Рано или поздно аккумуляторный блок шуруповерта вырабатывает свой ресурс. Однако цена нового АКБ практически сопоставима со стоимостью самого устройства, и потому единственной недорогой альтернативой является замена аккумуляторов в шуруповерте. Разберем какие виды батарей питания бывают и в чем их особенности, как быстро определить неисправность, какие способы восстановления доступны и как при необходимости выполнить ремонт или замену отдельных блоков.
Для восстановления аккумулятора необходимо использовать батареи питания, по параметрам аналогичные установленным на заводе Источник ytimg.com
Разновидности АКБ для шуруповерта
Практически все современные модели шуруповерта имеют одинаковое устройство аккумуляторного блока – последовательно соединенные в единую цепь элементы. Форма, габариты и номинал их всегда одни и те же. В сумме они создают итоговое напряжение прибора. Различие между ними наблюдается только в емкости. Данное обстоятельно позволяет легко подбрить и заменять такие батареи.
Как правило, применяются 3 основные разновидности батарей:
- Никель-кадмиевые.
Номинал каждого блока составляет 1,2 вольта. Их главные преимущества выражаются в следующем:
- Доступность в виду распространенности и низкой цены.
- Стойкость к отрицательному значению температуры окружающей среды.
- Сохранение характеристик при хранении в разряженном состоянии.
Недостатки проявляются в малой емкости, а также таком ряде факторов, как:
- Присутствии эффекта памяти.
- Саморазряде.
- Небольшой диапазон рабочих циклов «зарядки-разрядки».
Кроме того, ввиду токсичности производственного цикла, подобного типа батареи выпускают производители стран 3-го мира, что само по себе может проявится в заводском браке и низком качестве.
Простейшие никель-кадмиевые батареи питания, устанавливаемые в аккумулятор для шуруповерта Источник alicdn.com
- Никель-металл-гидридные.
Батареи данной модификации выдают напряжение в 1,2 В. Многие предпочитают их в качестве альтернативы вышедшим из строя блоков, когда требуется отремонтировать аккумулятор для шуруповерта. Объясняется это прежде всего высоким качеством, так как производственная линия не оказывает загрязнение окружающей среде, и потому технологию широко применяют в развитых странах известные производители.
Помимо этого, они отличаются следующим рядом достоинств:
- Минимальный эффект памяти.
- Низкий коэффициент саморазрядки.
- Более высокая емкость – в сравнении с выше приведенной разновидностью.
- Максимальный рабочий диапазон циклов «зарядки-разрядки».
Недостатки проявляются в высокой стоимости, невозможности эксплуатации при низких температурах и ухудшении характеристик при продолжительном хранении в разряженном виде.
Никель-металл-гидридные элементы питания для установки в АКБ шуруповерта Источник alicdn.com
- Литий-ионные
Батареи данной разновидности выдают номинал в 3,6 В. Основные плюсы проявляются в следующем:
- Большая емкость.
- В несколько раз больший диапазон рабочих циклов – по сравнению с другими модификациями.
- Отсутствие эффекта памяти.
- Незначительная саморазрядка.
- Возможность снижения веса аккумуляторного блока – ввиду необходимости применения в цепи меньшего количеств банок за счет их большего потенциала и емкости.
Недостатки выражены максимальной ценой и ограниченным сроком годности. Уже через 3 года батареи теряются большую часть емкости из-за химического распада наполнителя.
Обратите внимание! Основной причиной поломки шуроповерта является именно выход из строя АКБ, а точнее – потеря номинала или емкости отдельных его элементов. Сбой термистора, разъединение контактов и прочие причины крайне редки.
Батареи питания литий-ионного типа для монтажа в аккумуляторы для шуруповерта Источник virtustec.ru
Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на электротехнических работах любой сложности
Пример замены Ni-Cd аккумулятора на Li-Ion в шуруповерте
После подбора, и приобретения необходимой комплектации можно приступать к ремонту шуруповерта путем замены неисправной Ni-Cd аккумуляторной батареи на Li-Ion.
Еще перед заказом выше представленного набора деталей аккумуляторный корпус шуруповерта был разобран для удобства измерения величины тока потребления электродвигателя и оценки возможности размещения аккумуляторов и индикатора степени их заряда. Фотография извлеченных Ni-Cd аккумуляторов показана в начале статьи.
Измерения показали, что в нижнюю часть корпуса для аккумулятора можно свободно разместить пару Li-Ion аккумуляторов типа 18650 (18-диаметр в мм, 65-высота в мм), балансировочную плату BMS-2S-20А и разъем для подключения зарядного устройства. Места для индикатора уже не оставалось.
Поэтому индикатор 8,4В-2S и кнопку его включения пришлось разместить в верхней части корпуса для аккумулятора. Как оказалось такое решение оказалось удачным, так как индикатор оказался защищенным от механических повреждений во время работы шуруповертом.
К зачищенным и залуженным припоем контактным пластинам в соответствии с полярностью, обозначенной на корпусе аккумуляторного блока, были припаяны провода красного (плюс) и синего (минус) цветов. Две отрицательные пластины пришлось соединить перемычкой. Так как пусковой и рабочий токи имеют большую величину, то сечение проводов должно быть не менее 2 мм2
Так как токопроводящие пластины отвалились от колодки, пришлось их закрепить термоклеем. Эти участки пластин не участвуют в передаче тока от аккумулятора к двигателю шуруповерта.
Когда в аккумуляторном контейнере были установлены Ni-Cd элементы, то они удерживали клеммную колодку, поэтому пришлось ее зафиксировать в конечном положении тоже с помощью термоклея.
Колодка была вставлена в батарейный отсек шуруповерта и на провода подано питающее напряжение от стационарного блока питания. Без нагрузки ток потребления составил 2,7 А, а при торможении рукой за патрон не превышал 15 А. Эти данные необходимы были для выбора аккумуляторов и платы защиты BMS.
Далее после проверки (фото проверки показаны выше) в верхней части корпуса батарейного блока было вырезано прямоугольное отверстие и в него вставлен дисплей светодиодного индикатора, а в круглое отверстие кнопка его включения.
Так как индикатор и кнопка имели малый вес и при эксплуатации не подвергались механическим нагрузкам, то после припайки проводов они были приклеены к корпусу блока термоклеем. После установки индикатора он был проверен, подачей на провода питающего напряжения постоянного тока величиной около 8 В. Следует не забывать о полярности подключения.
Так как по центру планировалась установка разъема для подключения зарядного устройства, то аккумуляторы пришлось устанавливать на расстоянии. Для удобства была вырезана из стеклотекстолита пластина, по ширине равная дну нижней части корпуса аккумуляторного блока. На нее приклеены две полоски двухстороннего скотча.
Далее пластина размещена в корпусе и на нее приклеены аккумуляторы таким образом, чтобы между ними было максимальное расстояние. Это хорошо еще и тем, что будут лучше условия их охлаждения.
При установке нужно обратить внимание, чтобы выводы по полярности совпадали с платой защиты BMS. Со стороны положительного вывода аккумулятора 18560 имеется канавка и сам вывод выпуклый с отверстиями по бокам.
Средняя точка на плате для припайки не совпадала с выводами аккумуляторов, поэтому с печатного проводника было в двух точках удалено защитное покрытие и нанесен припой.
С выводов аккумуляторов была снята изоляция и полоски залужены припоем. Пластины сделаны из никеля и для их пайки использовался флюс ФИМ.
После подготовки выводы были прижаты к плате и прогреты паяльником. Длина выводов аккумулятора для припайки к контактным площадкам платы, промаркированным 0V и 8.4V, была недостаточной, и поэтому пришлось нарастить отрезками одножильного провода сечением 2 мм2.
На следующем шаге в центре нижней половинки батарейного корпуса было просверлено отверстие, в котором была установлена ответная часть разъема для подключения зарядного устройства.
После всех подготовительных работ осталось только припаять к плате BMS выводы от клемм подключения двигателя шуруповерта вместе с проводами от разъема подключения зарядного устройства и непосредственно к выводам аккумулятора провода от индикатора уровня емкости аккумуляторов.
Еще не скрученный аккумуляторный блок был подключен к шуруповерту. Но нажатие на клавишу включения патрон не завращался.
Измерение напряжения, подаваемого на шуруповерт показало его величину меньше 4 В, хотя должно было быть около 8 В. Непосредственно на выводах аккумуляторах напряжение было в норме. Стало очевидным, что неправильно работает плата защиты.
Подумал уже, что придется заказывать новую. Подключил зарядное устройство и попробовал опять нажать кнопку пуска. Шуруповерт заработал. Похоже, что при пайке выводов аккумулятора к плате BMS произошло срабатывание защиты, и ее схема зависла в неопределенном состоянии. Но как оказалось, это были не последние грабли.
Определение неисправности
Ввиду того, что блок питания представляет собой цепь последовательно соединенных элементов, требуется определить, какой конкретно участник вышел из строя, чтобы выполнить его замену для восстановления работоспособности аккумулятора шуруповерта. Так как одно неработающее звено обесточивает всю цепочку.
Для этой цели применяется следующий алгоритм действий:
- АКБ устанавливается в зарядное устройство до получения сигнала зарядки.
- Выполняется разборка аккумуляторного блока.
- Проводится измерение вольтметром напряжение каждой банки.
- Ставятся метки на всех элементах, номинал которых ниже нормально работающих. Например, никель-кадмиевые вместо положенных 1,2 В выдают 1,1 или 1,0 вольта.
- Далее прибор собирается и включается, пока мощность мотора заметно не снизится.
- После этого повторно выполняется разборка и измерение напряжение всех элементов.
Банки, потеря номинала у которых составляет от 0,4 вольт и больше по сравнению с нормальными, не пригодны для дальнейшей эксплуатации и требуют замены.
Аккумулятор для шуруповерта состоит из цепочки последовательно соединенных элементов питания Источник acums.ru
Совет! Альтернативным способом создания нагрузки перед проверкой для АКБ является подключение лампочки соответствующего номинала. Когда лампа начнет тускнет, элементы аккумулятора можно проверить на разницу номинала.
Полезные советы по уходу за аккумуляторами
Для стабильного и долгого функционирования батареи следует соблюдать несколько рекомендаций:
- Зарядите и полностью разрядите аккумулятор 1 или несколько раз перед началом интенсивного использования. Это важно, чтобы батарея достигла максимальной мощности и ёмкости.
- Заряжать батарею рекомендуется при температуре от 10 до 40 градусов тепла. При сильном нагреве аккумулятора оставьте его охладиться. Существуют зарядные устройства, снабжённые системой защиты батареи от перегрева.
- Не храните аккумулятор в инструменте.
- При длительном неиспользовании (от 6 месяцев и более) рекомендуется заряжать батарею время от времени.
Условия хранения для разных видов аккумуляторов:
- Ni-Cd — при окончательном разряде;
- Ni-Mh — частично разряженными;
- Li-Ion — полностью заряженными.
Возможность восстановления
Когда дело касается вышедшей из строя литий-ионной батареи, единственный способ вернуть работоспособность аккумулятору шуруповерта, это заменить ее на новый. Это лучший возможный вариант в данном случае, так как никого эффекта памяти у АКБ такого типа нет, и причина их поломки связана только с химическим разложением наполнителя. Однако причина неисправности может быть скрыта также в нарушении схемы управления прибора.
Поэтому для точного определения причины поломки применяются два способа:
- Установить другую, исправную схему управления, и попробовать запустить прибор. Если метод проверки помог, значит причина заключает именно в поломке схемы.
- С помощью регулируемого зарядника подключить банку к току 4 В и 200 мА. Возрастание номинала на ней до заданных 3,6 вольта говорит о полной исправности. Причину поломки нужно искать либо в соседних элементах питания, либо в схеме управления.
Для выявления неисправного элемента требуется проверить каждую банку аккумуляторного блока шуруповерта Источник ytimg.com
Тестирование при помощи нагрузки
Данный метод предполагает использование нескольких лампочек или небольших электродвигателей, которые подключаются к каждому питающему элементу в системе аккумулятора шуруповерта.
Сначала вся батарея полностью подзаряжается. Затем к каждой «банке» подключается по одной лампочке на 3-4 В или маломощный «моторчик». Метод позволяет без измерительных приборов выявить неработоспособный элементы в системе, которые раньше всех потеряют свой заряд под нагрузкой. Утратившие емкость блоки непременно выявят себя.
Ремонт и замена аккумуляторных компонентов
При проведении процедуры другим, более эффективным способом восстановления работоспособности АКБ является замена вышедших из строя элементов на исправные. Однако для этой цели потребуется приобрести новые банки или взять их из другого рабочего аккумулятора. При этом крайне важно, чтобы габариты, а также электротехнические характеристики и тип внедряемых элементов совпадали с изначально установленными.
Процедура осуществляется путем вырезки старых и впайки новых элементов в цепочку. Для этого потребуется следующий элементарный набор необходимых расходников и инструментов:
- Кусачки.
- Паяльник.
- Припой или олово.
- Флюс, не дающий реакции окисления в последующем.
Видео описание
Видео о ремонте вышедшего из строя аккумулятора шуруповерта:
- Схема последовательно соединения батарей должна быть такой, чтобы «+» контактировал с «-». Иначе она просто не будет работать.
Если поменять только некоторые батарейки в аккумуляторе шуруповерта, возникнет разность потенциалов между уже использованными и еще не задействованными. Устранить его можно, путем процедуры выравнивания. Для этого предпринимаются следующий ряд действий:
- Собранный АКБ ставится на полную зарядку – 8-10 часов.
- На период в 24 часа аккумулятор оставляется в покое.
- Далее измеряется напряжение на банках. Оно должно везде быть примерно одинаковым.
- После этого аккумулятор заряжается, и прибор включается на полную мощность. При этом учитывается фактор нагрузки на сам шуруповерт – чтобы он не испортился.
- Далее цикл «зарядки-разрядки» повторяется еще 2 раза.
Рекомендация! Чтобы продлить срок службы аккумулятора, необходимо раз в 3 месяца выполнять стирание эффекта памяти, применяя для этого несколько циклов подряд «зарядки-разрядки».
Разбираем аккумулятор лопаткой или канцелярским ножом
Тем, кто не привык работать молотком и хочет сделать процесс разборки аккумулятора более тихим и щадящим, можно посоветовать использовать небольшой металлический шпатель или универсальный нож. Главное, чтобы у них не было острых краев, как у большой отвертки, которая легко может повредить пластик.
Сначала следует полностью пройтись ножом по периметру всего блока, чтобы ослабить шов, и только после этого можно начинать «обнаруживать» гибкий пластик небольшой отверткой. Метод не менее кропотливый, чем первый, и если человек не достаточно опытен, на пластиковом корпусе могут остаться повреждения. Однако, если работать максимально аккуратно, в этом случае можно обойтись без «потерь.
Если при извлечении аккумуляторной батареи у вас все еще остались трещины или другие повреждения, не расстраивайтесь, так как этот тип пластика хорошо поддается дихлорэтановому соединению.
Коротко о главном
Большая часть современных моделей шуруповертов оснащается 3-мя видами АКБ:
- Никель-кадмиевыми.
- Литий-ионными.
- Металл-гидридными.
Каждый из них имеет индивидуальные плюсы, минусы и особенности применения. Все они представляют собой цепочку из последовательно соединенных банок. Выход из строя одной из них приводит к неработоспособности всего аккумулятора. Чтобы выявить слабое звено, требуется выполнить цикл зарядки-разрядки и измерить напряжение каждого элемента.
Самые распространенные никель-кадмиевые аккумуляторы подвергаются восстановлению, путем прошивки и сжатию-уплотнению электролита. Литий-ионные можно только поменять. При этом замена батарей в аккумуляторе шуруповерта проводится путем вырезки старых и впаивания новых в общую цепочку с последующим выравниванием потенциала серией циклов «зарядки-разрядки».
Никель-металлогидридные «MakStar»
Никель-металлогидридные «MakStar»
Эти модели выполнены по нанотехнологии производителя. Благодаря цифровому обмену информацией аккумулятор подключается к зарядному устройству.
Это свойство помогает быстро заряжать аккумулятор, а также продлевает срок его службы. В линейной серии есть изделия среднего напряжения, но есть и батареи на 24 В.
В основании находится Ni-Mh аккумулятор, оснащенный необходимыми датчиками, а также специальное зарядное устройство. Во время работы зарядное устройство считывает все условия эксплуатации аккумулятора, а затем выбирает более благоприятный режим для его зарядки.
Благодаря этим действиям значительно увеличивается время автономной работы шуруповерта (а также качество его работы).
таблица аккумуляторов для шуруповертов Макита