Как устроен аккумулятор для шуруповерта

Устройство, конструкция и ремонт Ni─Cd аккумуляторов для шуруповёрта

Сегодня в продаже можно встретить много моделей шуруповёртов как от известных мировых брендов, так и от неизвестных никому компаний. Есть простенькие модели, а также функциональные с богатым оснащением. Объединяет их одно – все они имеют аккумуляторы для работы в автономном режиме. И зачастую стоимость этих аккумуляторов составляет больше половины цены самого шуруповёрта. Чаще всего в качестве элементов таких батарей используются никель-металлогидридные или никель-кадмиевые аккумуляторы. В некоторых случаях их можно восстановить и отремонтировать аккумулятор шуруповёрта. В настоящем материале мы разберём, как это делается.

Конструкция и разновидности аккумуляторов для шуруповёртов

Практически все производители во всех странах мира выпускают одинаковые по конструкции и принципу действия аккумуляторы для шуруповёртов. Многие производители выпускают аккумуляторы сразу для нескольких производителей шуруповёртов. Аккумуляторная батарея выполняется съёмным и выглядит следующим образом.

Аккумулятор от шуруповёрта Bosch PSR 14,4 В

Разобрать аккумулятор несложно. Крышка держится на четырёх винтах. Отворачиваем их, разбираем корпус и внутри видим гирлянду из последовательно соединённых батареек.

В нашем случае это аккумулятор для шуруповёрта Bosch PSR 14,4 В. В нём изначально один саморез закрыт пластиком. В случае вскрытия теряется гарантия.

Аккумулятор в сборе

Чаще всего используются Ni─Cd аккумуляторы для шуруповёрта, но есть и другие разновидности. Ниже представлены типы элементов, используемых в аккумуляторах для шуруповёртов:

• Ni─Cd. Никель–кадмиевые аккумуляторы. Номинальное напряжение одного элемента 1,2 вольта;
• Ni─MH. Никель-металлогидридный. Номинальное напряжение одного элемента 1,2 вольта;
• Li─Ion. Литий-ионный. Номинальное напряжение 3,6 вольта.

Разновидности элементов для аккумулятора шуруповёрта

Никель-кадмиевые аккумуляторы для шуруповёртов являются наиболее распространёнными на сегодняшний день. Они имеют доступную цену, сохраняют работоспособность при отрицательных температурах, могут храниться в разряженном состоянии, не теряя свои характеристики.

Никель─металлогидридные аккумуляторы распространены меньше, чем никель кадмиевые аккумуляторы для шуруповёртов. К их преимуществам стоит отнести отсутствие токсичных компонентов, экологически чистое производство, незначительный «эффект памяти» и меньший саморазряд, чем у никель-кадмиевых батарей. Кроме того, если сравнивать с Ni─Cd аккумуляторными батареями, никель─металлогидридные имеют большую ёмкость и выдерживают большее число циклов заряд-разряд. Дополнительно советуем прочитать о том, как заряжать Ni─MH аккумуляторы.

К недостаткам следует отнести высокую стоимость, чувствительность к отрицательным температурам. Кроме того, Ni─MH батареи при хранении в разряженном состоянии утрачивают часть своих характеристик.

Li─Ion

Литий─ионные аккумуляторы в шуруповёртах встречаются реже. Среди плюсов стоит отметить отсутствие «эффекта памяти» и саморазряда. Ёмкость литий─ионных аккумуляторов выше и в разы больше число циклов заряд-разряд, чем у оксидно─никелевых. К тому же у элемента большее номинальное напряжение. Поэтому требуется меньшее число элементов, а значит, такие аккумуляторы имеют меньший вес и размеры.

Среди недостатков следует отметить большую стоимость. Если сравнивать с Ni─Cd аккумуляторами для шуруповёрта, то цена Li─Ion практически в три раза больше. Стоит отметить, что за 2─3 года интенсивного использования Li─Ion аккумулятор существенно теряет ёмкость из-за разложения лития.
Вернуться к содержанию

Конструкция аккумулятора для шуруповёрта

Ничего сложного в конструкции аккумулятора нет. Его разбор был показан выше. Стоит только добавить информацию о контактах на корпусе. У аккумулятора для шуруповёрта их четыре (рассматривается модель Bosch PSR 14,4 В).

Контакты аккумулятора шуруповёрта

• 1 – плюс;
• 2 – минус;
• 3 ─ контакт термистора (датчик температуры). Термистор нужен для ограничения или отключения тока заряда. Он срабатывает при увеличении температуры аккумуляторных элементов до определённого значения. При ускоренной зарядке через элемент идёт большой ток, и он нагревается, а термистор предотвращает его выход из строя;
• 4 ─ этот контакт подключается через сопротивление и называется сервисным. Его используют сложные зарядные устройства, предназначенные для выравнивания заряда на аккумуляторных элементах.

Неисправности аккумуляторов для шуруповёртов

Как правило, при неисправности Ni─Cd аккумулятора для шуруповёрта выходит из строя один или несколько элементов аккумуляторной батареи. Поэтому первоочередная задача при ремонте аккумулятора шуруповёрта – это определение вышедших из строя элементов.

При диагностике элементов потребуется мультиметр для замера напряжения. На Ni─Cd и Ni─MH аккумуляторах напряжение находится в пределах 1,2─1,4 вольта, а Li─Ion – 3,6─3,8 вольта.

Общее напряжение последовательной сборки

Напряжение одного элемента

• Полностью зарядите аккумулятор шуруповёрта;
• Разберите корпус;
• Измерьте напряжения всех элементов и отметьте те, у которых напряжение ниже номинального. Номинальное напряжение нанесено на корпусе каждой банки. Как правило, они обёрнуты в бумажную оболочку;
• Затем подайте нагрузку на аккумуляторную батарею (включите шуруповёрт). Если не хочется опять собирать, то подключите к выводам «гирлянды» нагрузку в виде лампочки 12 вольт;
• Через некоторое время снова делайте замеры напряжения на элементах. Те банки, у которых напряжение отличается от среднего на 0,5─0,7 вольта, подлежат восстановлению или замене. При визуальном осмотре особое внимание следует уделить банкам со следами коррозии и подтёков.

Разрядка аккумулятора шуруповёрта лампочкой

Восстановление и ремонт Ni─MH, Ni─Cd аккумуляторов

Что касается литиевых аккумуляторов, то их восстановление невозможно. В процессе эксплуатации в них разлагается литий и через 2─3 года восстанавливать будет уже нечего. В этом случае нужно просто заменить вышедшие из строя элементы.

А вот над Ni─MH и Ni─Cd аккумуляторами ещё можно поработать. Если кратко, то методика восстановления этого типа аккумуляторных батарей сводится к пропусканию через них тока короткими импульсами. Ток должен быть в десятки раз выше ёмкости Ni─Cd элемента. При этом разрушаются дендриты и аккумулятор как бы «перезапускается». Далее проводится его тренировка в виде нескольких циклов заряд-разряд.

Однако вышеописанный метод часто не помогает, и через некоторое время батареи снова отказываются работать. Проблема заключается в том, что в процессе работы в Ni─Cd аккумуляторах уменьшается объем электролита. Поэтому используется метод доливкой дистиллированной воды внутрь элемента. Подробнее читайте в отдельной статье «Ni─Cd аккумуляторы восстановление и ремонт».
Вернуться к содержанию

Замена Ni─MH, Li─Ion, Ni─Cd элементов в аккумуляторе шуруповёрта

После того, как вы восстановили элементы, их следует впаять обратно. Если вы решили не восстанавливать, а заменить элементы батареи, то их можно поискать в соответствующих интернет-магазинах. Цена на никель─кадмиевые аккумуляторы номиналом 1,2 В, 2000 мА-ч лежит в пределах 200 рублей. В любом случае в сборке их нужно будет заменить, а значит, придется паять.

• Паяльник 25─30 ватт;
• Паяльная кислота;
• Кусачки.

Сначала вы откусываете или отпаиваете элемент от соединительной пластины. Затем проводите восстановление или просто заменяете. Далее припаиваете рабочий элемент к пластине для объединения в гирлянду. Советуем пайку осуществлять быстро, чтобы внутренности батарейки не повредились от нагрева корпуса.

В идеале нужно сохранить все соединительные пластины и паять элементы к ним. Если это не получается, то замените их на медные пластины соответствующего сечения. Это важно, поскольку если сечение не будет соответствовать штатному, при зарядке эти места будут греться. В результате может срабатывать термистор. Само собой, что паять элементы нужно с соблюдением полярности.

После сборки всей батареи нужно поставить её на зарядку, после которой нужно измерить напряжение всех банок. После зарядки оно должно быть примерно одинаковым у всех элементов (около 1,3 вольта). Потом проводите разряд батареи. Можно это делать с помощью включения шуруповёрта, а можно лампочкой, как было показано выше. Желательно такую процедуру проводить один раз в три месяца. Это, так называемое, стирание памяти Ni─Cd аккумуляторов. О том, как правильно заряжать Ni-Cd аккумуляторы, подробно рассказано по указанной ссылке.
Вернуться к содержанию

Источник

Ремонт или восстановление аккумулятора шуруповерта

Всем привет! Сегодня затрону тему стройки и летних дачных занятий. Расскажу как провести ремонт или восстановление аккумулятора шуруповерта своими руками. Надо сказать, что шуруповерт — очень удобная вещь. Зарядил аккумулятор и бегаешь без проводов крутишь то тут, то там. Только со временем такая крутилка крутит все меньше и меньше. Это происходит из-за потери емкости аккумуляторами. Про них и пойдет речь.

Как устроен шуруповерт

Тут все достаточно просто. Простейший шуруповерт состоит из пластикового корпуса, аккумуляторной батареи (1), регулятора оборотов вращения (2), пластиковой кнопки (3), двигателя (4), редуктора (5) и патрона (6).

В современных шуруповертах чаще всего применяется редуктор с планетарной передачей усилия вращения.

Внутренности аккумулятора шуруповерта

Внутри аккумулятор шуруповерт устроен очень просто. Аккумуляторные банки соединены последовательно между собой металлической фольгой с помощью точечной сварки. В простейшем случае все заканчивается скользящими контактами.

Более сложные аккумуляторы имеют в своем составе платы контроллера заряда и разряда с отслеживанием температуры банок. Чаще всего такие платы ставятся в шуруповертах брендовых фирм с литий-ионными аккумуляторными секциями.

Дальше рассмотрим подробнее достоинства и недостатки разных видов аккумуляторных батарей и поговорим про восстановление аккумулятора своими руками.

Виды аккумуляторных элементов

За последние 20 — 30 лет разработано множество технологий портативных аккумуляторных батарей: Ni-Cd, Ni-Mh, Li-ion, Li-Pol, Al-Ion, Li-S, Mg-S, Li-O2, LiFePO4 и даже литий-нанофосфатные. Рассмотрим самые популярные из них.

Никель-кадмиевые аккумуляторы

Это самые популярный тип аккумуляторных секций для дешевых шуруповертов .

Достоинства: они дешево стоят и могут хорошо работать при отрицательных температурах. Также они не боятся разряда и хранения в таком положении.

Недостатки: кадмий токсичен и такие аккумуляторы нужно утилизировать специальным образом. Присутствует саморазряд и эффект памяти, низкая удельная объемная емкость.

Никель-металлгидридные аккумуляторы

Никель-металлгидридные стоят чуть подороже, но в целом по уровню они примерно такие же, может чуть лучше никель-кадмиевых.

Достоинства: не токсичны, меньший эффект памяти и саморазряд, большее число циклов заряда/разряда.

Недостатки: более чувствительны к отрицательным температурам, боятся хранения в разряженном состоянии — теряют емкость.

Литий-ионные аккумуляторы

Литий-ионные батареи все чаще применяются в шуруповертах даже бюджетного класса.

Достоинства: нет эффекта памяти — можно заряжать и разряжать в любой момент, большая емкость при меньших габаритах, малый саморазряд, большое число зарядов/разрядов.

Недостатки: высокая цена, опасность чрезмерного нагрева при интенсивном заряде и разряде.

Литий-полимерные аккумуляторы

Пока что литий-полимерные аккумуляторы мало применяются в шуруповертах, но с развитием технологий скорее всего их начнут туда ставить массово.

Достоинства: бОльшая емкость при меньших габаритах, чем у Li-ion, может принимать любую форму, напряжение при разряде держит лучше, низкий саморазряд.

Недостатки: высокая стоимость, нагрев при эксплуатации и опасность возгорания.

Восстановление аккумуляторных элементов

Тут я приведу историю от Мастера Сергея по восстановлению никель-кадмиевого аккумулятора шуруповерта. Владелец стал жаловаться на малое время работы электрошуруповерта и на то, что «аккумулятор не держит». Разборка корпуса аккумулятора показала, что там стоят заводские Ni-Cd банки от фирмы Liang на 1000 мАч.

Восстановить Ni-Cd аккумулятор можно достаточно простым способом. Нужно сделать несколько циклов глубокого разряда и заряда. В таких крайних режимах начинают работать труднодоступные области накопления заряда батареи, отдача от которых ухудшилась вследствие эффекта памяти, нарушения условий эксплуатации или хранения.

Такие проблемы возникают не только у шуруповертов. Индустрия радиоуправляемых моделей с батарейным питанием давно решила проблемы автоматизированного разряда/заряда. Для этого есть специальные зарядные устройства.

У Мастера Сергей оказался Vista Power AK610AC. Это зарядное с функцией заряда мощностью 90 Вт и разряда на нагрузку 20 Вт. Это прекрасный профессиональный аппарат с тач-скрином! Такой можно найти на Авито по цене около 5000 руб.

Вместо такого зарядного устройства можно использовать что-то более китайское, например народный IMAX B6 по цене около 2000 руб.

Начинать цикличное восстановление аккумулятора лучше всего с глубокого разряда аккумулятора и потом сразу зарядки.

После первого цикла емкость при разряде была равна 707 мАч, а при заряде — 879 мАч. Как видим, емкость снизилась на 30 % относительно заявленной производителем.

Второй цикла разряда/заряда показал цифры 781 мАч / 937 мАч. Как видим, это больше предыдущих значений на 10 %.

Третий цикла перезаряда аккумулятора показал незначительные отклонения от предыдущего второго перезаряда. Поэтому этого хватит. Если вы на своих аккумуляторах увидите, что емкость растет, то можно продолжить.

По факту восстановления аккумулятора удалось восстановить около 8% от первоначально заявленной емкости шуруповерта. В принципе неплохо, но я бы посоветовал заменить банки аккумулятора на новые с бОльшей емкостью .

Замена аккумуляторных элементов

В аккумуляторе у Сергея используются никель-кадмиевые батареи питания на 1,2 В. Они не взаимозаменяемы, поэтому лучше подбирать что-то похожее на оригинал по размеру и как можно большей емкости из доступных. У Сергея аккумуляторные элементы похожи на батареи типоразмера type D , поэтому их и заказываем. Можно найти с емкостью около 2400 мАч в тех же размерах.

Я уже писал, как менял аккумуляторные элементы шуруповерта Интерскол. В нем были литий-ионные банки на 3,7 В самого бюджетного класса, да еще и разряженные. Тогда я заменил их на батареи чуть получше. Сейчас я бы поставил фирменные Liitokala на 2200 мАч или аккумуляторы Panasonic на 3400 мАч типоразмера 18650.

Одно неудобно, что приходится паять чувствительные к перегреву аккумуляторы. Такой ремонт или восстановление аккумулятора может иметь обратный эффект. Выход такой — мощный паяльник держать 0,5 — 1 сек. или использовать аппарат для точечной сварки . Второй вариант понадежнее будет.

Запчасти для шуруповертов

Двигатели для шуруповертов редко сгорают, но если сгорят, то можно подобрать от другой модели за 500 — 1000 руб.

Часто в двигателях шуруповертов стираются угольные щетки . Их можно подобрать по нужным размерам и купить за 50 -100 руб.

Аккумуляторы для шуруповертов у многих фирм похожи друг на друга вплоть до формы и креплений. Поэтому, когда не хочется лезть в электронику, можно искать взаимозаменяемые варианты.

Зарядные устройства также нередко сгорают от перепадов напряжения сети или просто гибнут на стройке. Совместимый блок питания для зарядного устройства можно найти за 500 руб.

Биты для шуруповерта вообще относятся к расходному материалу. В зависимости от длины , металла и качества изготовления могут стоить от 20 до 500 руб.

На этом я закругляюсь и привожу видеоролик от Мастера Сергея по восстановлению никель-кадмиевого аккумулятора шуруповерта.

Источник