Переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы: Все для переделки шуруповерта на литий на AliExpress. Подводные камни и полезные аксессуары (часть 2)

Поэтому прежде, чем начинать переделывать аккумулятор шуруповерта на литий 12 В или 18 вольт, нужно подобрать хорошую плату BMS.

• Балансировку. Если она есть, значит, можно легко обеспечить равномерность заряда батареек. Балансировка предполагает и подбор платы по значению тока.
• Значение тока. Ориентировочно параметр должен равняться 20-30 А. Если оборудование малой мощности, то берут плату с 20 А. Для мощных инструментов потребуется 30-40 А.
• Параметры напряжения для отключения аккумуляторных батарей при каждой перезарядке. Достаточно 3.4 В.
• Параметры напряжения для отключения оборудования. Плата подбирается под технические особенности блока. Минимальное значение — 2.6 В
• Значение тока для срабатывания защиты. Предупреждение перегрузки оборудования.
• Значение сопротивления транзисторов. Подойдет минимальный параметр.

Зарядное устройство

Осталось разобраться с тем, как выполнять зарядку инструмента. Его нельзя подключать к стандартному блоку питания. Необходимо зарядное устройство.

При основательной доработке схемы зарядного устройства проводить модернизацию нерентабельно. Его легко заменить на универсальное оборудование или приобрести новое. Даже с покупкой зарядного устройства владелец шуруповерта приобретает по минимальной цене мощный инструмент с увеличенным сроком автономной работы.

Переделка 12В шуруповерта с Ni-Cd на Li-ion аккумуляторы – Гаджеты. Технологии. Интернет

Аккумуляторный инструмент мобильнее и удобнее в использовании по сравнению со своими сетевыми собратьями. Но не надо забывать и о существенном недостатке аккумуляторного инструмента, это как вы сами понимаете недолговечность батарей питания. Покупать отдельно новые аккумуляторы сопоставимо по цене с приобретением нового инструмента.

После четырех лет службы мой первый шуруповерт, а точнее батареи стали терять емкость. Для начала я из двух батарей собрал одну выбрав рабочие «банки», но и этой модернизации хватило ненадолго. Переделывал свой шуруповерт на сетевой – оказалось очень неудобно. Пришлось, купить такой же, но новый 12 вольтовый «Интерскол ДА-12ЭР». Батареи в новом шуруповерте прослужили еще меньше. В итоге два исправных шуруповерта и не одной рабочей батареи.

На просторах интернета много пишут, как решить данную проблему. Предлагается переделать отслужившие свой срок Ni-Cd батареи на Li-ion аккумуляторы типоразмера 18650. На первый взгляд ничего сложного в этом нет. Удаляешь из корпуса старые Ni-Cd батареи и устанавливаешь новые Li-ion. Но оказалось не все так просто. Ниже описано, на что следует обратить внимание при модернизации аккумуляторного инструмента.

Для переделки потребуется:

Начну с литий ионных аккумуляторов 18650. Приобретались на AliExpress.

Номинальное напряжение элементов 18650 – 3,7 В. По заявлению продавца емкость 2600мАч, маркировка ICR18650 26F, габариты 18 на 65 мм.

Преимущества Li-ion батарей перед Ni-Cd – меньшие габариты и вес, при большей емкости, а так же отсутствие так называемого «эффекта памяти». Но у литий ионных батарей есть серьезные недостатки, а именно:

1. Отрицательные температуры резко снижают емкость, что не скажешь про никель кадмиевые батареи. Отсюда вывод – если инструмент часто используется при отрицательных температурах, то замена на Li-ion не решит проблему.

2. Разряд ниже 2,9 – 2,5В и перезаряд выше 4,2В может быть критичным, возможен полный выход из строя. Следовательно, нужна BMS плата для контроля заряда и разряда, если ее не установить, то новые элементы питания быстро выйдут из строя.

В интернете в основном описывают, как переделать 14 вольтовый шуруповерт – он идеально подходит для модернизации. При последовательном соединении четырех элементов 18650 и номинальном напряжении 3,7В. получаем 14,8В. – как раз, что надо, даже при полной зарядке плюс еще 2В это не страшно для электродвигателя. А как быть с 12В инструментом. Возможны два варианта, установить 3 или 4 элемента 18650, если три то вроде бы маловато, особенно при частичном разряде, а если четыре – многовато. Я выбрал четыре и на мой взгляд сделал правильный выбор.

А сейчас про BMS плату, она тоже с AliExpress.

Это так называемая плата контроля заряда, разряда батареи, конкретно в моем случае CF-4S30A-A. Как видно из маркировки рассчитана она для батареи из четырех «банок» 18650 и ток разряда до 30А. Еще в нее встроен так называемый «балансир», который контролирует заряд каждого элемента отдельно и исключает неравномерную зарядку. Для правильной работы платы аккумуляторы для сборки берутся одной емкости и желательно из одной партии.

Вообще в продаже есть великое множество BMS плат с разными характеристиками. На ток ниже 30А брать не советую – плата постоянно будет уходить в защиту и для восстановления работы на некоторые платы нужно кратковременно подать зарядный ток, а для этого нужно вынуть аккумулятор и подключить к зарядному устройству. На плате, которую мы рассматриваем, такого недостатка нет, просто отпускаешь курок шуруповерта и при отсутствии токов короткого замыкания плата включится сама.

Для зарядки переделанного аккумулятора прекрасно подошло родное универсальное зарядное устройство. В последние годы «Интерскол» стал комплектовать свой инструмент универсальными ЗУ.

На фото видно, до какого напряжения BMS плата заряжает мою батарею совместно со штатным зарядным устройством. Напряжение на аккумуляторе после зарядки 14,95В немного выше нужного для 12 вольтового шуруповерта, но это скорее даже лучше. Мой старый шуруповерт стал резвее и мощнее, а опасения что он перегорит, после четырех месяцев использования постепенно развеялись. Вот вроде бы и все основные нюансы, можно приступать к переделке.

Разбираем старую батарею.

Выпаиваем старые банки и оставляем клеммы вместе с термодатчиком. Если удалить и датчик, то при использовании штатного ЗУ оно не включится.

Согласно схеме на фото, спаиваем 18650 элементы в одну батарею. Перемычки между «банками» должны быть выполнены толстым проводом минимум 2,5кв. мм, так как токи при работе шуруповерта большие, а при маленьком сечении резко упадет мощность инструмента. В сети пишут, что паять Li-ion аккумуляторы нельзя так как они боятся перегрева, и рекомендуют соединять при помощи точечной сварки. Паять можно только нужен паяльник по мощней не менее 60 ватт. Самое главное паять надо быстро, чтоб не перегреть сам элемент.

Должно получиться примерно так, чтобы вошло в корпус аккумулятора.

От платы до клеммы провода должны быть гибкие, как можно короче и сечение минимум 2,5 кв. мм.

Всю схему аккуратно помещаем в корпус и фиксируем любым уплотнителем, для предотвращения повреждения деталей.

Для фиксации клеммы просто поместил ее на место и расклинил деревянными клиньями. Осталось только собрать корпус.

Вес стандартного Ni-Cd аккумулятора как видно 558 грамм.

Вес переделанного аккумулятора 376 грамм, следовательно, инструмент стал легче на 182 грамма. В заключении хочу сказать, что данная переделка того стоит. Шуруповерт стал мощнее и заряда хватает намного дольше, чем с родным аккумулятором. Переделывайте, не пожалеете!

Переделка шуруповёрта на литиевые аккумуляторы

Многие владельцы шуруповёртов хотят переделать аккумуляторы от них на литиевые аккумуляторные элементы. На эту тему написано много статей и в настоящем материале хотелось бы суммировать информацию по этому вопросу. В первую очередь рассмотрим доводы в пользу переделки шуруповёрта на литиевые батареи и против нее. А также рассмотрим отдельные моменты самого процесса замены аккумуляторов.

 

Содержание статьи

Все за и против переделки аккумулятора шуруповёрта на литиевые элементы

Для начала следует задуматься, а нужна ли мне эта переделка? Ведь это будет откровенный «самопал» и в ряде случаев может привести к выходу из строя как аккумулятора, так и самого шуруповёрта. Поэтому, давайте, рассмотрим все за и против этой процедуры. Возможно, что после этого некоторые из вас решат отказаться от переделки Ni─Cd аккумулятора для шуруповёрта на литиевые элементы.

Аккумулятор шуруповёрта

Доводы «за»

Начнём с преимуществ:

• Энергетическая плотность литий─ионных элементов значительно выше, чем у никель─кадмиевых, которые по умолчанию используются в шуруповёртах. То есть, аккумулятор на литиевых банках будет иметь меньший вес, чем на кадмиевых при той же ёмкости и выходном напряжении;
• Зарядка литиевых аккумуляторных элементов происходит значительно быстрее, чем в случае Ni─Cd. Для их безопасной зарядки потребуется около часа;
• У литий─ионных аккумуляторов отсутствует «эффект памяти». Это значит, что их необязательно полностью разряжать перед тем, как ставить на зарядку.

Теперь о недостатках и сложностях литиевых аккумуляторов.

Вернуться к содержанию
 

Доводы «против»

• Литиевые аккумуляторные элементы нельзя заряжать выше 4,2 вольта и разряжать ниже 2,7 вольта. В реальных условиях этот интервал ещё более узкий. Если выйти за эти пределы аккумулятор можно вывести из строя. Поэтому, кроме самих литиевых банок вам потребуется подключить и установить в шуруповёрт контроллер заряда-разряда;
• Напряжение одного элемента Li─Ion 3,6─3,7 вольта, а для Ni─Cd и Ni─MH это значение 1,2 вольта. То есть, возникают проблемы со сборкой аккумуляторной батареи для шуруповёртов с номиналом по напряжению 12 вольт. Из трёх литиевых банок, соединённых последовательно, можно собрать АКБ номиналом 11,1 вольта. Из четырёх ─ 14,8, из пяти ─ 18,5 вольта и так далее. Естественно, что и пределы напряжения при заряде-разряде также будут другие. То есть, могут возникнуть проблемы совместимости переделанной батареи с шуруповёртом;
• В большинстве случаев в роли литиевых элементов для переделки используются банки стандарта 18650. По размерам они отличаются от Ni─Cd и Ni─MH банок. Кроме того, нужно будет место для контроллера заряда-разряда и проводов. Всё это нужно будет уместить в стандартном корпусе АКБ шуруповёрта. Иначе работать им будет крайне неудобно;
• Зарядное устройство для кадмиевых аккумуляторов может не подойти для зарядки батареи после её переделки. Возможно, потребуется доработка ЗУ или использование универсальных зарядок;
• Литиевые аккумуляторы теряют работоспособность при отрицательных температурах. Это критично для тех, кто использует шуруповёрт на улице;
• Цена литиевых аккумуляторов выше кадмиевых.

Вернуться к содержанию
 

Замена аккумуляторов в шуруповёрте на литиевые

Что нужно прикинуть перед началом работ?

Нужно определиться с количеством элементов в батарее, что в итоге решает величину напряжения. Для трёх элементов потолок будет 12,6, а для четырёх ─ 16,8 вольта. Речь идёт о переделке широко распространённых аккумуляторов с номиналом 14,4 вольта. Лучше выбрать 4 элемента, поскольку при работе напряжение довольно быстро просядет до 14,8. Различие в несколько вольт не отразится на работе шуруповёрта.

Кроме того, большее количество литиевых элементов даст большую ёмкость. А значит, большее время работы шуруповёрта.

Литиевые аккумуляторные элементы 18650

Номинальное напряжение литиевых элементов 3,6─3,7 вольта, а ёмкость в большинстве случаев составляет 2000─3000 мАч. Если позволяет корпус аккумулятора, можете взять не 4, а 8 элементов. По два соединить их в 4 параллельные сборки, а затем уже их подключить последовательно. В результате вы сможете нарастить ёмкость АКБ. Но далеко не в каждый корпус удастся упаковать 8 банок 18650.

И последний подготовительный этап – это выбор контроллера. По своим характеристикам он должен соответствовать по номинальному напряжению и току разряда. То есть, если вы решили собирать батарею 14,4 вольта, то выбираете контроллер с этим напряжением. Рабочий ток разряда обычно выбирается в два раза меньше, чем предельно допустимый ток.

Плата контроллера заряда-разряда

Выше мы установили, что предельно допустимый кратковременный ток разряда для литиевых элементов 25─30 ампер. Значит, контроллер заряда-разряда должна быть рассчитана на 12─15 ампер. Тогда защита будет срабатывать при увеличении тока до 25─30 ампер. Не забывайте также о габаритах платы защиты. Её вместе с элементами нужно будет уместить в корпус АКБ шуруповёрта.

Замена аккумуляторов

Ну а дальше идёт сам процесс сборки. Сначала разбираете корпус аккумулятора. Если это модель на 14,4 вольта, то внутри будут 12 никель─кадмиевых аккумуляторов номиналом 1,2 вольта.

Сборка никель─кадмиевых аккумуляторов

После этого нужно спаять купленные элементы в сборку с последовательным соединением. Далее к ней припаивается контроллер в соответствии с его схемой. При этом подключаются балансировочные точки. На плате есть для них специальный разъём, а часто и провода с коннектором поставляются в комплекте.

Корпус аккумулятора шуруповёрта

После сборки батареи припаиваются выводы на плюс и минус, и вся конструкция помещается в корпус. В принципе, процесс на этом закончен.

В сети можно встретить рекомендации по экономии на плате контроллера. То есть, покупается модель подешевле, рассчитанная на меньший ток. А чтобы она не ограничивала работу шуруповёрта, разряд делают не через контроллер, а напрямую от банок. А их зарядка, как положено, идёт через контроллер.

Переделка шуруповерта на литий, часть вторая, заряжаем правильно

Изначально я планировал ограничиться двумя частями, переделкой батареи и зарядного. Но пока готовил обзор, в голове созрела идея для третьей части обзора, более сложной.
А в этой части я расскажу как можно переделать родное трансформаторное зарядное, если оно еще работает, ну или если еще жив силовой трансформатор.

Платка преобразователя была заказана довольно давно в количестве нескольких штук (про запас), заказывалась специально для этой переделки, потому как имеет некоторые особенности, впрочем не буду забегать далеко, будем последовательны.

Для начала я разделю зарядные устройства не три основных типа:

Инструмент из первой категории редко попадает под переделку, так как часто проще (и дешевле) купить новый, а третья категория обычно имеет свои сложности по переделке. В принципе можно переделать и устройства третьей группы, но не в рамках статьи, так как типов таких зарядных очень много и к каждой нужен индивидуальный подход.

В этот раз я буду переделывать зарядное устройство из второй группы, фирменное, хотя и простое. Но при этот переделка имеет много общего и с первой группой, потому будет полезна большему количеству читателей.

Для того, чтобы зарядить аккумулятор надо не просто подключить его к блоку питания, такой эксперимент обычно заканчивается не очень хорошо. Надо подключить его к зарядному устройству. И здесь наступает небольшое непонимание, так как довольно много людей привыкло называть зарядными устройствами небольшие блоки питания от которых они заряжают свои смартфоны, планшеты и ноутбуки. Это не зарядные устройства, а блоки питания.

Чем же отличается зарядное устройство от блока питания.
Блок питания предназначен выдавать стабилизированное напряжение в диапазоне заявленных токов нагрузки.
Зарядное устройство обычно сложнее, так как выходное напряжение у него зависит от тока нагрузки, который в свою очередь ограничен. При этом в зарядном устройстве находится узел прекращающий заряд в конце, а также иногда и защита от подключения аккумулятора в неправильной полярности.

Самое простое зарядное устройство это просто блок питания и резистор (иногда лампа накаливания, что даже лучше) последовательно с аккумулятором. Такая схема ограничивает тока заряда, но как вы понимаете ничего больше она сделать не может.

Чуть сложнее, когда ставят еще и таймер, отключающий заряд после определенного времени, но такой принцип быстро «убивает» аккумуляторы.
Например так сделано в одном из недорогих зарядных для шуруповертов (фото не мое).

Зарядные устройства китайских шуруповертов выглядят конечно не в пример проще, но опять же, делать с нуля такое устройство вряд ли кто то захочет, хотя именно это я и планирую сделать в третьей части, правда корректнее.

Условная схема типичного недорогого зарядного устройства выглядит примерно так:
Трансформатор, диодный мост, тиристор и схема управления. Правда иногда вместо тиристора стоит реле, ток никак не ограничивается и может присутствовать схема термоконтроля от перегрева (хотя и она не всегда спасает.

Я специально указал, что подстроечный резистор ставится последовательно с верхним резистором. В случае обрыва на выходе будет минимальное напряжение. Если оборвать нижний резистор, то на выходе будет максимальное напряжение. Кстати, в распространенных платах DC-DC преобразователей сделано наоборот, в случае обрыва подстроечного резистора они дадут на выход максимальное напряжение.

Более правильным вариантом будет применить понижающий DC-DC преобразователь. Например такой:

Токоизмерительный резистор рассчитывается очень просто, как и в случае с LM317, только значения чуть другие.
0,6/I (ток в Амперах) = R (номинал резистора в Омах).
Например нужен ток 1.5 Ампера, тогда будет 0,6/1.5= 0.4 Ома.

Выход добавочной схемы подключается к выводу 4 микросхемы LM2596, если применена другая микросхема, то ищем в описании вывод помеченный как FB и подключаем к нему.

В таком варианте при помощи подстроечного резистора устанавливаем выходное напряжение (на холостом ходу). Правда такая схема может немного недозаряжать аккумуляторы, хотя и не сильно, но это плата за простоту. Чтобы заряжать полностью, надо переключить вход измерения напряжения (один из резисторов делителя напряжения) к выходу всей схемы.

Индикация заряда аккумулятора реализована очень просто, переключение светодиодов происходит при падении тока ниже чем 1/10 от изначально установленного. Такой режим работы очень распространен и используется во многих простых зарядных устройствах.
Т.е. к примеру мы установили ток заряда в 1.5 Ампера, подключили аккумулятор, когда ток заряда упадет ниже чем 150мА, то один из светодиодов погаснет, а второй засветится, показывая тем самым, что процесс заряда окончен.
Обзоры данной платы делал коллега ksiman, потому для более детального описания проще дать ссылку.

Так получилось, что изначально я не думал делать обзор данной платы и хотя их было куплено 4 штуки, но дома у меня осталась всего одна и та уже со следами моего вмешательства.
Я выпаял родные светодиоды и припаял другие.

Как работает индикация.
Светодиоды Заряд и Заряжено включены так, что светит только один из них, потому можно их рассматривать как один. В платах без регулировки тока при которой будет срабатывать индикация, переключение происходит при падении тока заряда ниже 1/10 от установленного резистором — Ограничение тока. В обозреваемой плате можно установить произвольный ток срабатывания, я бы советовал выставить 1/5.

Светодиод индикации ограничения тока работает несколько по другому, он светит когда происходит ограничение тока, т.е. когда ток при установленном напряжении стремится вырасти больше, чем установлено регулятором.
Например выставили ток 1 Ампер и 10 Вольт (условно), подключили нагрузку, которая при 10 Вольт потребляет 0.5 Ампера. На выходе будет 10 Вольт 0. 5 Ампера. Затем подключили нагрузку, которая при 10 Вольт будет потреблять 1.5 Ампера, на выходе будет 1 Ампер и 8 Вольт (условно), т.е. плата снизит напряжение до такого значения при котором ток на выходе не будет превышать установленного и при этом засветит светодиод.

Плата весьма простая, на ней расположена собственно микросхема LM2596, стабилизатор 78L05 и компаратор LM358.
LM2596 собственно ШИМ контроллер.
78L05 используется дли питания компаратора и как источник опорного напряжения.
LM358 «следит» за током и попутно управляет индикацией

Если аккумулятор не отключить, то небольшой ток заряда всегда будет через него течь, и хотя литиевым аккумуляторам в этом плане немного «повезло», ток у них падает очень значительно, но все равно, оставлять их в таком режиме не рекомендуется.
Дело в том, что кадмиевые или свинцовые просто начинают разрушаться, нагреваться и все, а с литиевыми возможно возгорание. Да, литиевые аккумуляторы имеют защитный клапан, но лишняя защита никогда не мешает.

Очень часто задают вопрос — а как же плата защиты, ведь она может отключить аккумулятор по завершении заряда. Может и не только может, а и отключит, только сделает это она не при 4.2 Вольта на элемент, а при 4.25-4.35 Вольта, так как функция отключения для нее скорее защитная, а не основная. Потому так делать крайне не рекомендуется.

Собственно потому я придумал простенькую схемку, которая будет отключать аккумулятор по завершению заряда. Принцип работы очень прост (потому имеет некоторые ограничения). Подключили аккумулятор, так как конденсатор С1 разряжен, то через него течет ток, который открывает транзистор, а он подает ток на реле. Реле подключает к зарядному аккумулятор, а дальше реле питается через оптрон, который подключен к выходу индикации заряда платы преобразователя.

Когда я придумывал схему, то старался ее максимально упростить, применив минимум компонентов.
1. Реле — любое с напряжением обмотки 12 Вольт (для вариантов с 3-4 аккумуляторами) и контактами рассчитанными на ток хотя бы 2х от тока заряда.
2. Транзистор — BC846, 847, или известный КТ315, КТ3102, а также аналоги.
3. Диод — любой маломощный диод.
4. Резисторы — любые в диапазоне 15 — 33кОм
5. Конденсатор — 33-47мкФ 25-50 Вольт.
6. Оптрон — PC817, стоит на большинстве плат блоков питания.

Здесь применены немного другие номиналы, хотя по сути важен только номинал резисторов R4 и R5. Номинал R5 должен быть по крайней мере в 2 раза меньше чем у R4.

Пособие для переделки шуруповёрта и зарядки на Li-Ion. Легкое понижение тока в MT3608 для зарядки переделанных Ni-Cd в Li-Ion аккумуляторов для шуруповёрта — Технический блог

Если у Вас есть (или завалялся у знакомых) старый шуруповёрт на Ni-Cd и все аккумуляторы сели, да ещё зарядное сломалось (сгорело), закажите на али плату MT3608 за 40р, поищите старое зарядное устройство от сотового телефона (у всех навалом) и старые аккумуляторы от ноутбука (из них нам нужны аккумуляторы Li-Ion 18650).

Сегодня мы будем переделывать старый шуруповёрт с никель-кадмиевых аккумуляторов на литий-ионные, и соответственно модифицировать его зарядное устройство.

Всё легко переделывается. Начнём с аккумуляторов.

Если шуруповёрт был на 12В, нам будет нужно 4 аккумулятора 18650 (16.8В максимум), если на 14.4В — 5 шт (21В максимум), если на 18В — то 6 шт (25.2В максимум). Запас прочности электродвигателя и других механизмов в шуруповёрте большой, а нам повышение мощности не помешает.

Сначала тестируются аккумуляторы 18650 Li-Ion, если есть из чего выбирать, подбираются с одинаковой ёмкостью. Дорого и точно это можно сделать с помощью прибора BT-C3100 V2.2 или аналогичного. Заводская ёмкость аккумуляторов 18650 из ноутбуков 2000-2200 мАч, написана на них, если нет, то можно делить на 2 ёмкость, написанную на шильдике бучного аккумулятора. Прогонка будет лучше, если дать 3 цикла заряд/разряд. Если замеренная ёмкость на 5-10% ниже написанной, то допустимо, если же ёмкость сильно ниже — то аккумуляторы потеряли ёмкость. Также замеряем в приборе внутреннее сопротивление аккумуляторов и оно тоже должно быть одинаковым.

Без точных приборов достаточно зарядить Li-Ion 18650 аккумуляторы до 4.2V в любой подходящей к ним зарядке с ограничением по напряжению, дать одинаковую нагрузку и через одинаковое время замерить на них напряжение. Если упало до одинаковых величин, то нормально. Например, нагружаем полностью заряженный 18650 на нагрузку 3-5 Ом (ток от 1.5 до 0.8 А), и через одинаковое время (к примеру три минуты) меряем, сколько осталось от 4.2В под нагрузкой и без нагрузки. Если конечное напряжение под нагрузкой и без нагрузки одинаково, аккумуляторы подходят. Это говорит об одинаковой нагрузочной способности и одинаковом внутреннем сопротивлении.

Из корпуса сменного аккумулятора выкидываем старые севшие/замкнувшие Ni-Cd аккумуляторы, и запаиваем вместо них Li-Ion на требуемое нам напряжение. У самих аккумуляторов Li-Ion лучше оставить плоские соединители от ноутбука, но, если всё же будете паять к Li-Ion провода, место пайки охлаждайте обдувом, паяйте быстро с флюсом или кислотой, чтобы уменьшить время нагрева поверхностей аккумулятора, во избежание выхода из строя. Провода для пайки берите от старого компьютерного БП, или толще.

Лучше будет, если аккумуляторы припаять через плату балансира зарядки: «4S или 6S balance protection board», она не даст аккумуляторам перезарядится выше 4.2V. Также через такую плату будут лучше заряжаться разноёмкостные аккумуляторы, но в случае разных аккумуляторов будут намного быстрее деградировать менее ёмкие, потому как они будут разряжаться ниже минимального напряжения 2.8V, в то время как на более ёмких ещё будет запас напряжения. Шуруповёрт ещё крутит, но более слабые аккумуляторы уже деградируют.

Затем проверяем, как крутит шуруповёрт на Li-Ion акках, обычно это повышение мощности на 20-40% и уменьшение веса сменного аккумулятора.

Теперь переходим к переделке зарядки, особенно, если она сгорела, или её нет. У разных фирм они разные, Bosch, Shturm, Hitachi, всё разное. Из корпуса зарядки можно достать всю начинку, кроме клеммной колодки. По большому счету, нам нужна только клеммная колодка для подключения сменного аккумулятора. Конечно же, в корпусе всё будет лучше. Мне было слишком много тока от тяжелого трансформатора, и он был тяжел, поэтому я нашел ему лучшее применение (в лабораторный БП).

Припаиваем выход зарядного для сотового к плате MT3608 на VIn контакты, плюс, минус. Включаем, подкручиваем резистор до нужного нам напряжения на выходе, это 16.8, 21 или 25.2В соответственно, какой у вас аккумулятор Li-Ion.

MT3608 — это Step Up (повышающий) конвертер напряжения с широтоимпульсной модуляцией, на обычных платах выходной конденсатор нужно перепаять на большой контакт выхода VOut+ и соответственно зачистить землю рядом с ним для припайки конденсатора. Это недоделка китайцев, плата худо работает с завода..

Делаем ограничение тока заряда, для этого нам нужен резистор 5-15 Ом и самый простой и мелкий диод. Припаиваем провод плюса VOut+ напрямую к клеммной колодке на плюс аккумулятора. А VOut- через резистор в минусовом проводе. С измерительной точки резистора диод (анодом) мы припаяем (катодом с полоской) на сигнал FB  микросхемы, это 3-й контакт MT3608, мелко, но он прозванивается на потенциометре с другой стороны платы, куда легче паять.

Подключаем аккумулятор на зарядку и проверяем ток заряда, это будет от 50 мА (15 Ом) до 200 мА (5 Ом). Соответственно ток с сотовой зарядки будет, к примеру 50мА*(21В/5В/КПД) =300мА, а для 200мА*(21В/5В/КПД)=1200мА (может быть слишком большим, не каждая сотовая зарядка это потянет). Проверяем зарядку, если она греется или напряжение с неё проседает с 5В до 2.5В, то следует уменьшить ток, во избежание перегрева.

Вы спросите, почему такой маленький ток зарядки, ведь будет долго заряжаться.. Первый момент, при больших токах заряда, близких к 1.0C (С-ёмкость Li-Ion аккмулятора), время заряда около часа, аккумулятор точно умирает через 1-2 года таких зверств. Второе, даже старые Li-Ion аккумуляторы имеют свойство восстанавливаться при низких токах зарядки (если конечно химия не потекла и не вздулись), и зарядка низким током точно продлит жизнь аккумулятора. Можно посмотреть https://www.youtube.com/watch?v=ep8o8DVPz_0 для изучения вопроса.

Плюсы: бОльшая ёмкость Li-Ion аккумуляторов, повышенная мощность шуруповёрта, лёгкий вес, бОльшее время службы. Минимум переделок, легкодоступные детали. Если трансформатор в зарядном рабочий, то это бонус (для лабораторного БП).

Минусы: долгое время полного заряда (10-20 часов). Крайне не желательно сажать Li-Ion аккумуляторы ниже 3V на ячейку, то бишь делать полный разряд (когда шуруповёрт крутит значительно слабее), Li-Ion аккумуляторы намного ранее теряют ёмкость на холоде, уже при 0 градусов шуруповёрт мало проработает (Можно одеть перчатку или платок или шарф только на аккумулятор шуруповёрта для непродолжительной работы на холоде, или отогревать только аккумулятор в помещении на отопительной батарее).

Крайне не советую покупать дешевые яркие китайские аккумуляторы в магазинах, их ёмкость значительно меньше заявленной! Уж лучше на али взять NCR18650B Li-Ion 3400 мАч Panasonic (4шт — 1100р), они реальные.

UPD:

Вместо зарядки от сотового можно брать 5В или 12В с компьютерного БП или БП от роутера/модема.

Upd2:

Как-то мне попалась очень слабая китайская зарядка от сотового. Написано 5В, 450мА. Даже при 21V 50 мА, MT3608 перегружало зарядку и напряжение на выходе падало до 2В, зарядка закипала. Что пришлось переделать:

Сначала я сделал ограничение напряжения начала преобразования Uвх для MT3608 (чтобы конвертер не переводил БП зарядного в состояние 2В 2А, когда всё начинало сильно грется и сгорать). На схеме из простых деталей резистор R2 можно заменить подстроечником на 1-10-100кОм (оптимально 10к и R1 10к тогда). Это дало возможность заводится StepUp конвертору только от повышенного входного напряжения, максимальный ток для китайской зарядки был при напряжении 4.3 В, если чуть повысить подстроечником, работа конвертера прекращалась и напряжение подскакивало до 5В.

Ещё захотелось поднять зарядный ток, 21V 80 мА было мало..

Чем выше напряжение на вторичной обмотке высокочастотного трансформатора преобразователя БП зарядки, тем больше мощности можно снять при одинаковом токе (а максимальный ток зависит от сечения провода), но можно дойти до перенасыщения или перегрева трансформатора, и схема БП может уходить в защиту или сгорать..

На выходе в БП зарядки есть оптрон обратной связи и стабилитрон на 3-4 Вольта или резисторы для стабилизации 5.2В. Мне повезло и попалось зарядное в том числе и с защитным стабилитроном на 7.5В, который я запаял вместо измерительного стабилитрона, и получил на выходе зарядного 9В. Выше 10В зарядное для сотового лучше не разгонять, обычно на 11-12 вольтах идёт срыв стабилизации..

В итоге подкрутил ограничение потребления входного напряжения на 8.2 вольта, получил на выходе конвертера 21V 140мА, в итоге 13 часов заряда для моих 2000мАч аккумуляторов 18650 нормально.

Тэги: из подручных деталей, можно везде найти, легкодоступные,  легко переделать, простота, проще, когда ничего нет.

Оставляйте комментарии, делитесь опытом, советуйте, у кого что получилось, как лучше переделать.. Если снимите видео по переделке, выложите сюда ссылку..

Преобразование кресла-коляски на литиевые батареи

МОНТАЖНЫЕ НАБОРЫ

Когда вы заказываете свои ячейки, вы платите за дополнительную, а дополнительный пластиковый строительный блок и пара дополнительных шин. Вы можете сломаться или повредить деталь или получить неисправный элемент. Это маловероятно, но небезызвестно.

СООТВЕТСТВУЮЩИЕ ЯЧЕЙКИ

Самое первое, что вам нужно сделать, когда эти новые литиевые элементы получены, состоит в том, чтобы полностью зарядить их параллельно (с подключенными + концами вместе и – соединены вместе) группами по 5 или 10 человек справляться.Зарядите все ячейки как можно скорее, как описано ниже, а затем сразу же отключите их после снятия с зарядного устройства, чтобы каждый индивидуальная ячейка рыхлая.

Как? Заряжайте группы, установленные на LIFE 3.600 В, как большую одиночную ячейку с Hyperion, а затем позвольте им оставаться на связи ПОСЛЕ зарядки, скажем, 2 дальнейшие часы. Зарядное устройство продолжает медленно заряжаться ПОСЛЕ конечной точки. В Причина этого в том, что мы должны быть уверены, что они «пропитаны» этим значением 3.600 VOLT и ПОЛНОСТЬЮ заряжен.Зарядное устройство поддерживает напряжение после окончания заряда. на долгое время и позволяет им полностью впитывать последние несколько процентов плата. Затем немедленно отключите все и поместите их в большой ящик, убери где-нибудь на максимально долгий срок, но НЕ МЕНЬШЕ 2 недели. 6 это лучше!

Мы пытаемся выяснить, какие клетки САМОРАЗРЯЖАЮТСЯ больше всего. Это самая важная вещь, которая нарушает баланс клеток. Использовать (разрядка) нет. Зарядки нет. Саморазряд делает резко… Нам нужно набраться терпения и ждать настолько долго, насколько это возможно. МИНИМУМ 14 дней !!! Чем дольше, тем лучше.

Затем, подключив зарядное устройство Hyperion к ПК, установите его на 12 Ач, 3.600 вольт, заряжайте каждую отдельную ячейку отдельно, пока зарядное устройство не скажет сделанный! Считайте ТОЧНЫЙ мАч, ВОЗВРАЩЕННЫЙ в ячейку, и с помощью маркера добавьте номер ячейки и цифра. Так сказать: 1 и 0,677 мАч. Следующая ячейка 2 и 0,456 мАч и т. д. и т. д. …

Затем нам нужно собрать ячейки в 8 групп по 9 ячеек (для батарея размера группы 24) с такой же СРЕДНЕЙ скоростью разряда.Это легко! Просто сложите все Ah и убедитесь, что у вас есть низкие и высокие в каждая группа, которые составляют одинаковую сумму! Как можно точнее. Быть хорошим в математика помогает. Много проб и ошибок с калькулятором и листом бумаги работает тоже … Мой путь!

Не путайте! У вас должно получиться 8 коробок с 9 ячейками в каждом. В каждой ячейке должно быть одинаковое (или близкое) число …

ДОБАВЛЯЕМЫЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ …

СОЗДАНИЕ ПАКЕТА.

Строительные блоки говорят сами за себя. Вам нужно сделайте 2 стороны по 6 ячеек в высоту и по 6 ячеек на каждую батарею 12 В. Или 5 ячеек высокий и 6 ячеек в длину, некоторые отсутствуют наверху для меньшей группы 34 размер упаковки. Смотрите изображения вверху страницы. Лучший способ сделать это – на твердая поверхность с небольшим молотком и тканью для защиты пластика. Они есть очень плотно прилегает!

Пока не добавляйте сами ячейки!

Изучите рисунки вверху.Вы должны убедиться, что вам подходят правильный способ, и в группах, которые вы их уже разделили в (вверху в 8 группах). собрать эти уложенные плоские, с ячейками стоя в вертикальном положении. Снова вам нужно будет добавить все ячейки, затем коснитесь стороны с помощью молоток и ткань. Пока НЕ ​​добавляйте шины!

ПРОДОЛЖЕНИЕ ПРОДОЛЖЕНИЕ

Примерно через месяц я добавлю на эту страницу больше, как я и собираюсь сделать. именно это и построить две батареи для стандартного кресла и сфотографировать каждая деталь, пока я иду.Картинка стоит тысячи слов и все такое. Но на самом деле все просто.

Для получения дополнительной информации прямо сейчас перейдите на Сообщение Доска

Исследование показывает, что фтор является возможным заменителем лития в аккумуляторных батареях

С увеличением использования аккумуляторных батарей для питания современной техники, особенно электромобилей, исследователи начали искать альтернативные материалы для литий-ионных аккумуляторов.

В современных батареях используются литий и кобальт, но их очень мало.

Материаловеды Инженерной школы Маккелви Вашингтонского университета в Сент-Луисе.Луи нашел потенциальную альтернативу литию во фторе, относительно распространенном и легком элементе. Их исследование было опубликовано 7 декабря в журнале Journal of Materials Chemistry .

Интересно, что фторид-ион является зеркальной противоположностью иона лития, обладающего сильнейшим притяжением для электронов, что позволяет ему легко проводить электрохимические реакции. Исследователи в Японии также тестируют фторид-ионные аккумуляторы как возможные замены литий-ионным аккумуляторам в транспортных средствах.Они говорят, что эти батареи могут позволить электромобилям проехать 1000 километров (621 милю) на одной зарядке. Однако современные фторид-ионные батареи плохо поддаются циклическому использованию, то есть они имеют тенденцию быстро разрушаться при циклах зарядки-разрядки.

Исследователи Стивен Хартман и Рохан Мишра применили новый подход к конструкции фторид-ионных аккумуляторов, выявив два материала, которые легко приобретают или теряют ионы фтора, претерпевая небольшие структурные изменения, чтобы обеспечить хорошую циклируемость. Мишра, доцент кафедры машиностроения и материаловедения, сказал, что материалы новых батарей представляют собой слоистые электриды.

Электриды – это относительно новый класс материалов, которые в принципе известны уже около 50 лет, но только в последние 10–15 лет их свойства стали лучше изучены, сказал Мишра. В то время как эти материалы проводят электроны, как обычные металлы, в отличие от «моря электронов» в металлах, где электроны делокализованы по всему кристаллу, в электридах электроны находятся в определенных интерстициальных позициях внутри кристаллической структуры, подобно иону.

«Мы прогнозируем, что эти межузельные электроны могут быть легко заменены фторид-ионами без значительных деформаций кристаллической структуры, что обеспечит циклируемость», – сказал Мишра.«Ионы фтора могут также довольно легко перемещаться или диффундировать из-за относительно открытой структуры слоистых электридов».

Хартман, выпускник Института материаловедения и инженерии, получивший докторскую степень в лаборатории Мишры до получения докторской степени в Национальной лаборатории Лос-Аламоса, использовал квантово-механические расчеты для тестирования десятков потенциальных кандидатов на батареи.

Компьютерные тесты вводили фторид в межузельные пространства слоистых электридов нитрида дикальция и гипокарбида иттрия. Возможности хранения энергии были близки к характеристикам литий-ионных батарей. В случае нитрида дикальция он состоит из относительно большого количества элементов и может помочь преодолеть нехватку элементов, используемых в настоящее время в литий-ионных батареях.

Хартман сравнил батарейное исследование с некоторыми другими работами группы Mishra, в которых используются методы машинного обучения «больших данных» для отбора тысяч кандидатов.

«Это потребовало больше интуиции и проб и ошибок, чем другие исследования, которые мы провели», – сказал Хартман. «В принципе, вы можете добавить много фторид-ионов к обычным электродам, чтобы сохранить большой заряд, но на практике этими теоретическими емкостями трудно управлять. Когда мы добавляем фторид к обычным электродам, они сильно набухают и сжимаются. заряжается и разряжается, что может привести к растрескиванию и потере электрического контакта ».

Сведение к минимуму этого объема и изменения формы важно для создания долговечной фторидной батареи.

«Мы прогнозируем, что в этих слоистых электридных материалах добавление и удаление фторид-ионов вызовет значительно меньшие структурные изменения, что поможет продлить срок службы циклов», – сказал Хартман.

Мишры стремится к сотрудничеству с исследователями, которые смогут синтезировать многообещающие электриды, выявленные в этом исследовании, и протестировать их в прототипах батарей.

McKelvey School of Engineering включает группу междисциплинарных преподавателей, проводящих исследования батарей.Недавнее исследование Пэн Бая, доцента кафедры энергетики, окружающей среды и химической инженерии, привело к возможности приблизительно определить порог плотности тока батареи и точно предсказать время короткого замыкания для любой конкретной плотности тока.

Джейсон Хе, профессор энергетики, окружающей среды и химической инженерии, недавно провел технико-экономическое обоснование электрохимической «заправки» литий-ионных батарей в отработанные электроды для регенерации полезных соединений, таких как оксид лития-кобальта.

Ссылка : Исследование показывает, что фтор является возможным заменителем лития в аккумуляторных батареях (9 декабря 2020 г.) получено 10 декабря 2020 с https: // физ.org / news / 2020-12-фторзамещающие-литиевые-аккумуляторные-батареи.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

литий-ионных (литий-ионных) аккумуляторов для газонных и садовых инструментов: часто задаваемые вопросы

Обновлено 25 мая 2019 г.

По мере того, как садовые и садовые инструменты с батарейным питанием становятся все более распространенными, всегда возникают вопросы о батареях.Итак, мы ответили на наиболее часто задаваемые вопросы наших читателей. Дайте нам знать, если вы хотите, чтобы мы еще что-нибудь осветили в этих часто задаваемых вопросах.

Если вы ищете, где можно купить определенные батареи для распространенного уличного силового оборудования, прокрутите статью до конца этой статьи.

В чем разница между литиевыми батареями и литиево-ионными батареями?

Есть несколько важных отличий. Практическое различие между литиевыми батареями и литиево-ионными (Li-ion) батареями заключается в том, что большинство литиевых батарей не перезаряжаются, а литий-ионные батареи – это аккумулятор.С химической точки зрения в литиевых батареях используется литий в его чистой металлической форме. В литий-ионных батареях используются соединения лития, которые намного более стабильны, чем элементарный литий, используемый в литиевых батареях.

Никогда не перезаряжайте литиевые батареи, в то время как литиево-ионные батареи рассчитаны на сотни перезарядок.

Что означает напряжение в батареях (например, 40 В, 120 В)? Больше вольт лучше?

Вольт – это мера напряжения, относящаяся к величине силы, которая посылает электроны через цепи батареи.Это вроде как лошадиные силы, если не считать аккумуляторных инструментов. Чем больше вольт, тем больше мощности, доступной для использования инструментом.

Аккумуляторные инструменты, в которых используется батарея более высокого напряжения, будут иметь большую мощность, чем инструменты с батареями более низкого напряжения. Вопрос, который нужно задать себе, заключается в том, нужно ли вам такое количество энергии для того, что вы будете делать с инструментом. Например, если вы будете использовать аккумуляторный триммер только для стрижки травы вокруг клумб, вам не потребуется 120 В (вы можете практически срубить дерево с помощью некоторых из новых триммеров на 120 В!).

С другой стороны, батареи более низкого напряжения легче и меньше, а также их дешевле покупать.

Батареи более высокого напряжения идеально подходят для пользователей, которые часто используют инструмент в течение длительного времени и в тяжелых условиях. Они также часто необходимы в инструментах, требующих большего крутящего момента или мощности, таких как аккумуляторные бензопилы и самоходные газонокосилки.

Более дешевые батареи с низким напряжением – лучшее вложение, если инструмент с батарейным питанием используется только сезонно или редко, для легких задач или если вес является важным фактором.

Некоторые батареи, такие как батарея FlexVolt от DeWalt, предназначены для автоматического изменения напряжения в соответствии с потребляемой мощностью инструмента.

бывают самых разных форм и размеров в зависимости от производителя, напряжения и ампер-часов.

Что означает Ах? Как это влияет на мощность и / или время работы?

Ач – это сокращение от ампер-час или ампер-час. Это общий объем заряда, который аккумулятор может обеспечить за один час. Электроинструмент, который постоянно тянет 1.Ток 0 А полностью разрядит аккумуляторную батарею на 1,0 Ач за один час (в идеальных условиях).

Это означает, что аккумулятор на 2,0 Ач может питать один и тот же инструмент дольше, чем аккумулятор на 1,0 Ач, при условии, что ток остается на уровне 1,0 А и других различий нет. Многие люди упрощают это, говоря, что «более высокое значение Ah означает более длительное время работы», хотя это не вся история .

Таким образом, аккумулятор на 4,0 Ач проработает ваше внешнее силовое оборудование в два раза дольше, чем аккумулятор емкостью 2.0Ах аккумулятор, правда? Иногда да. В других случаях нет. А иногда время работы может увеличиваться более чем вдвое. Это зависит от того, как сконструированы батареи (например, параллельная работа батарейных элементов, а не последовательно, встроенные функции безопасности, вентиляция), а также от конструкции инструмента (например, триммер с высокими и низкими настройками потребляет больше или меньше ампер. в зависимости от того, какие настройки используются) и факторов окружающей среды (например, использование батареи при сильном нагреве снизит эффективность и время работы).

Не имея дополнительной информации об аккумуляторе, все, что вы можете сказать наверняка, – это то, что аккумулятор с более высоким номиналом Ач будет вырабатывать мощность дольше, чем аккумулятор с меньшим значением Ач того же напряжения при использовании с тем же инструментом и в тех же условиях.

Если вы подумываете о батарее для инструмента, который требует большой мощности или крутящего момента для эффективной работы, то батарея с большей емкостью в Ач будет плюсом, поскольку вы получите больше времени работы от батареи. Если это легкий инструмент, тогда вполне подойдет аккумулятор с меньшим объемом Ач, так как ему не нужно потреблять столько ампер, чтобы работать хорошо (с дополнительным плюсом в том, что он значительно дешевле).

Литий-ионные аккумуляторы развивают память? Нужно ли заряжать после каждого использования?

Нет. В то время как старые типы аккумуляторов действительно обладали «памятью», современные литий-ионные аккумуляторы нет.

Рекомендуется ставить аккумулятор в зарядное устройство после каждого использования. Таким образом, у вас всегда будет полностью заряженный аккумулятор для работы. Многие производители рекомендуют не полностью заряжать аккумулятор, чтобы продлить срок его службы.

Нет. Инструментальные компании любят создавать наркоманов. Хорошая новость в том, что стать наркоманом стоит того. Производители вызывают лояльность к бренду, продавая инструменты как с батареями, так и без них. Таким образом, купив свой первый инструмент и прилагаемые к нему батареи, вы сможете использовать их со всеми остальными инструментами этого производителя.Но только на инструментах этого производителя.

Таким образом, будет хорошей идеей принимать решение о покупке на основе всего, что продает компания, даже инструментов, которые могут вам еще не понадобиться.

Каковы преимущества литий-ионных батарей по сравнению с другими аккумуляторными батареями?