ni-CD взять 4 литиевых) увеличит износ оборудования, сократит срок эксплуатации. Но мощность увеличится. Поэтому нужно взвесить все за и против. Не стоит спешить и с установкой источников в инструмент. Первоначально их нужно полностью зарядить.

Процесс демонтажа корпуса аккумулятора

Корпус может быть собран шурупами, при помощи замковых механизмов и клея. В последнем случае переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы существенно усложнится. Клееный корпус нужно аккуратно разобрать по стыковочным швам. Их нужно разбить при помощи молоточка с пластиковой мягкой головкой. Нельзя повреждать части короба, иначе собрать его назад будет крайне проблематично, как и работать с инструментом. Саморезы-шурупы и защелки легко размыкаются.

Из разобранного короба нужно извлечь все содержимое. При последующей сборке понадобится контактная пластина (в некоторых моделях это полноценная клеммная сборка). С ее помощью будет выполнено подключение к зарядному устройству и т.д.

Процесс демонтажа корпуса аккумулятора

Методы соединения элементов батареи

Аккумулирующий энергию блок собирают одним из трех способов:

  • Точечная сварка. Если нет дома в наличие сварочного аппарата, можно обратиться к специалистам. Эта техника соединения элементов в блок является наиболее предпочтительной.
  • Пайка. Паяльник наверняка найдется в каждом доме. Но при спаивании все манипуляции нужно выполнять очень быстро, поскольку припой почти мгновенно охлаждается. Надо избегать длительного нагрева батареек. Высокие температуры повредят элементы. Если навыков пайки нет, лучше доверить работу специалисту.
  • Кассеты. Альтернативный, но не самый надежный способ. Контакты, полученные в процессе, будут обладать существенным переходным сопротивлением. Значит, нужно быть готовым к тому, что при больших токах она будет быстро разрушаться. При помощи специальных кассет проводится быстрое соединение батареек в блок.

Завершающий этап

Теперь нужно объединить все части в единый блок. Точнее припаять провода к собранному блоку, а замет к защитной плате. Все действия следует согласовать со схемой подключения. Рекомендации по сборке:

  • К батарейкам делают припой проводов сечением 1.5 мм2. Для других целей можно брать более тонкие контакты — 0.75 мм2 в сечении.
  • Можно использовать термоусадочную трубку, чтобы исключить соприкосновение частей блока.
  • Соединить сборку с выходами «плюс» и «минус».
  • Протестировать спаянную схему.

Если все работает, корпус можно собирать.

Сборка готового аккумулятора

Сборка будет состоять из нескольких этапов:

  • Очистить все части корпуса.
  • Продумать размещение нового зарядного блока в корпусе. Аккумулятор будет по габаритам существенно меньше старого, поэтому его нужно надежно зафиксировать внутри короба, иначе вибрации при работе шуруповерта быстро выведут из строя блок. Для фиксирования блока можно применить герметик или обычный клей Момент.
  • Клеммник с припаянными проводами желательно постараться аккуратно поставить на старое место. Его также потребуется зафиксировать, если в корпусе не предусмотрены для этого пазы.
  • Монтаж защитной платы.
  • Объединение всех частей аккумуляторного блока. Проверка на надежность размещения. В некоторых моделях шуруповертов они зафиксированы клеем. Можно использовать Момент.

Сборка готового аккумулятора

Несколько слов о том, как выбрать защитную микросхему

Выше было сказано, что без защитной платы инструмент не сможет стабильного и долго функционировать.

  • Балансировку. Если она есть, значит, можно легко обеспечить равномерность заряда батареек. Балансировка предполагает и подбор платы по значению тока.
  • Значение тока. Ориентировочно параметр должен равняться 20-30 А. Если оборудование малой мощности, то берут плату с 20 А. Для мощных инструментов потребуется 30-40 А.
  • Параметры напряжения для отключения аккумуляторных батарей при каждой перезарядке. Достаточно 3.4 В.
  • Параметры напряжения для отключения оборудования. Плата подбирается под технические особенности блока. Минимальное значение — 2.6 В
  • Значение тока для срабатывания защиты. Предупреждение перегрузки оборудования.
  • Значение сопротивления транзисторов. Подойдет минимальный параметр.

Зарядное устройство

Осталось разобраться с тем, как выполнять зарядку инструмента. Его нельзя подключать к стандартному блоку питания. Необходимо зарядное устройство.

При основательной доработке схемы зарядного устройства проводить модернизацию нерентабельно. Его легко заменить на универсальное оборудование или приобрести новое. Даже с покупкой зарядного устройства владелец шуруповерта приобретает по минимальной цене мощный инструмент с увеличенным сроком автономной работы.

Как перевести шуруповерт на литиевые аккумуляторы

Известно, что ресурс механической части электроинструмента в большинстве случаев намного выше ресурса аккумуляторов. Срок службы батарей заканчивается, а шуруповерт вполне может продолжать работать. Надо только решить вопрос питания. В некоторых случаях приобрести новые батареи того же типа трудно, дорого или даже невозможно. Поэтому придется принять решение – переделывать электроинструмент для работы от сети, потеряв при этом мобильность, или приспособить для работы АКБ другого типа.

Читайте так же:
Регулировка карбюратора бензопилы stihl 260

Если выбран второй вариант, то рациональнее всего применять литий-ионные аккумуляторы – они обладают повышенной электрической емкостью на единицу геометрического объема, у них практически отсутствует эффект памяти (хотя этому типу батарей присущи и определенные недостатки).

Детали и инструменты для переделки

Для перевода имеющегося шуруповерта на литий надо приобрести:

  • комплект Li-Ion аккумуляторов;
  • плату контроллера заряда (BMS):
  • провода сечением не менее 2,5 кв.мм (лучше в силиконовой изоляции).

Из инструментов понадобятся:

  • паяльник мощностью не менее 40 ватт с комплектом расходников, включая кислотный флюс;
  • мелкий слесарный инструмент (отвертки, скальпель и т.п.).

Сам процесс достаточно творческий, зависит от имеющихся исходных условий и конструкции шуруповерта, поэтому по ходу переделки, возможно, потребуется еще что-то. К этому надо быть готовым.

Перед переделкой электроинструмента для работы на батареях Li-Ion надо учесть будущие условия эксплуатации. Литий-ионные элементы непригодны для работы в условиях низких температур.

Сколько и каких аккумуляторов приобретать

В большинстве случаев для переделки любого шуруповерта на литиевые аккумуляторы используют элементы типоразмера 18650. Эта цифра означает линейные размеры:

  • длина 65 мм (на самом деле чуть больше);
  • диаметр 18 мм.

Эти батареи относятся к категории пальчиковых — имеют цилиндрическую форму с выводами положительного и отрицательного полюсов с противоположных сторон. Напряжение одного элемента в полностью заряженном состоянии составляет 3,6 вольт. Для каждого шуруповерта надо набрать необходимое напряжение. Его можно найти на корпусе старого аккумулятора.

Напряжение штатной батареи, ВКоличество литий-ионных элементовИтоговое напряжение, В
10,8310,8
123-410,8 или 14,4
14414,4
18518

Очевидно, что из 3,6-вольтовых элементов не всегда удается набрать напряжение, строго равное номиналу. Так, для 18 в все получается идеально, а для 12 в придется довольствоваться или чуть меньшим, или чуть большим напряжением. Надо понимать, что в первом варианте немного упадет крутящий момент, а во втором он увеличится, но надо быть готовым к снижению ресурса механической части. К тому же есть вероятность, что повышенное напряжение может вывести из строя электронную схему управления. Хотя отзывы в сети говорят, что в этом плане все работает нормально.

Выбор контроллера

При всех своих достоинствах, литий-ионные элементы чувствительны к:

  • глубокому разряду;
  • перезаряду;
  • излишнему зарядному току;
  • перегреву.

Контролировать самостоятельно эти параметры в течение нескольких часов, которые потребуются для пополнения энергии АКБ, сложно. Поэтому эти функции возлагаются на систему PCB (Power Control Board) или СОФ (система обеспечения функционирования). Она представляет собой плату небольшого размера, которую часто встраивают в корпус аккумулятора (из-за этого длина элемента типоразмера 18650 несколько выше обещанных 65 мм). Эта система прекращает заряд при достижении нужного напряжения и отключает АКБ при разряде до установленного уровня. Такие элементы имеют на корпусе маркировку Protected. Если маркировка отсутствует или прямо указано Unprotected, значит батарея такой системой не оснащена и контролировать параметры заряда придется вручную или возложить эту функцию на внешнее устройство.

Не надо путать PCB (СОФ) с системой BMS — Battery Management System или PCM – Power Charge Module. Эта система предназначена для поэлементного контроля заряда аккумуляторов, включенных в батарею по последовательной схеме. Элементы, из которых составлена АКБ, имеют определенный разброс параметров, поэтому возможна ситуация, когда часть элементов уже заряжена, а другую часть еще надо заряжать. Очевидно, что этот режим неблагоприятен для аккумуляторов. Эту проблему призвана решать BMS («балансир»). И в рассматриваемом случае без данной системы не обойтись.

Типовая схема включения BMS показана на рисунке. При достижении номинальных параметров, элемент шунтируется внутренним ключом, остальные аккумуляторы продолжают заряжаться.

У плат разных производителей маркировка может несколько отличаться (вместо «B-» встречается обозначение «0V», вместо порядкового номера батареи — суммарное напряжение в точке подключения). Приобрести готовое устройство можно в интернете на известных торговых площадках. Выбирать надо по следующим параметрам:

  • рабочий ток – не менее 30 А;
  • количество подключаемых элементов должно соответствовать количеству аккумуляторов в батарее.

И, конечно, надо соизмерять габариты платы с имеющимся установочным местом.

Меры безопасности при работе с АКБ

При сборке батареи следует помнить, что токи при работе шуруповерта могут достигать 11-12 ампер, поэтому площадь пятна контакта соединительных шинок между элементами должна быть максимальной. Поэтому вариант соединения точечной сваркой, часто предлагаемый в интернете, не самый лучший. Лучше припаять шинки по всей площади контакта аккумулятора. При этом надо понимать, что элементы очень чувствительны к перегреву, поэтому паять надо быстро и уверенно, применяя кислотные флюсы – корпуса аккумуляторов делают не из меди или латуни. Желательно применять теплоотводы, в роли которых могут выступать пассатижи и т.п.

Надо следить, чтобы брызги кислоты во время пайки не попадали на другие поверхности, потому что это впоследствии приведет к коррозии в этих местах. Места паек надо тщательно промыть.

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.)

Читайте так же:
Можно ли пилить сухостой без разрешения

Альтернативный вариант – «напечатать» новый корпус на 3D-принтере. Не у всех есть такая возможность, но если получится – элементы можно разместить оптимальным образом.

Далее надо соединить элементы последовательно. Наилучший вариант – приобрести аккумуляторы с уже припаянными шинками. Такие элементы доступны в продаже в интернет-магазинах, стоят немного дороже, но соединять их проще и риск перегреть аккумуляторы минимален.

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.

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.

Следующим шагом надо установить в корпус плату BMS и подключить ее согласно схеме.

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.

Сборка зарядного устройства

Зарядка литий-ионных аккумуляторов имеет свои особенности. Она производится в два этапа:

  • на первой стадии пополнение энергии происходит постоянным током (напряжение для этого должно плавно возрастать), этот этап позволяет зарядить аккумулятор примерно до 80% номинальной емкости;
  • на втором этапе АКБ заряжается постоянным напряжением (ток при этом падает).

Также на графике показан предварительный этап зарядки малым током. Он нужен для глубоко разряженных элементов. Очевидно, что для выполнения такого алгоритма и полного использования ресурса АКБ надо применить специфическое зарядное устройство. Несоблюдение алгоритма приводит к неполному использованию емкости батареи и снижению ее ресурса. Устройство с такими функциями надо приобрести готовым или собрать самостоятельно, если позволяет квалификация. Подобные ЗУ выполняются на основе специализированных микросхем. Переделка готового зарядного устройства от других аккумуляторов сложна и нецелесообразна.

Не все недорогие зарядные устройства обеспечивают необходимый алгоритм заряда Li-Ion элементов. Многие производители из Юго-Восточной Азии выпускают ЗУ, заряжающие элементы лишь стабилизированным током.

Второй этап заряжания постоянным напряжением не предусматривается. Контроль уровня зарядки сводится к измерению времени – через заданный период источник тока отключается, а функции предохранения от излишнего заряда возлагаются на внутреннюю схему защиты аккумулятора (если она отсутствует, то на владельца АКБ).

Рекомендуем серию видеороликов «Вторая жизнь шуруповерта»

Поменять отслужившие свой срок аккумуляторы шуруповерта на литиевые – разумный шаг. Выполнить его можно самостоятельно, но надо учесть особенности эксплуатации АКБ такого типа. После ознакомления с материалами данного обзора принципиальных вопросов у пользователя не останется.

Переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы

Возможна ли переделка шуруповерта или другого электроинструмента на литиевые аккумуляторы и как это сделать правильно. В этой статье мы попытались разъяснить некоторые моменты для начинающих самодельщиков и подобрали бюджетные комплектующие неплохого качества.

Немного о преимуществах лития перед привычными никель-металл-гидридными и никель-кадмиевыми АКБ.

Правила использования никель-кадмия и никель-металл-гидрида обязывают перед зарядом разряжать аккумулятор полностью, иначе его емкость стремительно падает. Не соблюдая эти правила, аккумулятор долго служить не сможет. А полный заряд у них длится около 10 часов, что весьма не быстро.

Литиевые аккумуляторы лишены этого недостатка. Их можно заряжать с любого уровня. И заряд возможен в разы быстрее. Полный цикл заряда от 0 до 100% при использовании правильного зарядного устройства может занимать около полутора часов. А для аккумуляторов с возможностью быстрого заряда – менее часа.

При одинаковом с NiCd или Ni MH обьеме и массе литиевый аккумулятор будет в разы более ёмким, а значит его будет хватать на больший обьем работы. К тому же литиевые аккумуляторы имеют низкий саморазряд, долговечнее и легче никель-кадмиевых и никель-металл-гидридных АКБ.

Читайте так же:
Бензопила не заводится на холодную свеча мокрая

Подобным образом возможно переделать не только шуруповерт, но и другие аккумуляторные гаджеты и устройства с питанием от батареек.

Выбор типа химии литиевых аккумуляторов

В первую очередь нужно определиться с выбором типа химии литиевых аккумуляторов. Здесь два варианта – либо литий железо фосфатные (LiFePO4), либо литий ионные (Li Ion). Но в любом случае при работе на такую мощную нагрузку нужно учитывать что аккумулятор должен быть способен отдавать необходимый ток без вреда для своего самочувствия! Разберем кратко особенности этих типов аккумуляторов.

Рабочая температура

Если предполагается пользоваться шуруповертом при минусовых температурах, то лучше выбрать литий железо фосфатные (LiFePO4) аккумуляторы. Диапазон температур при котором можно их разряжать -20

65 °С. У Li Ion емкость на морозе падает быстрее. Если работа в основном планируется при плюсовых температурах, то подойдут и те и другие. Но оба типа аккумуляторов (за исключением некоторых моделей LiFePO4) нельзя заряжать при отрицательной температуре. А верхний предел температуры при заряде у тех и других около 60°С.

Габариты и вес

При одинаковой емкости, LiFePO4 аккумуляторы практически в полтора раза тяжелее и больше по обьему чем Li Ion.

Долговечность

Количество полных циклов заряд/разряд у LiFePO4 аккумуляторов более 1000, у Li Ion менее 500. Но! Если не до 0% разряжать и не до 100% заряжать, то количество циклов существенно возрастает. Хранение любые литиевые аккумуляторы лучше всего переносят наполовину заряженные при температуре 0 +10°C. Подробнее о хранении можно почитать в этой статье.

Рабочее напряжение

Одна ячейка Li Ion аккумулятора при 100% заряде имеет напряжение 4,2 В, при полном разряде около 3 – 2,5 В. Среднее рабочее напряжение 3,7 В.

Одна ячейка LiFePO4 аккумулятора при 100% заряде имеет напряжение 3,6 В, при полном разряде около 2 В. Среднее рабочее напряжение 3,2 В.

Исходя из этого считаем количество последовательно соединенных ячеек для получения необходимого напряжения на выходе АКБ. Это принято обозначать числом последовательных ячеек + символ S (serial – последовательный). Напряжение при таком соединении суммируется.

Li Ion: 1S-4,2 В, 2S-8,4 В, 3S-12,6 В, 4S-16,8 В, 5S-21 В…

LiFePO4: 1S-3,6 В, 2S-7,2 В, 3S-10,8 В, 4S-14,4 В, 5S-18 В…

То есть к примеру, для 12 вольтового шуруповерта нужна АКБ Li Ion 3S, либо LiFePO4 4S.

Рабочий ток

В характеристиках аккумулятора обычно указывают номинальный и максимальный (пиковый) ток разряда. При номинальном токе он способен работать продолжительное время, а при пиковом – несколько секунд. Поэтому для такой мощной нагрузки как шуруповерт необходимо обращать внимание на этот показатель и выбирать высокотоковые модели аккумуляторов.

На холостом ходу 12 вольтовый шуруповерт средней мощности потребляет ток 1-2 А, а при максимальной нагрузке (особенно в заторможенном состоянии) ток может достигать 30 А. Поэтому, если предполагается использовать например, аккумулятор GTF HG2 18650 3000 мАч с номинальным и пиковым токами соответственно 10А и 25А, то необходимо делать сборку минимум 3S2P, чтобы не перегружать аккумуляторы. При параллельном соединении двух аккумуляторов допустимые токи удваиваются, при соединении трех – утраиваются и т.д.

Защитная плата BMS

При эксплуатации литиевых аккумуляторов нельзя допускать заряда выше и разряда ниже нормы по напряжению. Для литий ионных максимально допустимое напряжение на ячейке составляет 4,25 В, минимальное 2,5-3,0 В (варьируется в зависимости от модели). Для литий железо фосфатных максимум 3,65 В, минимум 2,0 В.

Если выходить за эти пределы, элемент будет деградировать и преждевременно потеряет ёмкость или выйдет из строя. В зависимости от типа химии последствия перезаряда и переразряда могут быть от простого выхода из строя до воспламенения! Поэтому следует всегда использовать защитную плату BMS. Она отключит АКБ при переразряде, перезаряде, коротком замыкании. Подробнее о работе BMS рассказано в этой статье.

Поскольку рабочие напряжения у Li Ion и LiFePO4 разные, BMS нужно выбрать именно под свой тип аккумулятора. BMS для LiFePO4 не подойдет к Li Ion и наоборот. При выборе также смотрим на ток срабатывания защиты, он должен быть не больше максимального тока который выдает батарея в пиковом кратковременном режиме. Иначе в аварийной ситуации защита по току не успеет сработать и отключить АКБ. Если Вы прочитали статью про BMS, то уже знаете, что в нашем случае гораздо правильнее выбирать плату BMS с функцией балансировки (balance).

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию