Замена батареек в аккумуляторе шуруповерта

Можно ли восстановить аккумулятор шуруповерта? 4 метода

замена, аккумулятор, шуруповерта

Восстановить аккумулятор шуруповёрта можно своими силами. Вы сэкономите до 30% от общей стоимости вашего инструмента, если проследуете этой инструкции.

Руководство поможет восстановить автономность любых моделей шуруповёртов (18 вольт, Makita 12 вольт, Makita 14.4, Metabo, Hitachi, iMax B6 и так далее) с батареями типа Ni-Cd (NiCd), Ni-MH и Li-Ion. Следует внимательно отнестись к рекомендациям и уточнениям относительно разных конструкций электроинструмента.

Как восстановить аккумулятор шуруповёрта?

Частичная замена изношенных ячеек

Заменить каждую ячейку по отдельности будет экономически целесообразнее при наличии свободного времени. Здесь вам потребуется навык точечной сварки — спайка ячеек обычным паяльником может изменить их характеристики и испортить!

Определяем неисправность аккумулятора шуруповёрта

Зарядите АКБ до полного уровня, снимите с зарядки и разберите для доступа к ячейкам. 2. С помощью мультиметра измеряем напряжение (в режиме DCV) каждой ячейки (батареи). 3. В исправном состоянии Ni-Cd и Ni-MH выдают 1.2-1.4 В, а Li-Ion — 3.6-3.8 В. 4. Соберите АКБ и разрядите её до явного замедления вращения шуруповёрта. 5. Вновь разберите и выполните замер — снижение напряжения до уровня 0.4-0.8 В говорит об износе такой ячейки.

Устранение «эффекта памяти»

Если после полной зарядки шуруповёрт быстро расходует заряд аккумулятора и спустя время продолжает понемногу работать, то вы столкнулись с «эффектом памяти» Ni-Cd или Ni-MH.

Устранить «эффект памяти» в шуруповёрте поможет его калибровка (тренировка): зарядите до 100% (по возможности низким током); полностью разрядите инструмент подачей на вращение малой мощности длительное время; повторите 3-5 раз такую процедуру, и аккумулятор вернётся к жизни.

Что нужно знать, прежде чем начать восстановление аккумулятора шуруповёрта?

Большинство элементов питания в электроинструменте имеет одинаковые конструктивные особенности (последовательное соединение компактных ячеек). 2. Необходимо обращать внимание на тип АКБ (Ni-Cd, Ni-MH и Li-Ion) и ёмкость (в мАч). 3. При разборке блока аккумуляторов нужно отслеживать полярность (/-) соединений. 4. От перегрева «банки» защищены термистором с припаянным резистором. 5. Восстановить элемент питания типа Li-Ion невозможно (как определить его исправность, смотрите ниже).

Замена старого Ni-Cd аккумулятора шуруповерта на Li-Ion ячейки

Так случилось и в моем случае. Шуруповерт RYOBI CMD-1202 был приобретен мной по случаю ремонта на кухне и верой отслужил 3 года, после чего заряда аккумуляторов стало хватать на вкручивание пары средних саморезов. Данный шуруповерт был укомплектован двумя Ni-Cd аккумуляторными батареями напряжением 12 В емкостью 1,7 Ач. Стоимость двух новых аккумуляторов оказалась больше стоимости нового шуруповерта такого же класса с двумя аккумуляторами в комплекте. Последний и был приобретен для хозяйственных нужд. Старый шуруповерт отправился на заслуженный отдых в кладовку.

Недавно в просторах интернета наткнулся на статью о замене никель-кадмиевых элементов аккумулятора шуруповерта на литий-ионные (Li-ion) элементы питания формата 18650. Благо последние скопились в приличном количестве, в основном из раскуроченных аккумуляторов от ноутбуков. Потратив несколько часов на изучение вопроса, выяснилось, что предлагается несколько вариантов реализации такой замены.

Простое последовательное соединение необходимого количества элементов 18650 и использование родного зарядного устройства. Поверхностного знания об особенности зарядки последовательно соединенных аккумуляторов достаточно чтобы исключить такой вариант. Не вникая в технические термины можно сказать, что Li-ion аккумуляторы нельзя сильно разряжать и перезаряжать, только работа в пределах 2.5. 4.2 V дает гарантию долгой и безопасной эксплуатации аккумуляторов. Зарядка переделанного таким образом аккумулятора родным зарядным устройством быстро выведет из строя Li-ion элементы, также не исключено их разрушение в результате перегрева.

READ  Переделка Аккумуляторного Шуруповерта На Li Ion

Соединение элементов с добавлением дополнительных балансировочных проводов, которые выводятся в отдельное гнездо. Для зарядки используются «умные» зарядные устройства типа iMAX B6 и Turnigy Accucel-6. Процесс зарядки в этом случае получается «правильным», однако, как и в первом случае, разрядка аккумуляторов никак не контролируется, и их чрезмерный разряд значительно сократит срок службы аккумулятора. Кроме того, возникает необходимость приобретения и использования специального зарядного устройства, в условиях стройки это крайне неудобно.

Есть и крайне экзотические реализации данной затеи. Некоторые встраивают миниатюрные вольтметры в корпус аккумулятора, по показаниям которого определяют степень заряженности. Опытные радиолюбители разрабатывают и изготавливают контроллеры заряда и балансировки. Эти решения либо трудно повторить, либо не обеспечивают должный контроль и требуемую надежность.

Определившись с техническим заданием: использование родного зарядного устройства для зарядки аккумуляторов, никаких дополнительных разъемов и проводов, наличие контроля заряда и балансировки элементов, начал искать варианты реализации. Как всегда, наши азиатские друзья не подвели, они предлагают множество вариантов модулей контроля заряда как единичных, так и соединенных Li-Ion аккумуляторов. На данном этапе надо выбрать номинальное напряжение для нашей Li-ion аккумуляторной батареи. Вариант 3S Li-ion батарей с диапазоном напряжений 12,6. 7,5 V не подходит для силовой техники, так как при сильной нагрузке происходит сильная просадка напряжения даже на полностью заряженной батарее. Аккумулятор из 4S Li-Ion батарей с диапазоном напряжений 16,8. 10 V обеспечит максимально продолжительную работу, а незначительное превышение рабочего напряжения не является критичным. Подходящий для меня вариант (покупал тут) имеет следующие характеристики:

Замена аккумуляторов Li-ion-18650 в шуруповёрте Калибр-18v своими руками

Контроллер заряда и защиты BMS 4S для 4-х Li-Ion аккумуляторов 18650 Ограничение напряжения зарядки: 4.25 V Ограничение (отсечка) разрядки: 2.5 V Максимальный зарядный ток: 3 А Пиковый ток разряда: 30 А Рабочий ток разряда: 15 A Защита от короткого замыкания Защита от перезарядки/переразрядки Защита от перегрузки по току

Приступаем непосредственно к переделке

Разбираем старый аккумулятор и извлекаем Ni-Cd элементы, как в большинстве таких аккумуляторов, контактная площадка закреплена непосредственно на одном из элементов, чтобы в дальнейшем не «колхозить» с креплением контактов, приклеиваем их вместе с этим элементом при помощи термоклея.

Собираем 4 элемента Samsung ICR18650-26C 2600 мАч таким образом, чтобы обеспечить максимально-удобное расположение в корпусе. Отдельные элементы соединяем припаивая провода, сделать это надо максимально быстро, чтобы не перегреть аккумулятор. Соединяем получившуюся батарею с платой защиты согласно схеме подключения.

Устанавливаем батарею в корпус. Аккумулятор готов.

Как перебрать аккумулятор шуруповерта.

Вес старых аккумуляторов с Ni-Cd элементами составлял 560 гр., новая Li-Ion батарея «похудела» на 180 гр. и весит 380 гр. При этом, почти удвоили энергетическую емкость с 20,4 Втч (12 В х 1,7 Ач) до 38,48 Втч (14,8 В х 2,6 Ач). Переделанный таким образом шуруповерт прослужит верным помощником еще много лет в нашем сервисном центре.

Первая зарядка

Начальные напряжения на элементах 3,85. 3,95 В, заряжаем родным зарядным устройством. Для контроля потребляемого тока в разрыв провода между контактом аккумулятора и контроллером заряда подключен мультиметр в режиме измерения тока. Напряжение аккумуляторной батареи и отдельного элемента контролируем двумя миниатюрными цифровыми вольтметрами. На всякий случай с помощью инфракрасного термометра контролируем температуру элементов питания и транзисторов на плате контроллера заряда. Результаты зарядки приведены в таблице и графиках.

READ  Как Резать Кафельную Плитку Плиткорезом Видео

После завершения процесса зарядки напряжения на элементах 4,15. 4,17 В, напряжение аккумулятора в целом. 16,63 В. В процессе зарядки температура элементов питания не поднималась выше 34,5 °C, плата контроллера заряда не нагрелась совсем.

Инструменты для проверки

Проверку электрического накопителя можно произвести при помощи:

  • вольтметра постоянного напряжения на 15 В;
  • амперметра и вольтметра постоянного тока;
  • тестера;
  • мультиметра.
  • плоскогубцами;
  • отверткой;
  • ножом;
  • паяльником.

Проверка элементов питания накопителя

Итак, пусть окажется, что с помощью предварительных проверок было установлено наличие неисправных элементов в накопителе. Тогда необходимо разобрать аккумулятор и извлечь последовательно соединенные элементы питания — «банки». Как уже говорилось выше, аккумулятор состоит из 10–12 таких элементов с напряжением в 1.2 В.

Вначале проводится визуальный осмотр мест соединения элементов на предмет нарушений. Они могут вызвать понижение параметров аккумулятора в целом.

После осмотра следует провести измерение напряжения каждой из «банок». Напряжение одного элемента не должно быть меньше 1.2 В. При проведении измерений аккумуляторные элементы следует отключать от соединений со всякого рода датчиками. Прибор для измерения подключается к полюсам батареи. «Банки» с пониженным напряжением подлежат замене. Если при простом измерении не было выявлено несправных элементов, следует померить «банки» под нагрузкой.

Проверка под нагрузкой

Для ответа на вопрос в течение какого времени разрядится аккумулятор следует произвести проверку накопителя под нагрузкой. Нагрузку нужно выбирать исходя из мощности накопителя. Если она неизвестна, то считается что мощность нагрузки равна половине произведения силы тока, который отдается аккумулятора при работе, на напряжение накопителя. Как правило, это значение принимается равным 35–40 Вт. Таким образом, в качестве нагрузки можно применить автомобильную фару (35 Вт) или воспользоваться спот-лампой на 12 В с такой же мощностью.

Для проведения измерений батареи аккумулятор подсоединяется к нагрузке через амперметр. Показания снимаются вольтметром. «Банки» подключаются на 2–3 мин. Измеренное напряжение должно быть больше 12.4 В. Если показания попадают в интервал от 12 до 12.4 В, то это значит, что в аккумуляторе имеется поврежденный элемент. О наличии неисправных элементов питания может говорить и снижение яркости лампы, используемой в качестве нагрузки. Если лампа за отведенный временной период погасла, то это значит, что накопитель очень быстро разряжается — у него очень маленькая емкость.

Конструкция аккумулятора шуруповерта и виды «банок»

В независимости от страны изготовителя шуруповерта все аккумуляторы имеют одинаковое строение. Внутри аккумулятора помещаются ряды последовательно соединенных элементов питания — батарей или «банок». Итоговое напряжение аккумулятора создается благодаря суммированию напряжения каждого элемента питания. «Банки» имеют одинаковые параметры — размеры и напряжение. Различаются элементы питания лишь мощностью.

Сам аккумулятор шуруповерта имеет четыре контакта:

  • два силовых контакта служат для зарядки и разрядки батарей;
  • третий контакт (управляющий) соединяется со встроенным в аккумулятор термодатчиком. Он служит для защиты зарядного устройства от перегревания;
  • четвертый контакт (сервисный) выравнивает заряды во всех батареях.

Аккумуляторы шуруповерта компонуются следующими видами накопительных элементов, имеющими свои достоинства и недостатки.

Ni-Cd — никель-кадмиевые батареи, напряжение — 1.2 V.

  • низкая стоимость;
  • распространенность;
  • не боятся низких температур;
  • можно хранить в разряженном состоянии.
  • производство этих батарей считается вредным, поэтому они изготавливаются в «третьих» странах;
  • обладают «эффектом памяти»;
  • саморазряжаются;
  • имеют небольшую емкость;
  • обладают небольшим количеством циклов (заряд/разряд) — не «живут» долго при постоянном использовании.

Ремонт аккумулятора шуруповерта

Ni-MH — никель-металлогидридные батареи, напряжение — 1.2 V;

  • изготавливаются на экологически чистом производстве, фирменная продукция высокого качества;
  • обладает низким «эффектом памяти»;
  • низкая способность к саморазрядке;
  • обладают большой емкостью и большим количеством циклов.
  • высокая цена;
  • при длительном хранении в разряженном состоянии теряется часть характеристик;
  • не функционируют долго при низкой температуре.
READ  Замена Поршневых Колец Бензопилы Штиль 180

Li-Ion — литий-ионные батареи, напряжение — 3.7 V.

  • отсутствует «эффект памяти»;
  • отсутствует саморазряд;
  • обладают высокой емкостью;
  • имеется большое количество зарядно-разрядных циклов;
  • для создания достаточного количества напряжения в аккумуляторе требуется небольшое количество батарей, что снижает вес и размеры аккумулятора.
  • очень высокая цена (почти в 3 раза больше, чем у остальных видов батарей);
  • спустя 3 года теряется емкость, вследствие разложения лития.

По своей сути аккумулятор представляет собой источник постоянного тока. Благодаря превращению химической реакции в электрическую энергию, он может отдавать накопленное электричество в цепь. При зарядке ток протекает в обратную сторону, тем самым заряжая накопитель.

Основным параметром любого аккумулятора является емкость накопленной энергии. Она указывает, ток какой силы агрегат может выдавать в течение часа и измеряется в А/ч.

Любая батарея действует на принципе электролиза. Это значит, что в ее конструкцию входят два обязательных элемента — анод и катод, которые находятся в электролите. В результате химической реакции на полюсах создается электрический заряд. Напряжение батареи определяется разностью потенциалов на полюсах.

Проверка по величине сопротивления

Способность к нормальному функционированию каждой батареи можно проверить, сравнив «банки» по внутреннему сопротивлению. Определяется величина путем деления рабочих параметров напряжение на силу тока и вычетом сопротивления нагрузки.

Рабочее напряжения измеряется обязательно под нагрузкой. В качестве нагрузки следует взять резистор сопротивлением в 10 Ом и мощностью 25 Вт. Проверке подвергается каждая батарея. Измеряют рабочую силу тока и напряжение.

Для лучшего понимания приведем примерные расчеты. Допустим, в ходе измерения под нагрузкой получены данные для одной «банки»: рабочее напряжение — 1.19 В и рабочая сила тока — 112 мА. Перед тем как произвести вычисление не забываем перевести значение силы тока из мА в А — 0.112 А. Производим соответствующие действия (1.19/0.112) — 10 = 0.63 Ом. Напомним, что вычитаемое в нашем выражении это сопротивление нагрузки резистора (10 Ом).

Замена «банок» в аккумуляторе шуруповерта

Сама задача проста. Хорошо если имеется опыт в пайке. В соединении элементов обрезается неисправная батарея, на ее место ставится исправная, затем производится пайка. Как видно, ничего сложного.

Однако, при этом следует учесть несколько важных нюансов:

  • паять нужно быстро, чтобы не нагрелись «банки» — это может отразиться на их работоспособности;
  • для соединения элементов лучше использовать родные пластины, либо медные, но тех же размеров;
  • присоединяя новый элемент к старому не перепутайте плюс с минусом. При последовательном соединении минус от предыдущей батареи идет на плюс новой батареи.

После пайки, следует провести заряд-разрядный цикл, а затем измерить напряжение на «банках». Оно должно быть около 1.3 В.

Проверка аккумулятора шуруповерта

Для определения реальных основных параметров аккумулятора проводится проверка.

При проведении действий, направленных на проверку аккумуляторных элементов, следует не забывать о влиянии такого фактора, как «эффект памяти». Само явление заключается в том, что из-за частой зарядки накопителя элементы аккумулятора могут изменить свою емкость. Происходит это из-за зарядов, оставшихся от предыдущей зарядки. Больше остальных батарей этому явлению подвержены никель-кадмиевые «банки».

Проверку аккумулятора шуруповерта осуществляют при полной зарядке. Полная проверка проходит в несколько этапов.