Переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы 18650 18в: Аккумуляторы 18650, переделка шуруповёрта | AlexGyver

Переделка шуруповерта на li-ion

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.

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.

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

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.

последовательное соединение ячеек 3s 1p

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.

последовательно – параллельное соединение ячеек 3s 2p

Сборка готового аккумулятора

Вначале очищают все части корпуса, обдумывают, где разместить новый зарядный блок. По размерам переделанный аккумулятор будут намного меньше родного, потому его внутри корпуса необходимо хорошо закрепить. Если этого не сделать, то из-за вибрации при работе инструмента блок через небольшой промежуток времени выйдет из строя. Для крепления можно воспользоваться клеем Момент или герметиком. К собранному блоку припаивают провода. При работе придерживаются схемы подключения. К батареям припаивают провода сечением 4 мм2. Чтобы детали не соприкасались друг с другом, используют термоусадочную трубку. На прежнее место устанавливают клеммник с припаянными проводами. Если в корпусе для него нет пазов, его требуется закрепить. Сборку соединяют с «плюсом» и «минусом».

Сборка защитной платы предусматривает соединение всех деталей блока аккумулятора. Обязательно проверяют надежность размещения.

Соединять элементы батареи можно разными способами

Продолжаем разбирать аккумулятор шуруповерта Интерскол

Это можно сделать несколькими способами – можно отпаять провода, которые идут к плате.

Также можно просто снять контакты с верхней крышки элементов питания. На фото показано, какую форму имеют изогнутые контакты, так что Вы легко снимите их сами.

Под пластиковой крышкой видим, каким образом соединены элементы питания между собой. Их приварили точечной сваркой. Такое решение применяется практически в любых аккумуляторах другого инструмента. Это надежное и щадящее соединение аккумуляторов. При этом губительный нагрев самих литиевых элементов питания минимален.

Аккуратно отдираем или откусываем кусачками металлическую ленту, чтобы отсоединить банки друг от друга. Со стороны платы их тоже соединили между собой лентой и посадили на клей на картонную прокладку. Это сделано, чтобы ничего не замкнуть на плате. Нужно не забыть ее вернуть на место при обратной сборке аккумулятора.

Новые литий-ионные элементы питания в виду отсутствия аппарата для точечной сварки будем паять хорошо прогретым мощным паяльником очень быстро. Мы же помним, что нагрев уменьшает их срок эксплуатации и вообще взрывоопасен.

Особое внимание обращайте на состояние проводов внутри аккумулятора. Они могут быть надломленные или потертые. Их нужно качественно изолировать или заменить на свежие. Так как я проводил ремонт аккумулятора шуруповерта на выезде в полевых условиях, то пришлось применить гениальное изобретение инженерного ума

Достал изоленту синюю радиотехническую

Так как я проводил ремонт аккумулятора шуруповерта на выезде в полевых условиях, то пришлось применить гениальное изобретение инженерного ума. Достал изоленту синюю радиотехническую.

При разборке аккумулятора шуруповерта Интерскол ДА-10/10.8 ЭР я был приятно удивлен – в поставили термодатчик для контроля температуры элементов питания. Получается, что при перегреве – схема защиты отключает питание, пока температура не восстановится до нормальной. Правда у хозяина ни разу не получалось его загнать в такой режим. Этот термодатчик аккуратно отдираем, чтобы не сломать – потом разместим его в том же месте на новых банках.

Общий алгоритм переделки шуруповерта на литиевые аккумуляторы

Чаще всего для того, чтобы переделать аккумуляторы с никель — кадмиевых на литий — ионные используют батарейки формата 18650. Число 18 в маркировке показывает диаметр банки в миллиметрах, а 65 – длину, также в мм.

Батарейка 18650

Для АКБ такого типа недопустим глубокий разряд и перезаряд. Для контроля напряжения устанавливают плату управления BMS. Чтобы заряд каждой отдельной аккумуляторной батарейки был одинаковым, в плату встроен балансир.

Переделка шуруповёрта с никеля на литиевые аккумуляторы 18650 осуществляется в такой последовательности:

1. Разобрать корпус аккумулятора и аккуратно достать сборку никель-кадмиевых батарей.

1. Оставить разъём под плюсовый и минусовый выводы. Вместо термодатчика устанавливают термопару контроллера температуры.
2. Если сборка литиевых аккумуляторных батарей шуруповерта делается с нуля, ее спаивают при помощи нейтрального некислотного флюса. Паять необходимо точечно.

Этап пайки

1. Подключить к сборке индикатор заряда со светодиодами.
2. Присоединить каждую банку из новой сборки к плюсовому и минусовому выводу на плате.

Соединение банок с платой

1. Проверить, работает ли схема. Если да, то весь корпус собирается назад.

Общая технология работы

Инструкция по настройке ЗУ

1. Подключаем к БП, у которого напряжение минимум на 1 В выше чем может дать сборка из аккумуляторов. Например, для сборки из 6хLi-Ion надо БП с выходом 26,2В. Выходной ток БП зависит от тока зарядки АКБ. 
2. На ХХ настраиваем нужное выходное напряжение, соответствующее максимальному напряжению АКБ в заряженном состоянии. В моем случае – 25,2 В. 
3. Подключаем АКБ к ЗУ, в разрыв между ними измеритель тока – устанавливаем нужный ток заряда. Я установил 1 А для АКБ с емкостью 2800 мА/ч. 
4. При снижении зарядного тока до 0,1 х Ток заряда крутим средний многооборотник до зажигания синего светодиода – “зарядка окончена”.

Все соответствует корявому описанию)). Работает отлично. Буду использовать для зарядки переделанного шуруповерта. До Самары дошло за 25 дней. Для тех кто не может разобраться в работе светодиодов нашел отличное описание:

Верхний горит пока преобразователь способен отдавать в нагрузку установленный ток (в случае использования как зарядного получается это индикатор фазы СС, как только он погаснет – пошла фаза CV) средний светодиод горит пока ток в нагрузке не опустится до 0.1 установленного, погас – заряд окончен.

Значение 0.1 установлено по умолчанию, при желании корректируется как большую (заряд быстрее, емкость меньше) так и в меньшую сторону (время заряда увеличивается, аккумулятор заряжается полнее) средним потенциометром. Но заряд продолжается и после его выключения, это лишь индикатор, что аккумулятор в принципе заряжен и готов к использованию. Нижний светодиод – просто индикатор работы преобразователя.

charge – этот индикатор горит, пока ток в выходной цепи выше заданного значения. Это значение устанавливается относительно максимального тока. При установке большого максимального тока (единицы ампер) может не получиться установить индикацию на маленький ток (единицы и десятки миллиампер).

Шуруповерт не запускается – как решить вопрос

При проверке работы шуруповерта при наполовину заряженном аккумуляторе, двигатель запускался даже под нагрузкой стабильно. Но когда он был заряжен полностью, то шуруповерт, даже на холостом ходу, запускался только после многократного нажатия на клавишу включения.

Полазил щупом осциллографа по плате BMS и выяснил, что срабатывает защита по току. Дело в том, что в момент пуска двигателя шуруповерта сопротивление его обмоток определяется активным сопротивлением проводов и составляет десятки Ом. Поэтому пусковой ток в первый момент может составлять и сотню ампер.

Для исключения ложных срабатываний защиты в плате BMS обычно предусмотрена задержка ее срабатывания около 100 ms, что очевидно для данного шуруповерта оказалось недостаточно. Для стабильного запуска двигателя потребовалось увеличить задержку для срабатывания защиты до половины секунды (500 ms). Электрической схемы платы не было, поэтому решил увеличить время задержки методом научного тыка.

Предстояло найти точку в схеме, к которой припаять вывод конденсатора относительно минуса или плюса аккумуляторов. Для этого был взят конденсатор емкостью 0,47 mF и к одному из его концов припаян тонкий проводок. Второй его конец был припаян к отрицательному выводу аккумуляторов.

Затем свободным концом конденсатора производилось последовательное прикосновение ко всем выводам сопротивлений и конденсаторов, и каждый раз нажималась клавиша пуска двигателя на шуруповерте. Перед каждым следующим прикосновением выводы конденсатора замыкались, чтобы его разрядить и исключить повреждение схемы.

Но точку относительно минуса найти не удалось. Поэтому свободный конец провода был припаян к положительному выводу аккумулятора и проделана такая же операция, которая увенчалась успехом. Прикосновение вывода конденсатора к точке, указанной на фотографии двигатель шуруповерта стал запускаться уверенно даже под нагрузкой.

Для надежности решил увеличить емкость конденсатора до 2,2 mF. Он был одним концом припаян непосредственно к положительному выводу аккумулятора, а второй вывод подсоединен к левому выводу резистора 1 кОм с помощью проводника.

Возможно, есть и более рациональное решение, но проверка шуруповерта в работе показала эффективность установки дополнительного конденсатора. Двигатель как на холостом ходу, так и под нагрузкой запускался безотказно.

За $10 и пару вечеров удалось вернуть в строй, казалось бы, бесполезный шуруповерт. Надеюсь, что мой опыт поможет многим решиться на восстановление работоспособности заброшенных шуруповертов и других аккумуляторных инструментов.

Аккумуляторы и зарядные устройства | БОСТИЧ

Аккумуляторы

BOSTITCH питаются от литий-ионных аккумуляторов и оснащены тепловой защитой. Защита от перегрузки нашего зарядного устройства на 2 ампера обеспечивает быструю зарядку и защищает аккумуляторные элементы.

• BCB203 – BOSTITCH 20V MAX* 2Ah литий-ионный аккумулятор

  Учить больше

• BCB204 – BOSTITCH 20V MAX* 4Ah литий-ионный аккумулятор

  Учить больше

• BCB115 – Зарядное устройство BOSTITCH 20V MAX* для литий-ионных аккумуляторов

  Учить больше

• BTC492L — литиевое зарядное устройство 18 В

  Учить больше

• BTC480L — литий-ионный аккумулятор 18 В

  Учить больше

• 9B12070R — литий-ионный аккумулятор 3,6 В

  Учить больше

• 9B12072R – 7,2 В NI-CD БАТАРЕЯ

  Учить больше

• 9B12073R – ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ 7,2 В NI-CD АККУМУЛЯТОРА

  Учить больше

• 9B12062R — Финишный топливный элемент

  Учить больше

• 9B12061R – Каркас топливного элемента

  Учить больше

{{#если ИмяМодели}} {{ModelName}} – {{ProductName}} {{еще}} {{Наименование товара}} {{/если}}

{{#если ИмяМодели}} {{/если}}

{{#unless Скрыть сравнение}} Сравнивать {{/пока не}} Учить больше

{{/каждый}}

Восстановление 18-вольтового литий-ионного аккумулятора для дрели

Разряженный аккумулятор разобран и восстановлен с использованием новых элементов 18650, чтобы продлить срок службы моих «старых» аккумуляторных дрелей.

• Замена батарей

  Куинн • 16.04.2017 в 22:50 • 0 комментариев

  Как и в большинстве литий-ионных аккумуляторов, элементы соединены металлическими полосами, сваренными точечной сваркой. Чтобы извлечь элементы из этого пакета, я отпаял сенсорные провода, а затем с помощью кусачек обрезал полоски, поскольку их нельзя было использовать повторно.

  Полоски приварены к клеммам батареи точечной сваркой, потому что припаивать их не только сложно, но и не очень хорошая идея. Нужно нагреть большое количество металла, а сама ячейка не рассчитана на такое количество тепла и может быть повреждена. Это одно из преимуществ ячеек, которые я купил, у них уже есть провода на каждом конце.

  Точнее, к ним приварен небольшой язычок (помните примечание о том, что нельзя припаивать к самой батарее?), а провод припаян к язычку. Их было бы гораздо проще собрать.

  Я вставил ячейки в раму в той же ориентации, что и раньше:

  Было очень легко припаять провода между выступами, чтобы сделать 5S-цепочку.:

  Я, вероятно, должен был заменить эти провода на более толстый датчик, и сделал бы это в следующий раз для следующего, который я перестраиваю.
  

  Я использовал клейкую ленту, чтобы скрепить раму, приклеил датчик температуры на место и переустановил плату контроллера. Затем было просто снова подключить провода и провода датчика напряжения. Я не уверен, нужна ли монитору батареи определенная последовательность питания, но, чтобы избежать повреждения, я начал с заземления, а затем по порядку проложил линии считывания перед подключением плюса.
  

  Все вместе:

  Готовый блок:

  Я вернул поролон на место и плотно вставил в корпус. Перед началом проекта я полностью зарядил каждую ячейку в оригинальном зарядном устройстве USB, чтобы они были примерно сбалансированы. Это было напряжение ячейки между 4,1-4,2 в зависимости от зарядного устройства. Различие, вероятно, было связано с допуском на различные чипы заряда. Бортовой измеритель уровня заряда батареи сразу показал полный заряд.
  

  Испытания на дрели, она отлично работает и правильно заряжается от оригинального зарядного устройства дрели.

  В целом, этот проект стоил 10 долларов плюс час работы по восстановлению 80-долларовой батареи до ее первоначальной производительности.
  

• Части

  Куинн • 09.04.2017 в 03:20 • 0 комментариев

  У меня есть 3 одинаковые дрели, каждая со своим аккумулятором, что очень удобно, так как не приходится менять насадки туда-сюда.

  Некоторое время назад один из блоков вышел из строя, не показывал напряжения и не заряжался. Хотя у меня все еще было 2, которые были в порядке, я решил быстро восстановить неисправный, вдохновленный некоторыми дешевыми портативными зарядными устройствами USB, которые были на низком уровне.

  Прежде чем начать, было очень безопасно предположить, что в батарейном блоке используются стандартные 18650-е. Они почти везде, где вы найдете Li-Ion, если только нет жестких требований к форм-фактору; обычно тонкие устройства. Вдобавок к этому, 18 В в 5 раз превышает номинальное напряжение 3,6 В 18650, а форма блока может разумно вместить 5 из них, а также немного электроники.

  После того, как мы нашли подходящую биту Torx, это оказалось правильным.

  Потребовалось некоторое дополнительное усилие, чтобы вытащить батареи, но, к счастью, они были просто вставлены под давлением, а не приклеены, как я подозревал: с прикрепленным датчиком температуры, а справа – рама, на которой закреплена плата контроллера.