Но так ли хороша эта замена?
Замена аккумуляторов на литиевые в шуруповертах любых моделей, включая Интерскол, Макита, позволит дозаряжать их после непродолжительной работы без уменьшения емкости. Этот вид батарей отработают большее количество циклов заряда-разряда. Как только они исчерпают свой ресурс, их легко можно поменять. Время зарядки литиевых аккумуляторов колеблется от 1 часа до 3, а у никель-кадмиевых – 13-15.
Есть и другие плюсы:
- фактически отсутствует эффект памяти;
- низкий саморазряд;
- большая плотность энергии на единицу массы.
Из минусов – дороговизна. Литиевые аккумуляторные элементы запрещено заряжать выше 4.2 вольта и разряжать ниже 2.7 В. По этой причине в шуруповерт дополнительно подключают и устанавливают контроллер заряда-разряда. Зарядное устройство для кадмиевых батарей после переделки не всегда подходит для зарядки аккумуляторов. Может нужно будет его доработать либо использовать универсальную зарядку.
Точечная сварка считается лучшим способом соединения элементов батареи
Литиевые аккумуляторы
Далее купил 10 литиевых аккумуляторов и собрал из них батареи по 2 штуки параллельно, и затем подключил 5 получившихся блоков последовательно. Соединение аккумуляторов между собой производилось пайкой с помощью предварительно залуженных медных пластин. Для пайки нужно одно основное правило – не перегреть АКБ! Поэтому паять нужно мощным паяльником и как можно быстрее за 1-2с. Если сразу не получилось лучше подождать и не кипятить аккумулятор.
У кого имеется точечная сварка – проблем с соединением не будет. В результате собралась батарея на напряжение 21 В и емкость 5,2 А*ч. Подключение АКБ к плате контроля представлено на рисунке.
Далее все упаковывается в корпус и проверяется под нагрузкой.
В стандартную зарядку я встроил модуль на LM2596. Блок питания должен быть на пару вольт больше, чем напряжение заряженной батареи. Выставил напряжение на холостом ходу 21 В. Затем подключил АКБ и выставил зарядный ток 0,8 А. Почему такой? Потому что нашелся блок питания на 24 В с макс. током 0,8 А. Специально приобретать не стал. Пусть лучше дольше заряжается. Это не производственный, а домашний вариант инструмента.
В процессе зарядке выявился небольшой минус. При достижении у аккумулятора напряжения полного заряда ЗУ должно переходить из фазы CC в фазу СV. То есть сначала АКБ заряжается установленным током (0,8 А в моем случае), и при достижении 21 В напряжение поддерживается на этом уровне, а ток постепенно падает до 0,1*Iуст (в моем случае 0,08 А, устанавливается средним потенциометром). На этом процесс зарядки останавливается. На данном модуле об этом сигнализирует средний светодиод, но всего лишь сигнализирует, что аккумулятор готов к работе, но по факту зарядка продолжается, что в принципе не критично. АКБ все равно не перезарядится. А минус состоит в том, что из-за того, что плата контроля имеет свою защиту от перезаряда, она отключает ЗУ не дойдя до фазы CV.
Чтобы это обойти пришлось уменьшить напряжение модуля ЗУ до примерно 20,7-20,8 В. Фаза CV начинается раньше, но в любом случае АКБ заряжается полнее, чем вообще без нее. Если не знать об этом небольшом недостатке, то вы и не заметите разницы в процессе эксплуатации.
Меры предосторожности и техника безопасности при работе с АКБ
Перед проведением мероприятий необходимо изучить технику безопасности и внимательно соблюдать все правила.
- пользоваться сварочным аппаратом и другими сложными устройствами, необходимо только при наличии опыта работы с данными инструментами;
- подобрать правильные по характеристикам и качеству инструменты;
- надеть старую одежду, желательно перчатки и очки;
- проводить работы рекомендуется на открытом свежем воздухе. Если нет такой возможности, то в хорошо проветриваемом помещении;
- проверить исправность каждого инструмента и самих аккумуляторных батарей;
- в ходе работы не допускать попадания капель кислоты на поверхность устройство, так как это может вызывать коррозию. Также нельзя допускать, чтобы кислота попала на кожу;
- при попадании кислоты на кожу, необходимо немедленно промыть участок с помощью специального раствора или как минимум обычной воды;
- проводить мероприятия только в отсутствии влажности;
- оптимальная температура проведения мероприятия должна быть не менее 15 градусов. Работа в морозы или при слишком сильной жаре не рекомендуется, так как не все элементы приспособлены к нестандартным погодным условиям;
- желательно использовать кусачки в роли теплоотводов;
- электрический ток может достигать 12 Ампер. Все микроэлементы слишком чувствительны к перегреву. Поэтому проводить процедуру пайки нужно как можно быстрее, но при этом качественно;
- после окончания работ, требуется проверить результаты, проведя тестирование.
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.
Какой литиевый аккумулятор выбрать?
В 7 из 10 случае для шуруповертов применяют 12-вольтовые аккумуляторные батареи.
Величина напряжения — определяющий фактор при выборе. Его можно уточнить в технической документации к прибору, в интернете.
- 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.
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.
Переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы 18650 14 В
При переделке шуруповертов разной мощности и фонариков с Ni-Cd на Li-ion, чаще используют аккумуляторы форм фактор 18650. Они легко встают в контейнер или гнездо, так как вместо двух-трех родных устанавливают один литиевый. Переделка АКБ шуруповерта должна вестись с учетом особенностей литиевых аккумуляторов на 18650.
Этот вид источников энергии не переносит глубокий разряд и излишний заряд. Значит, необходимо использовать платы управления величиной напряжения. Так как каждая батарея имеет свой характер, их заряд корректируется балансиром. Смысл переделки шуруповерта с напряжением на 14,4 В заключен в создании прибора с использованием литиевых аккумуляторов для облегчения ручного инструмента и повышения его работоспособности. Больше всего для этих целей подходят литиевые аккумуляторы 18650.
При подборе комплектующих, следует учесть, пусковой ток шуруповерта высок, необходимо выбрать соответствующий BMS на нужное количество банок и не менее чем на 30 А. Для переделки зарядки шуруповерта на литиевый аккумулятор необходимо запастись хорошим паяльником, не кислотным флюсом и толстыми проводами для выполнения перемычек.
Комплектация:
- Литий-ионные банки в количестве 4 шт.
- Контроллер li-ion аккумулятора на 4 банки, хорошо подходит CF-4S30A-A. В нее встроен балансир, контролирующий заряд каждого элемента.
- Термоклей, флюс для паяния ТАГС, припой.
- Термостойкий скотч;
- Соединительные перемычки или толстый провод в изоляции сечением не менее 0,75 квадрата, порезанный для мостиков.
Порядок работы по переделке шуруповерта под 18650:
- Разобрать корпус и извлечь из контейнера связку из 12 Ni-Cd элементов.
- Убрать гирлянду, оставив разъем с выводами «+» и «-» . Вместо термодатчика установится термопара от контроллера.
- Спаять сборку, учитывая, что нельзя использовать кислоту, только нейтральный флюс и чистый припой. В период соединения нельзя разогревать крышки. Работать точечно.
- Подключить балансировочные точки к контроллеру, согласно схеме. На плате разъемы предусмотрены.
- Соединить сборку с выводами плюса и минуса.
- Проверить работоспособность схемы. Если все работает, собранную АКБ, контроллер разместить в гнезде, закрепить с помощью герметика.
Если ЗУ не универсальное, потребуется дополнительная переделка. Шуруповерты на 12 V с универсальным зарядным устройством собирают так же, но используется защитная схема подключения 3х18650 3,7 В на литиевые аккумуляторы. Точно так же переделывается отвертка с использованием комплекта АКБ 18650 в количестве 2 элементов.
Подключение к шуруповерту
- Резкое нажатие на курок провоцирует срабатывание защитного механизма по току. Но реальные таковой защитный режим сомнительно 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 И обозначено в технической характеристике.
Какие меры следует соблюдать, чтобы не повредитьлитиевыйаккумулятор?
В силу ограничений технологии показатель заряженности литиевых аккумуляторов не должен быть выше 4,25-4,35 В. Разряд не должен доходить до показателя 2,5-2,7. Это условие указывается в техническом паспорте для каждой конкретной модели. При завышении этих значений вы можете вывести устройство из строя. Применяются специальные контроллеры зарядки и разрядки, которые сохраняют напряжение на литиевой ячейке в пределах нормы. Переделка шуруповерта налитиевыйаккумулятор с контроллером защитит устройство от сбоя в работе. Показатель напряжения литиевых аккумуляторов кратен 3,7 В (3,6 В). У Ni-Mh-моделей этот показатель составляет 1,2 В. Это явление объяснимо. Номинальное напряжение в литиевых устройствах сохраняется на отдельной ячейке.Литиевыйаккумулятор 12 вольт никогда собран не будет. Номинал будет составлять 11,1 В (три последовательные ячейки) или 14,8 В (четыре последовательные ячейки). Помимо этого, показатель напряжения литиевой ячейки меняется при работе при полной зарядке на 4,25 В, а при полной разрядке. на 2,5 В. Показатель напряжения 3S (3 serial. три последовательных соединения) будет изменяться при функционировании приспособления от 12,6 В (4,2х3) до 7,5 В (2,5х3). Для 4S-конфигурации этот показатель колеблется от 16,8 до 10 В. Переделкашуруповертана литиевые аккумуляторы 18650 (подавляющее большинство изделий обладает именно этим размером) требует учета разницы в габаритах с Ni-Mh-ячейками. Диаметр ячейки 18 650 равен 18 мм, а высота составляет 65 мм
Очень важно подсчитать, какое количество ячеек поместится в корпусе. При этом следует помнить, что для модели с мощностью 11,1 В вам будет нужно количество ячеек, кратное трем. Для модели с мощностью 14,8 В — четырем
Еще должен поместиться контроллер и коммутационные провода. Устройство для зарядки для аккумулятора на основе лития отличается от приспособления для Ni-Mh-модификаций
Для модели с мощностью 14,8 В — четырем. Еще должен поместиться контроллер и коммутационные провода. Устройство для зарядки для аккумулятора на основе лития отличается от приспособления для Ni-Mh-модификаций.
В статье будет рассмотрено, как происходит переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы Li-Po. Инструмент укомплектован парой Ni-Mh-аккумуляторных батарей с показателем напряжения 12 В и емкостью 2,6 Ач. Будет рассмотрена переделка шуруповертаHitachi. Литиевые аккумуляторы обеспечат прибору долговременную службу.
Сборка готового аккумулятора
Все части объединяют в цельный блок. К собранному блоку припаивают провода. Все действия выполняют в соответствии со схемой подключения. К батарейкам делают припой проводов сечением 1.5 мм2. Чтобы части блока не соприкасались, применяют термоусадочную трубку. Сборку соединяют с выходами «плюс» и «минус». Спаянную схему тестируют, если все работает нормально, приступают к сборке корпуса.
Сначала очищают все его части, продумывают как в нем разместить новый зарядный блок. По размерам он намного меньше того, что стоял раньше, потому его необходимо надежно закрепить. В противном случае по время работы инструмента они будут вибрировать. Чтобы батарейки надежно держались, есть специальные держатели, которые защитят банки от вибраций при работе шуруповерта. Для фиксации блока можно использовать клей Момент или герметик.
Клеммник с припаянными проводами аккуратно устанавливают на прежнее место. Если в корпусе отсутствуют пазы для его фиксации, надо закрепить самому. Далее собирают защитную плату и объединяют все части аккумуляторного блока. В конце надо проверить надежность размещения.
Чтобы продлить срок службы батарейки, минимизировать потери емкости и эффективно использовать ее возможности, надо знать, как хранят литиевые аккумуляторы для шуруповерта. Для хранения их вытаскивают из инструмента, кладут в прохладное и сухое место. Оптимальная температура от +1…+25 градусов. Нельзя, чтобы они заморозились. Можно класть в холодильник, положив в пакет, чтобы не появилась влага, но ни в коем случае не в морозилку. Хранят литиевую батарею в заряженном состоянии (лучше всего, если степень заряда будет 40%). Тогда удастся избежать падения напряжения при саморазрядке ниже значения 2.5 В/элемент. Если ее оставить храниться на 3 месяца и больше с напряжением ниже порогового показания 2.5 В, случится падение емкости, которое восстановить не удастся, также произойдет коррозия элементов.
Все манипуляции выполняют по схеме
Как рассчитать параметры новой батареи
- Потребляемый ток шуруповерта обычно не превышает 10-15 ампер. Соответственно, типового тока отдачи (разряда) Li-ion аккумулятора (30-35А) хватит с запасом.
- Напряжение питания рассчитывается по старой Ni-Ca батарее. Обычно блок состоит из 12 аккумуляторов по 1,2 вольта, то есть общий показатель 14,4 В. Литиевые аккумуляторы нельзя разряжать до напряжения ниже 2,74 вольта. Рабочее напряжение 3,0-3,5 В, то есть для замены необходимо соединить последовательно 4 аккумулятора 18650.
Полученного рабочего напряжения от 12 В до 14 В более чем достаточно. Даже относительно свежие штатные Ni-Ca батареи редко выдают больше 12 вольт.
Если позволяет объем, можно параллельно соединить 2 последовательные сборки по 4 аккумулятора, увеличив емкость батареи вдвое. При этом, взаимное расположение может быть каким угодно – по форме корпуса. Главное – обеспечить надежное соединение проводов.
- Кроме того, желательно разместить в общий корпус зарядное устройство. Тогда вам не придется каждый раз извлекать аккумуляторы из корпуса.
