Технология замены Ni-Cd на Li-ion в шуруповерте
Литиевые элементы отличаются долговечностью, поэтому многие владельцы шуруповертов думают о том, что заменять ими никель-кадмиевые изделия.
Технология замены включает несколько этапов, которым требуется обязательно следовать.
Определение количества Li-ion аккумуляторов
В основном параметры аккумулятора нанесены на нем самом либо на шуруповерте. Для определения количества необходимых элементов требуется разделить указанное на инструменте напряжение на 1,2В (это номинальное напряжение одной никелевой банки).
Чтобы выяснить, сколько литиевых деталей потребуется на замену, деление проводится на 3,7 В — это нормальный показатель для данного вида банок.
Полученный результат рекомендуется округлять в большую сторону, это не скажется негативно на инструменте, а просто увеличит немного его мощность.
Требуется правильно подобрать все необходимые элементы для замены
Выбор Li-ion аккумулятора
Производители предлагают литий-ионные и литий-полимерные элементы. Вторые отличаются меньшим размером и большей безопасностью, однако и стоят они дороже. При этом они не способны отдавать в работу большие токи. Поэтому специалисты рекомендуют брать обычные литий-ионные банки.
Лучше, если у элемента будут приваренные гибкие отводы, потому что подобные детали не любят повышенных температур и лишней пайки. Рекомендуется посмотреть несколько вариантов в магазинах, чтобы выбрать наиболее подходящую модель.
Как влияет величина напряжения аккумулятора на продолжительность работы шуруповерта
Вопрос о том, как влияет величина напряжения аккумулятора на длительность работы изделия, интересует многих. Чтобы понять какая мощность у изделия, требуется умножить напряжение на емкость батареи.
Выбор платы защиты BMS
Литий-ионные аккумуляторы требуют внимательного отношения и соблюдения определенных требований. Роль защиты выполняет плата BMS. Именно данный элемент не допускает превышение напряжения более 4,2 В и снижения меньше 2,55 В на один аккумулятор во время зарядки. Кроме того, элемент держит под контролем максимально допустимый ток и сохраняет необходимый баланс между батареями.
Основными параметрами при выборе является количество последовательно соединенных элементов. В интернете можно посмотреть таблицу, в которой указаны все необходимые параметры и с ее помощью подобрать подходящую плату.
Сделать замену можно даже в домашних условиях, главное — соблюдать последовательность
Блок питания для зарядки
Для литий-ионных аккумуляторов зарядные устройства выбирают, исходя из количества последовательно включенных аккумуляторов в батарее. Чем их больше, тем больше должно быть выходное напряжение.
Зарядка аккумуляторов штатным ЗУ от шуруповерта
При желании можно приобрести специальную универсальную плату для литиевого аккумулятора. Ее устанавливают в родное зарядное устройство. Однако специалисты рекомендуют использовать не доработки, а подходящие зарядки именно для этого вида батарей.
Индикатор емкости литиевой батареи
Индикаторы встречаются светодиодные и цифровые. Вторые дешевле, но не удобны в использовании. Лучше выбирать светодиодные варианты, исходя из количества последовательно включенных аккумуляторов.
Держатель 18650 аккумуляторов
Держатели для аккумуляторов 18650 также лучше приобретать готовые. При желании можно найти в онлайн-магазинах хорошие варианты по приемлемым ценам.
↑ Решение
Я решил, что нужно сделать сетевой блок питания, причем в аккумуляторном отсеке, чтобы не очень нарушать весовую и геометрическую балансировку инструмента. Трансформатор 50 Гц я отмел сразу – Ш/ПЛ подходящей мощности (по моим прикидкам 120-150ВА) туда разместить проблематично, тор — слишком жирно – стОимость может приблизиться где-то к половине стримости вышеуказанного шуруповерта). Значит, ИБП! И тут мне опять на глаза попалась «дохлая» энергосберегайка. Мощности явно недостаточно. А от чего в основном зависит мощность ИБП? Правильно, от активных элементов и «силового» трансформатора.
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 балансира.
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.
Переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы 18650
> Инструмент > Переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы 18650
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 шуруповерта на литиевые аккумуляторы
Преимущества литий-ионных аккумуляторов
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).
Никель-кадмиевые аккумуляторы
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. При установке микросхемы непосредственно в аккумулятор происходит размыкание цепи, если неиспользуемая батарея находится отдельно от инструмента.
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.
Технология замены Ni-Cd на Li-ion в шуруповерте
Литиевые элементы отличаются долговечностью, поэтому многие владельцы шуруповертов думают о том, что заменять ими никель-кадмиевые изделия.
Технология замены включает несколько этапов, которым требуется обязательно следовать.
Определение количества Li-ion аккумуляторов
В основном параметры аккумулятора нанесены на нем самом либо на шуруповерте. Для определения количества необходимых элементов требуется разделить указанное на инструменте напряжение на 1,2В (это номинальное напряжение одной никелевой банки).
Чтобы выяснить, сколько литиевых деталей потребуется на замену, деление проводится на 3,7 В — это нормальный показатель для данного вида банок.
Полученный результат рекомендуется округлять в большую сторону, это не скажется негативно на инструменте, а просто увеличит немного его мощность.
Требуется правильно подобрать все необходимые элементы для замены
Выбор Li-ion аккумулятора
Производители предлагают литий-ионные и литий-полимерные элементы. Вторые отличаются меньшим размером и большей безопасностью, однако и стоят они дороже. При этом они не способны отдавать в работу большие токи. Поэтому специалисты рекомендуют брать обычные литий-ионные банки.
Лучше, если у элемента будут приваренные гибкие отводы, потому что подобные детали не любят повышенных температур и лишней пайки. Рекомендуется посмотреть несколько вариантов в магазинах, чтобы выбрать наиболее подходящую модель.
Как влияет величина напряжения аккумулятора на продолжительность работы шуруповерта
Вопрос о том, как влияет величина напряжения аккумулятора на длительность работы изделия, интересует многих. Чтобы понять какая мощность у изделия, требуется умножить напряжение на емкость батареи.
Выбор платы защиты BMS
Литий-ионные аккумуляторы требуют внимательного отношения и соблюдения определенных требований. Роль защиты выполняет плата BMS. Именно данный элемент не допускает превышение напряжения более 4,2 В и снижения меньше 2,55 В на один аккумулятор во время зарядки. Кроме того, элемент держит под контролем максимально допустимый ток и сохраняет необходимый баланс между батареями.
Основными параметрами при выборе является количество последовательно соединенных элементов. В интернете можно посмотреть таблицу, в которой указаны все необходимые параметры и с ее помощью подобрать подходящую плату.
Сделать замену можно даже в домашних условиях, главное — соблюдать последовательность
Блок питания для зарядки
Для литий-ионных аккумуляторов зарядные устройства выбирают, исходя из количества последовательно включенных аккумуляторов в батарее. Чем их больше, тем больше должно быть выходное напряжение.
Зарядка аккумуляторов штатным ЗУ от шуруповерта
При желании можно приобрести специальную универсальную плату для литиевого аккумулятора. Ее устанавливают в родное зарядное устройство. Однако специалисты рекомендуют использовать не доработки, а подходящие зарядки именно для этого вида батарей.
Индикатор емкости литиевой батареи
Индикаторы встречаются светодиодные и цифровые. Вторые дешевле, но не удобны в использовании. Лучше выбирать светодиодные варианты, исходя из количества последовательно включенных аккумуляторов.
Держатель 18650 аккумуляторов
Держатели для аккумуляторов 18650 также лучше приобретать готовые. При желании можно найти в онлайн-магазинах хорошие варианты по приемлемым ценам.
3S-4S платы BMS или один из вариантов переделки шуруповерта под литий
Габариты плат:
Начнем с синей платы защиты:
Тестирование плат:
— сборный модуль (три трех/четырехрегистровых вольтметра и холдер для трех 18650 аккумуляторов), который мелькал в моем обзоре зарядника iCharger 208B, правда, уже без балансировочного хвостика:
Update 1: Тест нагрузки:
Возможные схемы применения или как переделать питание шурика на литий:
Итак, самый распространенный вариант выглядит так:
Более правильный вариант:
Итак, хватит болтовни, переходим к переделке. Поскольку я не имею шурика на NiCd аккумах, поэтому о переделке только на словах. Нам будет нужно:
— Первый вариант. Блок питания (БП), как минимум, на 14V или больше. Ток отдачи желателен не менее 1А (в идеале около 2-3А). Нам подойдет блок питания от ноутбуков/нетбуков, от зарядных устройств (выход более 14V), блоки для питания светодиодных лент, видеозаписывающей аппаратуры (DIY БП), например этот или этот:
Как все это хозяйство соединить:
Update 2, еще несколько способов переделки шурика:
Следующий вариант (подсказали по комментам, спасибо I_R_O и cartmannn):
Еще один вариант, предложенный камрадом Volosaty:
Преимущества:
Вывод: обозреваемые платки неплохи, должны подойти для любой задачи. Если бы у меня был шурик на NiCd банках, для переделки я бы выбрал красную платку, :-)…
Киса:
Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.
Особенности выбора литиевых аккумуляторов
Больше чем для половины шуруповертов применяют аккумуляторные батареи 12 В.
При подборе нового аккумулятора учитывают:
- Величину разрядного тока. Этот параметр указан в технической документации. Значения колеблются в пределах 15-30 А, в отдельных моделях он составляет 40 А.
- Характеристики литий-ионных элементов. Аккумуляторы 18650 должны иметь такие же параметры, как и емкости.
- Количество новых батареек. 1 Li-ion равна 3 Ni-CD.
Не нужно торопиться ставить источники питания в шуруповерт. Первым делом необходимо, чтобы они полностью зарядились. Если инструмент будут интенсивно эксплуатировать, то первое, что скорее всего выйдет из строя – аккумулятор, как наиболее уязвимая деталь. Его исправность проверяют при помощи мультиметра.
Но так ли хороша эта замена?
На этом вопросе стоит заострить внимание. Для пользователя шуруповерта установка литий – ионных аккумуляторов открывает некоторые, ранее недоступные, «фишки»:
- 1 – можно дозаряжать аккумуляторы после непродолжительной работы, это не уменьшит их емкость;
- 2 – аккумуляторы отработают большее число циклов заряда-разряда. При исчерпании ресурса, их можно будет легко заменить.
- 3 — Зарядка будет проходить в разы быстрее (примерно 1-3 часа, против 13- 15 для никель — кадмиевых).
Но будут и минусы:
- 1 — Литий – ионные аккумуляторы стоят дороже. Вам придется выложить 250- 500 рублей за одну штуку.
- 2 — Следующим минусом является их прихотливость к зарядке – они не терпят ни перезаряда, ни переразряда и, честно говоря, их лучше заряжать «умным» зарядным устройством, которое при достижении определенного вольтажа снижает ток, подаваемый на аккумуляторы.
Шуруповерт с Ni-Cd или Li-Ion аккумулятором. Что выбрать?
В этой статье мы попытаемся осветить только один вопрос – в чем отличие Ni-Cd (Никель-Кадмиевых) и Li-Ion (Литий-Ионных) аккумуляторов.
В линейке аккумуляторных шуруповертов Bosch есть две модели заслужившие своими характеристиками отличную репутацию у потребителей, как надежные, удобные и долговечные инструменты. 1. Аккумуляторная дрель-шуруповерт Bosch GSR 12-2 с Ni-Cd аккумулятором; 2. Аккумуляторная дрель-шуруповерт Bosch GSR 10,8-2 с Li-Ion аккумулятором.
Однако новичок в использовании аккумуляторной техники порой задается одним из самых существенных вопросов в выборе шуруповерта – с какой брать батареей? Рассмотрим основные преимущества и недостатки Ni-Cd (Никель-Кадмиевых) и Li-Ion (Литий-Ионных) аккумуляторов.
К основным преимуществам Ni-Cd аккумуляторов относятся:
· низкая стоимость;
· работа в широком температурном диапазоне и устойчивость к ее перепадам (например, Ni-Cd аккумуляторы могут заряжаться при отрицательной температуре, что делает их незаменимыми при работе в условиях крайнего севера, что в наших широтах не особенно актуально); · они могут отдавать в нагрузку значительно больший ток, чем другие виды аккумуляторов; · устойчивость к большим токам заряда и разряда; · легко восстанавливаются после длительного хранения.
Недостатки Ni-Cd:
· наличие эффекта памяти — если регулярно ставить не до конца разряженный аккумулятор на зарядку, его емкость будет снижаться за счет роста кристаллов на поверхности пластин и других физико-химических процессов; · кадмий — очень токсичное вещество, поэтому производство Ni-Cd аккумуляторов плохо сказывается на экологии.
Также возникают проблемы с переработкой и утилизацией самих аккумуляторов; · низкая удельная емкость — количество энергии, которой должен обладать полностью заряженный аккумулятор. Принято выражать ампер-часах (Ач); · большой вес и габариты по сравнению с другими типами аккумуляторов при одинаковой емкости; · высокий саморазряд (после заряда за первые 24 часа работы теряют до 10%, а за месяц — до 20% запасенной энергии).
К основным преимуществам Li-Ion аккумуляторов относятся:
· минимум в 2 раза большая удельная емкость;
· очень низкий саморазряд; · отсутствие эффекта памяти; · возможность дозарядки в любой момент; · большое количество циклов «заряда-разряда» (при правильной эксплуатации они выдерживают более 2000 циклов); · экологическая чистота производства и безопасность в эксплуатации.
Недостатки Li-Ion:
· подвержены старению; · низкая устойчивость при работе в условиях низких температур; · требуют использования только оригинального зарядного устройства; · высокая стоимость.
